面向留學(xué)生的電路理論課程教學(xué)研究

程木田，郎佳紅，李紹銘，馬小三

(安徽工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

一、面向留學(xué)生電路理論課程教學(xué)概況

2015年，安徽工業(yè)大學(xué)本科和研究生教育開始招收留學(xué)生。目前我校有300多名來自亞洲、非洲、歐洲的40多個(gè)國(guó)家的留學(xué)生。2016年，我校招收了首批電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)本科留學(xué)生。電路理論是該專業(yè)學(xué)生接觸到的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著極其重要的影響。

我校成為留學(xué)生的招生培養(yǎng)單位時(shí)間不長(zhǎng)，為留學(xué)生教學(xué)的一線教師對(duì)于留學(xué)生的教學(xué)模式的探索也才處于起步階段。隨著對(duì)留學(xué)生教學(xué)模式的不斷探索，教學(xué)方法、教學(xué)手段不斷創(chuàng)新，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷積累。通過近幾個(gè)學(xué)期的留學(xué)生教育教學(xué)發(fā)現(xiàn)，留學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、生活習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度、文化背景以及對(duì)教學(xué)模式的適應(yīng)情況，存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)學(xué)生的文化基礎(chǔ)、認(rèn)知水平差異懸殊，難以按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)。電氣專業(yè)留學(xué)生來自多個(gè)國(guó)家，他們的初中、高中階段教育層次、水平以及內(nèi)容是不盡相同的，與我國(guó)的初中、高中教育也有很大的區(qū)別。比如，有的學(xué)生物理基礎(chǔ)方面極其薄弱；部分學(xué)生對(duì)復(fù)數(shù)的概念和相關(guān)計(jì)算一無所知，但這部分知識(shí)中國(guó)學(xué)生在高中都學(xué)過，這一現(xiàn)實(shí)的差距使得我們按照我校中國(guó)學(xué)生制定的教學(xué)大綱和教學(xué)日歷進(jìn)行教學(xué)變得極其困難，學(xué)生也很難適應(yīng)。(2)學(xué)生平時(shí)成績(jī)考核不易操作。學(xué)校雖然制定了包括出勤和課堂表現(xiàn)的平時(shí)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際的課堂表現(xiàn)成績(jī)?cè)u(píng)定不易操作。一般而言，課堂上表現(xiàn)活躍的為數(shù)不多，但其余的人表現(xiàn)大同小異，很難區(qū)別考核。(3)存在語言上的交流困難。留學(xué)生課程為英語教學(xué)，但有些學(xué)生來自母語為非英語的國(guó)家，同他們之間的英語交流極為不便，這也為一個(gè)課堂上的統(tǒng)一授課增加了難度。(4)對(duì)中國(guó)式教學(xué)模式的適應(yīng)上存在滯后性。中國(guó)式教學(xué)在發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性基礎(chǔ)上，關(guān)注紀(jì)律與約束，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作，提倡奉獻(xiàn)意識(shí)。而留學(xué)生很多來自母語為英語區(qū)或法語區(qū)，無法適應(yīng)中國(guó)式教學(xué)模式。

經(jīng)過近幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)手段上進(jìn)行了改革，使得大部分留學(xué)生逐漸適應(yīng)了我校的教學(xué)模式，在知識(shí)的學(xué)習(xí)上也取得了較好的效果。

