“電氣工程基礎(chǔ)”課程教學探討

李勇匯

摘要：“電氣工程基礎(chǔ)”作為電氣工程與自動化專業(yè)的重要專業(yè)平臺課程對教學雙方都提出了較高的要求。本文結(jié)合武漢大學電氣工程學院的課程教學經(jīng)驗，詳細討論了課程內(nèi)容的設(shè)置、教學方法的實施及課程的考核方法。針對已有教學雙方存在的問題，提出了改進意見。

關(guān)鍵詞：電氣工程基礎(chǔ);教學方法;改進措施

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）12-0085-02

武漢大學電氣工程與自動化專業(yè)本科教育的主要培養(yǎng)目的是為各級電力企業(yè)培養(yǎng)合格的電力工程師。“電氣工程基礎(chǔ)”是一門學科專業(yè)平臺課程。武漢大學電氣工程學院通過20年的努力，在“電力系統(tǒng)分析”和“電力系統(tǒng)過電壓”兩門省、部級優(yōu)質(zhì)課程為基礎(chǔ)上率先在教學內(nèi)容、教學手段、考試方法等多方面進行了教學改革，取得了豐碩的教學成果，為企業(yè)培養(yǎng)了大量合格的人才。該課程于2013年獲批國家精品課程，于2016年又獲批為國家資源共享課程。本文將從教學內(nèi)容、教學方法和考核方式三個方面詳細介紹“電氣工程基礎(chǔ)”課程的每個重要的教學環(huán)節(jié)，針對目前教學雙方存在的部分問題提出了改進意見。

一、“電氣工程基礎(chǔ)”課程的特點

（一）教學內(nèi)容的特點

經(jīng)過近10年的兩次教材修訂，目前課程采用的教材為中國電力出版社出版、陳慈萱教授主編的《電氣工程基礎(chǔ)》第三版，含上、下冊。按四年制本科教學計劃，“電氣工程基礎(chǔ)”課程講授時間的跨度為整個大學三年級。其中，上冊授課學時為54學時，講授的內(nèi)容主要涵蓋電力系統(tǒng)概述、電力系統(tǒng)負荷、電力系統(tǒng)主設(shè)備和接線方式、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和短路故障分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念等7個方面的內(nèi)容;下冊授課學時為36學時，講授的內(nèi)容主要包括交直流遠距離輸電、電力系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓和防雷保護、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)的通信和自動控制技術(shù)等7個方面的內(nèi)容。針對全書內(nèi)容的綜合應用，該課程另外安排了14個學時的課程設(shè)計。

由于“電氣工程基礎(chǔ)”的授課內(nèi)容涉及到電機學和自動控制理論，在本科培養(yǎng)計劃的制定過程中已經(jīng)充分考慮到了課程知識的銜接，“自控原理”和“電機學”部分內(nèi)容已經(jīng)在二年級得到了先期學習。因此，學生在本課程學習之初就具備了電力系統(tǒng)部分建模和定量分析的基礎(chǔ)。同期學習的專業(yè)課程還包括“電力電子技術(shù)”“高電壓技術(shù)”“電力系統(tǒng)繼電保護”和“電力系統(tǒng)分析”等?！半姎夤こ袒A(chǔ)”課程講授的內(nèi)容又為其他專業(yè)課程起到了鋪墊作用。

《電氣工程基礎(chǔ)》上冊的內(nèi)容較為集中，是原有“電力系統(tǒng)分析”課程部分內(nèi)容的凝練，學生需要重點掌握電力系統(tǒng)潮流計算和短路計算。這兩大計算也是整個課程的重點和難點?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》下冊的內(nèi)容則較為分散，充分考慮了學生在高電壓、通信、繼電保護和自動裝置等方面的興趣延伸，便于學生在四年級進行專業(yè)方向的選擇。為了讓學生對整個“電氣工程基礎(chǔ)”講述內(nèi)容的綜合學習，在授課內(nèi)容結(jié)束后將以一個110KV變電站的設(shè)計為內(nèi)容，學生需要從主接線設(shè)計、設(shè)備選型、潮流計算、短路電流計算、接地和防雷設(shè)計等多個方面以工程圖紙和計算報告的形式完成課程設(shè)計。

（二）教學方法的特點

鑒于本課程知識點多、知識連貫性強、授課時間跨度大等特點，整個課程小組10多位老師對于如何提高教學質(zhì)量、讓學生盡快牢固地掌握基礎(chǔ)知識進行著不斷地努力和探索。教學方法的特點如下。

第一，嚴格制訂教學大綱并執(zhí)行教學計劃，不斷提高課程中每個基本內(nèi)容、重點和難點的講授技巧。課程組定期會邀請經(jīng)驗豐富的教師針對課程中重要而學生掌握困難的知識點進行示范授課。教師之間每學期堅持相互聽課，并針對授課過程中值得提高的地方在教學研討會上進行交流。

第二，加強師生之間的互動。在課堂上采用啟發(fā)式教學方法，鼓勵學生回答問題。對于較難掌握的知識點，如主接線倒閘操作、零序網(wǎng)絡(luò)的制定、不對稱短路電流的計算、電流三段保護的配合等問題，會結(jié)合典型例題在課堂上以討論的方式促進學生掌握。教師親自批改作業(yè)，及時發(fā)現(xiàn)知識點掌握的薄弱點和盲點，針對共性的問題在課堂上進行反饋。每個教學班師生都建立了網(wǎng)絡(luò)討論組，學生提出的問題都能在第一時間得到解答。

