工程教育专业认证标准下留学生电工与电子技术课程教学方法改革探讨

王 愈 姜文颖 陈 新 陈 杰

南京航空航天大学自动化学院 江苏南京 211106

近年来，中国工程教育专业认证得到大力推广[1]。开展工程教育专业认证工作，能够提高我国工程教育质量，推动工程教育改革和发展，使工程教育适应政府、行业和社会需求，并提升中国工程教育国际竞争力，与国家“双一流”发展战略相呼应。2016年6月，我国加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议之一的《华盛顿协议》[2]，通过认证协会认证的工程专业，毕业生学位可得到《华盛顿协议》其他组织的认可，这极大地提高了我国工程教育的国际影响力。

在工程教育专业认证的要求下，很多高校的留学生工程教育也将进入新的阶段。南京航空航天大学开展来华留学生教育已逾10年，目前每年招收本科5个专业来华留学生200余人。而电工与电子技术(英语授课)课程作为一门多个非电类专业的必修专业基础课，教学大纲内容陈旧、脱离工程实际，教材老旧，课件、教辅烦琐而乏味，教学方法单一，更没有兼顾留学生的特点，整个课程体系与新时代、新标准下的要求差距甚远，亟待更新。在这样的背景下，非常有必要摸索出一种适合本课程的教学方式，用新的教学方法和手段来适应更高的教学需求，更好地帮助留学生学习理解、消化相关的理论知识，做到理论与实践相统一。

针对电工与电子技术(英语授课)课程的特殊性和存在的问题，本文分析了针对来华留学生的本课程教学难点，据此提出了详细的改革方法，并参照专业认证标准制订了毕业要求达成度分析表，基于改革后两年的课程教学达成度情况，对本课程教学改革的效果进行评价，并验证了新方法的成效。

1 课程教学难点

根据南京航空航天大学以及其他一些院校的情况看，来华留学生以非洲、中东地区的学生为主体，部分来自东南亚、印度、新西兰等地区和国家。由于非洲各个区域的国家教育发展情况有所不同，而其他各国教学方式与中国也有很大差别，加上招生方面受到一定的限制，使得来华留学生整体基础知识水平较差、学习积极性不高、完成学习目标困难较大，给电工与电子技术(英语授课)课程教学造成较大的障碍。教学难点也体现在数学基础、思维能力、学习习惯及积极性、班级个体差异以及教育文化差异5个方面。

1.1 基于数学的电工理论知识教学难点

电工与电子技术(英语授课)课程对高等数学有一定要求，这也是高等数学、线性代数等被作为预修课程的原因。虽然本课程的核心是电路的原理和应用，但对电路模型的数学描述是无法避免的，特别是对类似伏安特性曲线这样的重要概念。但很多留学生甚至对有些中等数学的知识尚不熟悉，微积分的应用难以理解。笔者在本课程中讲授二极管外特性线性模型时，需要用到中等数学解析几何中直线表达式的知识，对很多留学生而言不能一带而过，必须要用课堂时间进行基础知识的额外补充，这就增加了该知识点的授课时间。除了二极管外，这样的知识点还有很多，无疑让教学课时更加紧张。

1.2 课程相关分析方法

电工与电子技术(英语授课)课程中包含很多定理、定律，初学者对这些抽象概念的理解需要一个过程。在教学中需要很多的时间耐心解释。此外，很多问题定理的阐述也需要提供更多的分析环节、逻辑细节和详细推理，这也无疑提高了教学难度，增加了学时内容。

1.3 教学效率提高

兴趣是最好的老师。由于来华留学生的学习积极性和主动性普遍不高，学习习惯也不好。而学习习惯需要一个长期的培养过程，要在这一门课时间内改变学习习惯对教学非常具有挑战性。而根据弗洛姆动机期望理论[3]，学习动机与效价(学习目标的价值)和期望值(估计能够达到学习目标的可能性)的乘积成正比关系。大多数留学生对具体学习目标的效价很低(对考试和分数的效价很高)，对课程中大多数知识点的期望值不高，因此学习动机不高。具体表现是上课懒散、注意力不集中，因此如何提高教学效率是一大难点。

1.4 教学进度和节奏的把控

学生的个体差距在很多课堂中有所体现。而留学生课堂中此问题更加凸显，以少数印度学生为例，他们的数学基础和学习能力都比非洲学生强。这使他们与非洲学生对知识的深度、广度需求上差距较大。在笔者的班上，印度学生多次反映教学进度太慢。若按平均水平教学，就不能满足这一部分学生的学习需求；但若满足了这部分学生的学习需求，其他学生就很难跟上。可见，课程进度及节奏的把控也是一个教学难点。

1.5 教学理念的差异

留学生习惯课堂氛围轻松，尽可能处于讨论的状态，而在中国学生的课堂上，教师基本上以讲授为主，尽管很多关于课堂的教学改革中提到增加师生互动、活跃课堂气氛，但怎样的课堂气氛更适合留学生教学需要更多的摸索和研究。此外，对于电工与电子技术(英语授课)课程，西方的教学思路与中国有一定差距，这点从教材上也能反映出来。美国著名教材"Electrical Engineering:Principles and Applications"(Fifth Edition)[4]中的教学思路显得更加细致和具体，偏重实用，而大部分中国电工与电子技术类课程教材编写的比较浓缩。这个差异也给教学提出了新的要求。如何走出教学思维定式，找到新的教学思路，构建一套更适合留学生的教学理念，也是提高课程教学的一大难点。

