非電類專業(yè)開設(shè)“走近電氣科學(xué)”公共選修課程的探索

王明東?孔斌?劉憲林

摘要：論述了高等院校非電類專業(yè)開設(shè)公共選修課程“走近電氣科學(xué)”的重要性，介紹了該課程的名稱由來、內(nèi)容設(shè)置以及課程教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方式等。鄭州大學(xué)開設(shè)該課程的實(shí)踐表明，高校針對(duì)非電類專業(yè)開設(shè)電氣科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)方面的公共課程，可使學(xué)生了解電氣科學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的地位和相關(guān)入門知識(shí)，能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的社會(huì)的適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：非電類專業(yè)；電氣科學(xué)；公修課程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0135-02

“百年大計(jì)，教育為本”。現(xiàn)代高等教育的核心思想是通才教育與創(chuàng)新精神，高等院校應(yīng)堅(jiān)持以人為本的育人方針，以培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，不斷深化教學(xué)改革，全面提高學(xué)生素質(zhì)。高校的課程設(shè)置應(yīng)適應(yīng)高科技社會(huì)對(duì)人才知識(shí)面的需要，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。目前，電氣科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)滲透到人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，非電類專業(yè)甚至是人文類專業(yè)的學(xué)生，在日常生活和畢業(yè)后的工作中也不可避免地會(huì)用到許多電氣方面的知識(shí)。因此，高校針對(duì)非電類專業(yè)開設(shè)電氣科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)方面的公共課程，使包括人文類在內(nèi)的非電類專業(yè)的學(xué)生在校期間能夠?qū)W習(xí)和掌握一些電氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的社會(huì)的適應(yīng)性是大有裨益的。國內(nèi)高校為此進(jìn)行了各有特色的探索[1-3]。鄭州大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┦呛幽鲜∪嗣裾c國家教育部聯(lián)合共建的一所涵蓋理學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、歷史學(xué)、哲學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、教育學(xué)、農(nóng)學(xué)、藝術(shù)學(xué)12大學(xué)科門類的綜合性大學(xué)，是河南省唯一的國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)高校。近年來，我校不斷推進(jìn)素質(zhì)教育，全面提高教學(xué)質(zhì)量。按照素質(zhì)教育的要求，面向全校各專業(yè)開設(shè)“走近電氣科學(xué)”公共選修課程，向?qū)W生介紹電氣科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生了解電氣科學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的地位和相關(guān)入門知識(shí)，開闊了學(xué)生的視野。實(shí)踐證明，該課程的開設(shè)不失為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的有益嘗試。

一、對(duì)課程名稱的解釋

電氣科學(xué)是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學(xué)，涵蓋電能的轉(zhuǎn)換、利用和研究三方面，包括電氣基礎(chǔ)理論、電氣應(yīng)用技術(shù)、電氣設(shè)施設(shè)備等。

教學(xué)中首先需要請(qǐng)學(xué)生注意“電氣”與“電器”的區(qū)別。電氣是廣義詞， 指一種行業(yè)，一種專業(yè)或一種技術(shù)，不具體指某種產(chǎn)品，與電有關(guān)的一切相關(guān)事物都可用電氣表述。電器是實(shí)物詞，泛指所有用電的器具。從專業(yè)角度來講，電器主要指用于對(duì)電路進(jìn)行接通、分?jǐn)啵瑢?duì)電路參數(shù)進(jìn)行變換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測(cè)和保護(hù)等作用的電工裝置、設(shè)備和元件?，F(xiàn)在“電器”這一名詞已經(jīng)擴(kuò)展到民用角度，主要是指家庭常用的一些為生活提供便利的用電設(shè)備，如電視機(jī)、空調(diào)，冰箱等等。可見，電器側(cè)重于個(gè)體，是元件和設(shè)備等具體的物體形象，而電氣則涉及到整個(gè)系統(tǒng)或者系統(tǒng)的集成，是一個(gè)不可觸摸的分類概念。

至于電氣中為什么有“氣”，可以參考雷銀照教授的解釋[4]：“電氣”是由詞根“電”和詞根“氣”構(gòu)成的偏正式合成詞，“電氣”是指電性質(zhì)的氣，“氣”在中國古代哲學(xué)中通常是指一種極細(xì)微的物質(zhì)，中國古代的氣學(xué)說與西方的電流體學(xué)說相似，漢語術(shù)語“電氣”是英語electric fluid的直譯，日語術(shù)語“電気”源自中國。

關(guān)于本課程名稱還需要解釋為何用“走近”而不用“走進(jìn)”。走進(jìn)是說走到里面去，走近則是靠近（仍在外面），未進(jìn)入內(nèi)部。中央電視臺(tái)有一個(gè)著名科普欄目叫“走近科學(xué)”，目的是傳播科學(xué)知識(shí)，使普通觀眾離科學(xué)更近些。受該節(jié)目名稱的啟發(fā)，我們將本課程取名為“走近電氣科學(xué)”。電氣科學(xué)是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一，學(xué)科體系龐大，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，想通過十幾個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)就能“走進(jìn)去”對(duì)于任何人都是不可能的，因此我們用“走近”。希望通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，非電類專業(yè)的學(xué)生能夠多了解些電氣基礎(chǔ)知識(shí)，離電氣科學(xué)的大門更近一些。

