“感知電世界”通識(shí)課程教學(xué)改革初探

熊蘭等

摘要：自然科學(xué)類(lèi)通識(shí)課程主要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)備的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)，開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)視野，發(fā)掘?qū)W生的終身學(xué)習(xí)潛力。重慶大學(xué)電工學(xué)課程組首次開(kāi)設(shè)感知電世界這一自然科學(xué)類(lèi)全校性通識(shí)課程，得到了學(xué)生的熱烈歡迎。通過(guò)介紹課程的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容與實(shí)施方式及學(xué)生評(píng)價(jià)方案，列舉講話內(nèi)容的設(shè)計(jì)以及對(duì)學(xué)生選題、閱讀與匯報(bào)要求。這種講座結(jié)合學(xué)生匯報(bào)的教學(xué)方式有利于主講教師充分結(jié)合研究特長(zhǎng)與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，選題密切結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)與技術(shù)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的深入了解以及跨專(zhuān)業(yè)結(jié)合的研究興趣。因此，學(xué)生參與的積極性非常高，達(dá)到較好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：自然科學(xué)；通識(shí)課程；能力；電工學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2014）04-0126-04

通識(shí)課程的建設(shè)以培養(yǎng)學(xué)生寬廣的知識(shí)體系、敏銳的思維方式和健全的人格品質(zhì)為根本宗旨。其中，自然科學(xué)類(lèi)通識(shí)課程[1-3]主要針對(duì)現(xiàn)代公民所必須具備的自然科學(xué)知識(shí)、技能與素養(yǎng)加以設(shè)計(jì)，同時(shí)關(guān)注創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

重慶大學(xué)電工學(xué)課程組一直致力于滿足專(zhuān)業(yè)需求的特色課程建設(shè)，并于2013年3月首次面向全校非電氣專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了感知電世界通識(shí)教育課程。該課程的目的是使非電氣專(zhuān)業(yè)的學(xué)生了解電氣工程領(lǐng)域基本概念與原理，培養(yǎng)學(xué)生在該領(lǐng)域的基本素養(yǎng)與能力。該課程初次開(kāi)設(shè)，受到人文、藝術(shù)、外語(yǔ)、經(jīng)管類(lèi)、建筑、城環(huán)，以及非電類(lèi)理工專(zhuān)業(yè)學(xué)生的熱烈歡迎，甚至計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、動(dòng)力等電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生也選修了此課程。由于受選修人數(shù)的限制，出現(xiàn)了學(xué)生在新校區(qū)選修不成功而自費(fèi)到老校區(qū)聽(tīng)課的現(xiàn)象?？梢?jiàn)，大量其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生非常希望了解電氣與動(dòng)力工程領(lǐng)域的知識(shí)、技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

一、課程設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作

要上好感知電世界這門(mén)選修課，有難度，也富有挑戰(zhàn)性。難度在于：沒(méi)有現(xiàn)成的、合適的教材可供學(xué)生學(xué)習(xí)；沒(méi)有成熟的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)供教師借鑒；學(xué)生對(duì)課程充滿期待，教學(xué)實(shí)施方案、教師課前準(zhǔn)備以及隨之而來(lái)的教學(xué)與輔導(dǎo)工作壓力大。挑戰(zhàn)在于：課程組希望以此為契機(jī)改革創(chuàng)新教學(xué)模式，采用教師講座[2]與學(xué)生閱讀匯報(bào)相結(jié)合的方法施教。從目前情況來(lái)看教學(xué)效果令人滿意，學(xué)生收獲頗豐；經(jīng)過(guò)持續(xù)性教學(xué)改革與積累，形成了可供借鑒推廣的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，撰寫(xiě)了配套教材，成為非電類(lèi)學(xué)生學(xué)習(xí)電氣知識(shí)的經(jīng)典教材。