二、課程教學(xué)內(nèi)容改革

在初期制定教學(xué)計(jì)劃和選擇教學(xué)內(nèi)容過程中，電氣專業(yè)留學(xué)生電路理論課程教材選定了較為經(jīng)典的C.K.Alexander和M.N.O. Sadiku編著的FundamentalsofElectricCircuits第六版。該書由機(jī)械工業(yè)出版社影印出版。其教學(xué)內(nèi)容編排與我校中國(guó)學(xué)生所使用的教材一致，且含有大量的習(xí)題。所講授的內(nèi)容主要包括直流電路、交流電路和高等電路分析三大部分。其中直流電路部分主要由電路基本概念和電路定律、電路分析方法、電路定理、暫態(tài)電路等部分構(gòu)成；交流電路由正弦穩(wěn)態(tài)分析、三相電路、耦合互感電路等部分組成；高等電路分析由拉普拉斯變換、傅里葉變換等內(nèi)容構(gòu)成。為了便于留學(xué)生學(xué)習(xí)，我們?cè)诹魧W(xué)生電路教學(xué)的實(shí)施過程中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了如下調(diào)整：(1)在原教材的基礎(chǔ)上，重新參考新的教材，如電子工業(yè)出版社影印出版的由J.W. Nilsson和S.A. Riedel編著的ElectricCircuits第九版。該版本入門容易，講解深入淺出。原指定教材中很多例題都涉及到受控源，這一方面加大了例題的難度，另一方面又不太實(shí)用，從而不利于教學(xué)，而ElectricCircuits例題難度較為合適，同時(shí)含受控源的內(nèi)容篇幅也不太大，且能夠說明問題。因而，在授課過程中，我們注意結(jié)合這兩本書的優(yōu)點(diǎn)，擇優(yōu)而取，相得益彰。(2)在教學(xué)內(nèi)容方面，加大對(duì)學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，將原本課堂上部分內(nèi)容如高等電路分析的講授改為布置學(xué)生自學(xué)，因?yàn)檫@部分內(nèi)容在后續(xù)的專業(yè)課程中會(huì)再次學(xué)習(xí)。原先放在電路理論中講授的目的是便于學(xué)生建立相應(yīng)的形象模型，方便學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)。但基于學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)，我們將這部分內(nèi)容從課堂講授內(nèi)容中刪除，改成學(xué)生自習(xí)，但我們?nèi)匀幌驅(qū)W生提供相應(yīng)的自學(xué)所需資料和答疑，并督促學(xué)生學(xué)習(xí)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上，我們初期制定的方案也是按照中國(guó)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，一人一組開展實(shí)驗(yàn)，考試時(shí)采用操作考試。國(guó)內(nèi)的理工科學(xué)生在初中和高中都受到較好的物理訓(xùn)練，也做過比較多的電類實(shí)驗(yàn)，因而，他們可以很快理解并做好電路理論中開出的實(shí)驗(yàn)，也可以取得比較好的考試結(jié)果。但實(shí)踐表明，留學(xué)生無法很好地適應(yīng)這一模式。這是因?yàn)橛行┝魧W(xué)生入學(xué)前沒有進(jìn)行相應(yīng)的訓(xùn)練，部分留學(xué)生連基本電表的功能也不清楚，理論方面也存在理解不夠深入的問題，因而，實(shí)驗(yàn)較難達(dá)到預(yù)期效果。 針對(duì)這一現(xiàn)狀，我們一方面提前將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容發(fā)給留學(xué)生，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置問題，讓他們?cè)诰€回答，同時(shí)，讓留學(xué)生說出自己不知道或不懂的內(nèi)容，教師進(jìn)行答疑。在實(shí)驗(yàn)過程中，采用2人一組，讓留學(xué)生互助合作完成，但要求每一個(gè)留學(xué)生都能獨(dú)立完成，最終考試還是采用操作考試，對(duì)每一個(gè)留學(xué)生進(jìn)行考核。