二、課程內(nèi)容

我校電氣專業(yè)大一新生開設(shè)有“電氣工程導(dǎo)論”課程，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的目的是為了獲得專業(yè)所必要的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及畢業(yè)后從事工程和科研工作打下基礎(chǔ)。我們也曾為外語系開設(shè)過“電氣工程概論”課程，主要是考慮到有些學(xué)生畢業(yè)后可能在電力系統(tǒng)就業(yè)或者從事與電氣科學(xué)相關(guān)的翻譯工作，必須了解一些電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)。而非電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“走近電氣科學(xué)”課程的目的主要在于拓寬知識(shí)面，了解電氣科學(xué)基本知識(shí)和電氣科學(xué)在各方面的應(yīng)用。因?yàn)閷W(xué)習(xí)目的不同，教學(xué)內(nèi)容必然不能千篇一律。我們拋開“電氣工程概論”原已形成的課程體系和結(jié)構(gòu)，代之以電氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用方面的系列講座，使學(xué)生輕松、饒有興趣地學(xué)習(xí)了電氣科學(xué)的基本知識(shí)?！白呓姎饪茖W(xué)”課程包括以下8個(gè)講座。

1.什么是電

講座主要闡述電對(duì)人類社會(huì)的重要性，回顧人類關(guān)于電磁的早期認(rèn)識(shí)（包括雷電現(xiàn)象和摩擦生電現(xiàn)象，中外古代有關(guān)電磁現(xiàn)象的文字記載和認(rèn)識(shí)），介紹電氣科學(xué)領(lǐng)域的常用名詞術(shù)語、概念和基本電路定律、定理等。

2.電氣科學(xué)今古

介紹電氣科學(xué)的萌生與發(fā)展，包括早期的電磁實(shí)驗(yàn)研究，電磁學(xué)理論的建立和發(fā)展歷程，近現(xiàn)代的電力科技進(jìn)展與應(yīng)用情況等。

3.電的生產(chǎn)

主要介紹電池及其發(fā)展過程，發(fā)電機(jī)基本工作原理，直流電和交流電的發(fā)展情況，傳統(tǒng)發(fā)電方式（火力發(fā)電、水力發(fā)電）和新能源發(fā)電技術(shù)（核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等）。

4.電的輸送和使用

介紹我國電力系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀與未來，主要電力和用電設(shè)備（包括電力變壓器、電動(dòng)機(jī)、輸電線路、斷路器等），特高壓輸電和直流輸電，智能電網(wǎng)等。

5.電與生活

主要介紹家庭電氣系統(tǒng)，包括強(qiáng)電系統(tǒng)（熱輻射光源、放電光源、LED光源等照明燈具，電阻加熱、電弧加熱、感應(yīng)加熱、電介質(zhì)加熱等電熱器具，配電線路，開關(guān)，插座，家用電器），弱電系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)布線，閉路電視線路，電信線路），智能家居等。

6.安全用電

主要介紹靜電防護(hù)（包括靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因、靜電電壓、靜電感應(yīng)、靜電屏蔽及其應(yīng)用，靜電防護(hù)措施等），觸電防護(hù)（包括人體的阻抗值，觸電形式，觸電的危害，觸電的預(yù)防與觸電急救措施等），雷電及其防護(hù)（包括雷電過程和產(chǎn)生機(jī)理，雷電直擊傷人，雷電感應(yīng)傷人，建筑物的避雷措施，電力系統(tǒng)的防雷措施等），安全用電（包括安全電壓，接地，漏電保護(hù)，過負(fù)荷，短路，用電火災(zāi)及其預(yù)防措施等）。

7.節(jié)約用電

主要介紹節(jié)電與低碳生活，工廠節(jié)電技術(shù)（LED照明，變頻調(diào)速等），家庭節(jié)電常識(shí)與節(jié)電措施等。

8.實(shí)用電路

主要介紹繼電器及其工作原理和幾個(gè)實(shí)用電路，包括三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路，雙控電路，三控電路等。

在各講座授課過程中，教師可對(duì)電氣科學(xué)史上的著名科學(xué)家作一些介紹，如富蘭克林、法拉第、愛迪生等，介紹他們的求學(xué)經(jīng)歷、研究過程或者一些成才趣事，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了科學(xué)家們成功的秘訣，激勵(lì)了自己的意志品格。

三、教學(xué)方法和手段

電氣科學(xué)是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一，學(xué)科體系龐大，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要想在短時(shí)間內(nèi)使學(xué)生了解盡可能多的電氣基礎(chǔ)知識(shí)，因此必須采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段。