2 教学方法改革

2.1 简化数学推导 偏重电路和图形

电工与电子技术(英语授课)课程对学生的数学能力有一定的要求，来华留学生数学能力较弱使得他们不仅不容易理解，而且心理上对数学推导有一定恐惧。为了解决这个难题，在教学中要尽可能简化数学推导，弱化数学的作用。此外还要借助图形和电路本身来阐述相关知识。例如，在讲解各种电路元件的特性时，强调数学、图形、电路之间的关系，并且指出计算机软件能够解决数学计算。同样的，在习题和考试中也要注意减轻数学计算的分量，帮助留学生克服对数学的恐惧心理，更好地理解并掌握电工与电子技术的原理以及分析方法。

2.2 把握思维盲点 细化分析步骤 构建思维路径

来华留学生的抽象思维能力与中国学生有差异。因此很多对于中国学生而言顺理成章的推导，他们却时常难以理解。一方面，要求在教学过程中重视留学生的问题和错误，从而把握他们的思维特点和盲点，据此才能有针对性地细化问题分析步骤，制订出符合留学生思维习惯的讲解方案。另一方面，要引导他们积极思考，帮助留学生构建思维路径，不仅要教他们如何解题，更重要的是教他们如何思考。

2.3 利用多媒体教学和实物模型激发留学生学习兴趣

多媒体教学与传统教学方式相比，具有信息量大、内容直观、易于理解等多种优点[5]。在教学实践过程中应注重多种教学媒体的结合，多使用图片、动画和视频来增加课件的渲染力，尽可能丰富教学内容和教学形式。除了多媒体课件，还可以利用便于携带和传阅的小型实物或者比例缩小模型，进一步提升课堂教学的感染力。相比于课件，实物模型能激发留学生学习的动机和兴趣，进而促进教学效果的提升。

2.4 普遍教学 抓好首尾

个体差异不仅在留学生班集体中，在很多中国学生的班级中也时常出现。只是来华留学生课程班级中更加明显，差异更大。可以借鉴一些对中国学生的教学经验，一方面，要明确班级中学生的普遍能力和大多数学生的水平，基于此制订教学计划。另一方面，要特别照顾好水平对处于“首尾”的学生。对于前者，方法较多，例如，在课堂上提出附加难度的问题，作业也给出附加题等。而对于能力较弱的学生，则需要更多的时间，花更多的精力慢慢来教他们，这就要求更多的课后答疑、解惑的时间，尤其是对于想学而能力不够的留学生，更应该多加帮助。

2.5 翻转课堂 活跃气氛

翻转课堂在中国大学生教学改革中被多次强调，而对于中国来华留学生教学课堂中则更加重要，因为留学生并不适应中式课堂的教学。根据近几年的留学生教学经验，笔者认为目前的留学生课程中，活跃课堂气氛所面临最大的难题是文化差异，以及其中包含的语言问题、交流障碍等。要解决这个难题，需要在课上、课下都下功夫，在平时与留学生成为朋友，了解他们的文化，让他们感受中国的文化。当然，课堂上也可以让学生上台来讲解，带动课堂的气氛，这样的安排对留学生来说也很合理有效。

3 教学效果评价与分析

3.1 课程毕业要求达成度分析

根据工程教育专业认证标准的要求，每门课程的课堂教学都要与毕业要求相对应。为了配合留学生课程教学方法的改革，并且评估改革的效果，课程组提出了新的课程毕业要求达成度对应表，如图1所示。相比于电工与电子技术中文课程，面向留学生的英文课程新增了指标点6.2，10.1和12.1，主要考虑到活跃课堂气氛，培养留学生思维路径、学习习惯，渗透中国文化等方面。

图1 电工与电子技术(英语授课)课程毕业要求达成度对应表

3.2 教学方法改革效果评价

为了评价教学方法的改革效果，项目组对改革后的2017，2018年南京航空航天大学电工与电子技术(英语授课)课程的毕业要求达成度进行了统计。因篇幅有限，本文给出了毕业要求1.3达成度统计结果对比图，如图2所示。从图中可以看出，虽然两年的学生数量不同，2018年达成度小于0.6的学生比例比2017年大幅度减小，从一定程度上验证了改革的成效。而其余4个指标点的达成度也有不同程度的提升。2017年是改革后的第一年，教学的很多方面不够完善，而随着改革进入第二年，一些教学思想也得到更好的渗透，从而取得了较好的效果。

图2 2017年与2018年毕业要求1.3达成度统计结果对比

4 结语

在中国工程教育专业要求标准的指导下，本文对面向留学生的电工与电子技术(英语授课)课程教学方法进行了探讨，具体分析、总结了教学难点，针对教学难点提出相应的解决办法和改革措施，最后根据专业认证的要求，制订了课程达成度分析表，并通过两年课程的达成度对比分析，验证了教学改革方法的效果。