四、教學(xué)手段改革

在教學(xué)手段上，我們利用雨課堂實(shí)現(xiàn)智慧課堂教學(xué)。雨課堂APP是由清華大學(xué)在線教育辦公室組織研發(fā)的一款免費(fèi)應(yīng)用程序，該程序有英文版，適合面向留學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。其特點(diǎn)有：(1)雨課堂APP是基于微信平臺(tái)的，微信是當(dāng)前支持多人群聊的工具，受到人們的廣泛喜愛。微信也是我校留學(xué)生使用的重要交流工具。我校每位留學(xué)生都申請(qǐng)了微信號(hào)并能熟練使用。因而，該程序可以很容易在留學(xué)生群體中普及應(yīng)用。(2)可以直接嵌入Powerpoint中，不需要專門重新制作課件，使用方便。(3)具有豐富的功能，包括課前推送預(yù)習(xí)資料、點(diǎn)名、課上測(cè)試并收集學(xué)生答題數(shù)據(jù)、師生互動(dòng)、布置作業(yè)并自動(dòng)批改等。這些功能可以滿足翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂等非傳統(tǒng)教學(xué)方式的需要[1-3]。

針對(duì)教學(xué)中存在的問題，我們利用雨課堂APP采取了相應(yīng)的改革措施：(1)在講授相關(guān)內(nèi)容前2天，將準(zhǔn)備好的基礎(chǔ)資料通過雨課堂APP發(fā)給留學(xué)生并要求他們就相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、回復(fù)和反饋。比如講授交流電之前，將復(fù)數(shù)相關(guān)內(nèi)容發(fā)給留學(xué)生，并附上相關(guān)的習(xí)題，讓學(xué)生解答，雨課堂APP可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批改，他們的回復(fù)和解答結(jié)果作為平時(shí)成績(jī)的一部分。通過該操作有兩個(gè)好處，一是讓留學(xué)生復(fù)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)，二是通過分析答題情況清楚了解他們對(duì)這些相關(guān)內(nèi)容的掌握程度，據(jù)此設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容和方法。此外，還可以利用雨課堂APP針對(duì)不同水平對(duì)象發(fā)放內(nèi)容深度不同的資料，做到因材施教。(2)留學(xué)生的平時(shí)成績(jī)判定取決于考勤、平時(shí)表現(xiàn)和作業(yè)等情況。其中，考勤和作業(yè)情況可以進(jìn)行直接量化。通過雨課堂APP考察平時(shí)表現(xiàn)，比如授課過程中利用雨課堂APP增加搶答環(huán)節(jié)，增加隨堂測(cè)試，讓留學(xué)生就某一問題進(jìn)行留言討論等。這一手段一方面讓每個(gè)留學(xué)生都有表現(xiàn)機(jī)會(huì)，另一方面，留學(xué)生的表現(xiàn)情況也都會(huì)被雨課堂APP記錄，給判定平時(shí)成績(jī)提供重要依據(jù)。圖1是使用雨課堂前后平時(shí)成績(jī)的比較?？梢钥闯?，使用前，平均分和最低分都比較高，這是因?yàn)檎n堂表現(xiàn)不易區(qū)分，很多人都一樣。而使用后，最高分與使用前基本相同，但是最低分以及平均分比使用前都有了較大的降低，這是因?yàn)槔糜暾n堂對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的記錄，如實(shí)的反應(yīng)了學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)情況。(3)在課堂教學(xué)中，盡量采用簡(jiǎn)練、簡(jiǎn)單的詞語進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)通過雨課堂APP采用書面的方式加強(qiáng)互動(dòng)，避免在聽說等方面的溝通障礙。

圖1 使用雨課堂前后學(xué)生平時(shí)成績(jī)的比較

通過近一學(xué)期的實(shí)施，我們發(fā)現(xiàn)利用雨課堂可以有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，較好提升課堂的教學(xué)效果，最終學(xué)生的總評(píng)成績(jī)優(yōu)秀率也比未使用前提升了10%。

五、結(jié)語

教學(xué)改革是教學(xué)過程中的一個(gè)永恒課題，智慧課堂是一個(gè)新的發(fā)展方向。針對(duì)電氣專業(yè)留學(xué)生電路教學(xué)中的問題，我們采用多方面的手段，有的放矢地結(jié)合雨課堂APP實(shí)施智慧課堂教學(xué)，提高了本課程的教學(xué)效果。