電工學(xué)課程組挑選了長(zhǎng)期從事電工學(xué)課程教學(xué)，且在電力電子技術(shù)、高電壓技術(shù)、電工理論與新技術(shù)領(lǐng)續(xù)從事科學(xué)研究的4位副高以上教師擔(dān)任主講，緊密結(jié)合各自的研究方向分別開(kāi)設(shè)2堂講座。課程共32學(xué)時(shí)，包含教師專(zhuān)題講座（8次共計(jì)24學(xué)時(shí)）、實(shí)驗(yàn)室參觀（1次2學(xué)時(shí)）和學(xué)生專(zhuān)題PP匯報(bào)（2次共計(jì)6學(xué)時(shí)），以及課外知識(shí)查新、閱讀與小結(jié)和期末提交專(zhuān)題書(shū)面報(bào)告等。課程教學(xué)安排、內(nèi)容與實(shí)施方式見(jiàn)表1。

從表1可見(jiàn)，課時(shí)雖然不多，但是課程安排、實(shí)施和考核形式多樣，且教學(xué)目標(biāo)明確，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的多種能力與素養(yǎng)非常有利。

二、講座式教學(xué)

以教師講座形式的課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)明顯。其一，便于主講教師展示各自的研究專(zhuān)長(zhǎng)，為學(xué)生準(zhǔn)備更為豐富新穎的素材和課件。其二，教師在講座過(guò)程中結(jié)合自己多年的科研體會(huì)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生而言極具吸引力，教學(xué)效果良好。與此同時(shí)，講座教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和課件制作非常繁瑣且任務(wù)艱巨，需要收集整理大量的素材，可能涵蓋電氣工程各二級(jí)學(xué)科（電力系統(tǒng)與自動(dòng)化、電機(jī)、電力電子與電力傳動(dòng)、電機(jī)與電器、高電壓與絕緣技術(shù)），甚至整個(gè)一級(jí)學(xué)科，以及其他學(xué)科交叉。教師需要把握好教學(xué)內(nèi)容的深度與廣度。太深，學(xué)生難以同步學(xué)習(xí)；太廣，知識(shí)過(guò)于分散，學(xué)生會(huì)覺(jué)得瑣碎無(wú)趣。

此講座的教學(xué)目標(biāo)：（1）了解發(fā)電廠的類(lèi)型，熟悉火電廠、水電廠的電能生產(chǎn)過(guò)程及其特點(diǎn)；了解發(fā)電廠中主要一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理與技術(shù)參數(shù)。（2）了解電力發(fā)展史和國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)劃；了解交直流輸電技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)；了解高壓輸電設(shè)備的類(lèi)型與功能。

基于非電類(lèi)學(xué)生對(duì)發(fā)電廠與電力部門(mén)工作對(duì)象、環(huán)境和主要任務(wù)混淆不清的狀況，以及持有的較高關(guān)注度，在講座中首先談及電力系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)的概念與相關(guān)性。然后，對(duì)比水力發(fā)電機(jī)與火力發(fā)電機(jī)兩種發(fā)電機(jī)的工作原理，即使學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)電工學(xué)課程，基于大學(xué)物理知識(shí)，也能夠理解水輪機(jī)與汽輪機(jī)二者的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)參數(shù)的不同，以及發(fā)電原理的相似性。再比較兩種發(fā)電方式的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解兩種方式在中國(guó)發(fā)電建設(shè)規(guī)劃中的比重以及固有的弊端與目前的不可替代性。

接下來(lái)，介紹發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)（電氣主接線以及一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)、型號(hào)與原理），使學(xué)生知曉電能如何分配、控制、管理和遠(yuǎn)距離傳輸。通過(guò)明確電能生產(chǎn)與傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和特殊要求，并完成電力系統(tǒng)發(fā)展史的回顧，由此引出交流輸電與直流輸電兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比、電壓等級(jí)不斷升級(jí)的各階段性研究成果，以及在多個(gè)國(guó)家電網(wǎng)五年建設(shè)與規(guī)劃中的競(jìng)爭(zhēng)與共存。最后，介紹高壓輸電設(shè)備的類(lèi)型（架空導(dǎo)線、電纜、變壓器、斷路器、桿塔、絕緣子、換流器、濾波器等）與各自的功能，由此使學(xué)生了解電能傳輸?shù)倪B續(xù)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等。