第三，采用多樣的教學手段。為了提高教學質(zhì)量，課程組老師統(tǒng)一制作了多媒體課件并以光盤的形式方便學生課后使用。每章的知識點、難點以及任課老師完整的教學視頻均在教育部精品資源共享網(wǎng)站上對學生開放，學生也可以通過網(wǎng)站及時向授課老師提出建議。制作了教材配套的電子習題、習題解答及試題庫。這些措施均提高了學生的學習興趣，可有效地解決課程教學中的很多具體問題。

第四，注重理論和實踐相結(jié)合。學校和周邊企業(yè)保持了良好的關(guān)系，課程組會在不同的知識模塊組織學生到現(xiàn)場學習、觀摩。企業(yè)也會派出技術(shù)專責負責講解和答疑。

（三）考核方法

由于本課程需要接受教育部的定期考核，學院對本課程有嚴格的考核制度和方法。它包括教師之間打分，教師對學生進行考核以及學生對教師打分三個方面。

教師在授課過程中不定期會接受教學督導組及課程組其他教師的隨堂聽課。聽課教師會根據(jù)課堂講述內(nèi)容，師生間的互動，學生課后的意見等多方面給授課教師打分。成績在全院授課教師排名靠后的將接受學院訊問并考核年終績效。

教師對學生的考核包括課堂提問，課后作業(yè)，期中和期末考試。每部分考核內(nèi)容以一定比例形成課程最終成績。雖然有題庫，但每次考試課程組老師均會重新命題，集體閱卷。

學生必須在成績管理系統(tǒng)中對授課老師在授課內(nèi)容、專業(yè)態(tài)度、師生互動、作業(yè)批改等方面進行評分才能查閱自己的最后成績。授課教師評分較低者會直接影響其下次的選課學生人數(shù)。

二、教學雙方存在的問題

雖然“電氣工程基礎(chǔ)”課程組為提高教學質(zhì)量投入了大量的時間和精力，但是從學生課程考試的成績來看教學雙方都存在一定的問題。近5年期末考試，尤其是上冊考試，學生不及格的比例均大于20%。學生經(jīng)常反映“需要掌握的內(nèi)容太多”“計算題太難，不知道如何入手”。

從授課教師的角度來看，教學效果不理想的主要原因是很難把控知識點多和授課學時有限的矛盾。這也是部分國家精品資源共享課程的共性問題。如上文說講，“電氣工程基礎(chǔ)”作為專業(yè)平臺課程涉及的相關(guān)課程非常繁雜。授課老師需要在有限的時間內(nèi)講述教學大綱中所有的內(nèi)容。這導致重點很難突出，學生在一定的時間內(nèi)同時掌握大量概念和計算方法存在較大的困難。于此同時，學生經(jīng)常反映上課講述的內(nèi)容又在其他專業(yè)課程中出現(xiàn)，導致其他專業(yè)課老師會對授課內(nèi)容進行精簡。

從學生學習的角度來看，學生必須克服本課程授課時間跨度大與其他專業(yè)課程學習時間競爭的矛盾。學生在大學三年級必須同時學習多門專業(yè)課程。這些課程很多都會在“電氣工程基礎(chǔ)”授課的過程中先期考試。這導致很多學生不得不投入一定的時間去復習其他專業(yè)課程，影響了本課程的授課效果。正是因為學制的緊張，學生和精品課程資源的平臺互動較少，現(xiàn)有的資源對提高教學質(zhì)量沒有起到應有的作用。

三、改進措施

考慮到教學雙方的主要矛盾，本課程可以從如下三個方面進行改進。

首先，重新修訂教學大綱。從本科生培養(yǎng)方案著手，梳理“電氣工程基礎(chǔ)”和其他專業(yè)課程在知識點上的重合部分，適當刪減部分知識點，使授課內(nèi)容更加精簡、便于學生掌握。授課老師可以用更多的時間幫助學生實現(xiàn)不同章節(jié)、不同知識點的融會貫通。

其次，考慮引入三學期制度，改進培養(yǎng)方案。讓“電氣工程基礎(chǔ)”和其他專業(yè)課能分開講授，讓學生能有更多的時間學習、思考。減少或避免多門專業(yè)課程和“電氣工程基礎(chǔ)”同時競爭學生學習時間這類情況的發(fā)生。

最后，可以考慮在授課過程中加強精品課程資源的引用，讓學生在學習碰到困難時能主動地利用現(xiàn)有資源，提高分析和解決問題的能力。

四、結(jié)論

“電氣工程基礎(chǔ)”作為電氣工程師啟蒙階段最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課需要教學雙方不斷地共同努力才能進一步改進教學效果、提高學生質(zhì)量。為了響應武漢大學“雙一流”建設(shè)方案的實施，課程組必須和國內(nèi)同行加強溝通，實現(xiàn)參考教材、教學方法和教學內(nèi)容的資源共享。

Teaching Discussion for "Fundamentals of Electrical Engineering" Course

LI Yong-hui

（Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China）

Abstract："Fundamentals of electrical engineering" is the most important platform course for the students major in the electrical power engineering and automation.It raises a high standard for both sides of the teaching and learning.Based on the practical teaching experience in the school of electrical engineering of Wuhan University，this paper fully discusses the contents of this course，teaching methods and examination methods.The improvement schemes are proposed based on the current existing teaching and learning problems.

Key words：fundamentals of electrical engineering;teaching method;improvement schemes