1.組成課程授課小組，采用講座授課形式

由2-3位教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師組成授課小組，每位任課教師要清楚非電類專業(yè)尤其是文科類學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的目的主要在于拓寬知識(shí)面，了解電氣科學(xué)基本知識(shí)和電氣科學(xué)在各方面的應(yīng)用。因此，教師授課時(shí)應(yīng)以簡(jiǎn)單實(shí)用為指導(dǎo)思想，不要講授過深的理論和技術(shù)。授課采用專題講座形式，每次講座2個(gè)課時(shí)，每位教師負(fù)責(zé)2-3次講座。

2.不指定專用教材

目前，國內(nèi)外在電氣工程基礎(chǔ)方面的教材有很多，但內(nèi)容廣度、深度和難度都不適合非電類專業(yè)學(xué)生使用。由于非電類專業(yè)學(xué)生了解的強(qiáng)電知識(shí)參差不齊，因此針對(duì)非電類專業(yè)的電氣科學(xué)方面的教材必須運(yùn)用通俗易懂的語言，從最低層面清楚地闡述復(fù)雜問題。這樣的教材目前還很少，因此該課程不指定專用教材，只給學(xué)生推薦一些參考書如《電與電能》[5]、《電力工程基礎(chǔ)》[6]、《走進(jìn)電世界》[7]等。

3.采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段

“走近電氣科學(xué)”課程的特點(diǎn)是內(nèi)容涵蓋范圍廣，特別是涉及歷史和實(shí)際的內(nèi)容很多。為了解決課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾，必須采用現(xiàn)代化教學(xué)手段。這些手段有：（1）使用電子課件增加授課信息量，提高課堂教學(xué)效率；（2）使用多媒體設(shè)備展示圖片，播放影音文件、動(dòng)畫等，使學(xué)生能夠清楚地看到設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行過程，以此加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際內(nèi)容的理解；（3）利用網(wǎng)絡(luò)資源把課件、思考題或者相關(guān)的動(dòng)畫、視頻文件、課外讀物等學(xué)習(xí)資料掛在網(wǎng)上供學(xué)生瀏覽下載。采用這些手段可以增加課程的實(shí)感和趣味性，使學(xué)生容易接受和理解，拓寬學(xué)生的知識(shí)范圍。

四、考核方式

本課程的考核不再沿用傳統(tǒng)的筆試考核模式，而采用平時(shí)成績和期末報(bào)告或論文相結(jié)合的考核方式。平時(shí)成績所占比例為20%，依據(jù)出勤率和課堂表現(xiàn)等進(jìn)行評(píng)分。期末學(xué)習(xí)報(bào)告或者論文的題目可以由教師指定，如“發(fā)電機(jī)基本工作原理”、“靜電的產(chǎn)生與防護(hù)”、“如何節(jié)約用電”等；也可以讓學(xué)生在規(guī)定范圍內(nèi)自由命題，如“結(jié)合你所學(xué)的專業(yè)或者日常生活，論述學(xué)習(xí)一些電氣知識(shí)的重要性”、“請(qǐng)敘述一種與電有關(guān)的現(xiàn)象，論述其原理”等。為了培養(yǎng)學(xué)生良好的寫作習(xí)慣，報(bào)告/論文必須按照一定的格式，教師給出模版。教師在批改學(xué)生的報(bào)告/論文時(shí)，不僅要看其內(nèi)容，還要考核語言文字、邏輯、用詞、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等是否正確，插圖、表格、公式等是否規(guī)范，排版是否符合要求。報(bào)告/論文這部分的成績中，內(nèi)容所占比例為60%，其他占40%。

五、結(jié)束語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展要求高校培養(yǎng)具有高素質(zhì)的創(chuàng)新實(shí)用型人才，這不僅需要良好的人文環(huán)境，也需要一個(gè)良好的科學(xué)環(huán)境，使學(xué)生得到全方位的潛移默化的熏陶與培養(yǎng)。面向非電類專業(yè)開設(shè)“走近電氣科學(xué)”選修課程，和面向工科專業(yè)開設(shè)“文學(xué)作品鑒賞”、“藝術(shù)欣賞”等人文課程一樣，都是加強(qiáng)素質(zhì)教育的有效手段。本文介紹了我校非電類專業(yè)“走近電氣科學(xué)”課程的課程名稱、課程內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核方式等。實(shí)踐表明，該課程的開設(shè)可使學(xué)生了解電氣科學(xué)的入門知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的社會(huì)的適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭步生.為文科類學(xué)生開設(shè)電工學(xué)課程的嘗試[J].電工教學(xué)，1997，19（1）：13-15.

[2]袁建華.非電專業(yè)電工學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐與思考[J].高等教育研究，1999，（2）.

[3]王莉麗.非電類專業(yè)“電力工程”課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].中國電力教育，2010，（1）.

[4]雷銀照.電氣詞源考[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2007，22（4）：1-7.

[5]丁堅(jiān)勇.電與電能[M].北京：中國電力出版社，2008.

[6]孫麗華.電力工程基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[7]孫元章，李裕能，胡釙，等.走進(jìn)電世界[M].北京：中國電力出版社，2009.

（責(zé)任編輯：劉麗娜）