在135分鐘的課堂時(shí)間內(nèi)，包含了30分鐘左右的視頻資料展示，演示內(nèi)容包括：某火電廠的發(fā)電過(guò)程與原理介紹；三峽電站發(fā)電過(guò)程與原理介紹，以及水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)安裝與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境介紹；小浪底與三門(mén)峽水電廠對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)比；同步電機(jī)（隱極和凸極）的工作原理介紹以及簡(jiǎn)單的參數(shù)計(jì)算；電力系統(tǒng)輸電線路；電力系統(tǒng)的無(wú)功功率與電壓調(diào)整；±800kV云廣特高壓直流輸電穗東換流站設(shè)計(jì)等。圖片與視頻清晰、生動(dòng)、真實(shí)，豐富了教學(xué)內(nèi)容和方式，也活躍了課堂氣氛。主講教師在串講知識(shí)的過(guò)程中，適當(dāng)補(bǔ)充已畢業(yè)學(xué)生在發(fā)電廠與電力系統(tǒng)的工作狀況，引起了學(xué)生的興趣。個(gè)別學(xué)生還主動(dòng)與電氣專(zhuān)業(yè)的學(xué)生合作參加“RP”（大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃）項(xiàng)目，也有學(xué)生放棄本專(zhuān)業(yè)的推免研究生資格，立志報(bào)考電氣專(zhuān)業(yè)的研究生。由此可見(jiàn)，講座的宣傳示范作用較為明顯。

學(xué)生聽(tīng)完講座后，自由組隊(duì)，每組2～4人，根據(jù)要求進(jìn)行2～3周的文獻(xiàn)檢索與匯報(bào)準(zhǔn)備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對(duì)象，調(diào)研分析電站或者輸電線路建設(shè)的投入與產(chǎn)出情況。

三、學(xué)生專(zhuān)題匯報(bào)

學(xué)生組隊(duì)選定題目之后，根據(jù)如表2的要求進(jìn)行專(zhuān)題匯報(bào)，主講教師現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。

由于學(xué)生處于大二、大三階段，具備了一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)于電氣專(zhuān)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r非常關(guān)注?？鐚W(xué)科專(zhuān)業(yè)的選題使學(xué)生干勁十足，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時(shí)講述與解答等一系列訓(xùn)練，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)習(xí)、寫(xiě)作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了課程預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。

當(dāng)然，從學(xué)生的反饋信息來(lái)看，教學(xué)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）個(gè)別學(xué)生把通識(shí)教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)的途徑，因此出現(xiàn)了逃課或者在課堂上做其它作業(yè)的現(xiàn)象，也有少量學(xué)生匆忙應(yīng)付考核，沒(méi)有認(rèn)真準(zhǔn)備匯報(bào)。例如直接粘貼復(fù)制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫(kù)中的PP文檔；（2）有些文科學(xué)生覺(jué)得講座內(nèi)容學(xué)習(xí)有難度，內(nèi)容太專(zhuān)、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結(jié)語(yǔ)

教師講座結(jié)合學(xué)生匯報(bào)的教學(xué)方式，充分發(fā)揮了大班上課、小班研討教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生參與的積極性非常高。同時(shí)，選題密切結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技術(shù)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的深入了解以及跨專(zhuān)業(yè)結(jié)合的研究興趣。另外，主講教師能夠發(fā)揮自己的研究特長(zhǎng)，如果兼顧部分學(xué)生較弱的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，講座內(nèi)容將極具特色，達(dá)到良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王義遒.大學(xué)通識(shí)教育與文化素質(zhì)教育[J].北京大學(xué)教育評(píng)論，2006（3）：18-21.

[2] 楊頡.大學(xué)通識(shí)教育課程：借鑒與啟示[M].1版.上海：上海交通大學(xué)出版社，2009：2.

[3] 蕭德云，田作華.自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的通識(shí)教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學(xué)法在大學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學(xué)法在“電工學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠(yuǎn)華）

學(xué)生聽(tīng)完講座后，自由組隊(duì)，每組2～4人，根據(jù)要求進(jìn)行2～3周的文獻(xiàn)檢索與匯報(bào)準(zhǔn)備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對(duì)象，調(diào)研分析電站或者輸電線路建設(shè)的投入與產(chǎn)出情況。

三、學(xué)生專(zhuān)題匯報(bào)

學(xué)生組隊(duì)選定題目之后，根據(jù)如表2的要求進(jìn)行專(zhuān)題匯報(bào)，主講教師現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。

由于學(xué)生處于大二、大三階段，具備了一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)于電氣專(zhuān)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r非常關(guān)注?？鐚W(xué)科專(zhuān)業(yè)的選題使學(xué)生干勁十足，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時(shí)講述與解答等一系列訓(xùn)練，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)習(xí)、寫(xiě)作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了課程預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。

當(dāng)然，從學(xué)生的反饋信息來(lái)看，教學(xué)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）個(gè)別學(xué)生把通識(shí)教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)的途徑，因此出現(xiàn)了逃課或者在課堂上做其它作業(yè)的現(xiàn)象，也有少量學(xué)生匆忙應(yīng)付考核，沒(méi)有認(rèn)真準(zhǔn)備匯報(bào)。例如直接粘貼復(fù)制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫(kù)中的PP文檔；（2）有些文科學(xué)生覺(jué)得講座內(nèi)容學(xué)習(xí)有難度，內(nèi)容太專(zhuān)、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結(jié)語(yǔ)

教師講座結(jié)合學(xué)生匯報(bào)的教學(xué)方式，充分發(fā)揮了大班上課、小班研討教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生參與的積極性非常高。同時(shí)，選題密切結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技術(shù)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的深入了解以及跨專(zhuān)業(yè)結(jié)合的研究興趣。另外，主講教師能夠發(fā)揮自己的研究特長(zhǎng)，如果兼顧部分學(xué)生較弱的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，講座內(nèi)容將極具特色，達(dá)到良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 蕭德云，田作華.自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的通識(shí)教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學(xué)法在大學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學(xué)法在“電工學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠(yuǎn)華）

學(xué)生聽(tīng)完講座后，自由組隊(duì)，每組2～4人，根據(jù)要求進(jìn)行2～3周的文獻(xiàn)檢索與匯報(bào)準(zhǔn)備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對(duì)象，調(diào)研分析電站或者輸電線路建設(shè)的投入與產(chǎn)出情況。

三、學(xué)生專(zhuān)題匯報(bào)

學(xué)生組隊(duì)選定題目之后，根據(jù)如表2的要求進(jìn)行專(zhuān)題匯報(bào)，主講教師現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。

由于學(xué)生處于大二、大三階段，具備了一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)于電氣專(zhuān)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r非常關(guān)注。跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)的選題使學(xué)生干勁十足，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時(shí)講述與解答等一系列訓(xùn)練，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)習(xí)、寫(xiě)作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了課程預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。

當(dāng)然，從學(xué)生的反饋信息來(lái)看，教學(xué)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）個(gè)別學(xué)生把通識(shí)教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)的途徑，因此出現(xiàn)了逃課或者在課堂上做其它作業(yè)的現(xiàn)象，也有少量學(xué)生匆忙應(yīng)付考核，沒(méi)有認(rèn)真準(zhǔn)備匯報(bào)。例如直接粘貼復(fù)制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫(kù)中的PP文檔；（2）有些文科學(xué)生覺(jué)得講座內(nèi)容學(xué)習(xí)有難度，內(nèi)容太專(zhuān)、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結(jié)語(yǔ)

教師講座結(jié)合學(xué)生匯報(bào)的教學(xué)方式，充分發(fā)揮了大班上課、小班研討教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生參與的積極性非常高。同時(shí)，選題密切結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技術(shù)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的深入了解以及跨專(zhuān)業(yè)結(jié)合的研究興趣。另外，主講教師能夠發(fā)揮自己的研究特長(zhǎng)，如果兼顧部分學(xué)生較弱的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，講座內(nèi)容將極具特色，達(dá)到良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 楊頡.大學(xué)通識(shí)教育課程：借鑒與啟示[M].1版.上海：上海交通大學(xué)出版社，2009：2.

[3] 蕭德云，田作華.自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的通識(shí)教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學(xué)法在大學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學(xué)法在“電工學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠(yuǎn)華）