電氣工程基礎課程教學探討

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摘要：“電氣工程基礎”作為電氣工程與自動化專業的重要專業平臺課程對教學雙方都提出了較高的要求。本文結合武漢大學電氣工程學院的課程教學經驗，詳細討論了課程內容的設置、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。

關鍵詞：電氣工程基礎；教學方法；改進措施

一、“電氣工程基礎”課程的特點

（一）教學內容的特點

經過近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》第三版，含上、下冊。按四年制本科教學計劃，“電氣工程基礎”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，講授的內容主要涵蓋電力系統概述、電力系統負荷、電力系統主設備和接線方式、電力系統穩態分析和短路故障分析、電力系統穩定的基本概念等7個方面的內容；下冊授課學時為36學時，講授的內容主要包括交直流遠距離輸電、電力系統的內部過電壓和防雷保護、電力系統繼電保護、電力系統的通信和自動控制技術等7個方面的內容。針對全書內容的綜合應用，該課程另外安排了14個學時的課程設計。由于“電氣工程基礎”的授課內容涉及到電機學和自動控制理論，在本科培養計劃的制定過程中已經充分考慮到了課程知識的銜接，“自控原理”和“電機學”部分內容已經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部分建模和定量分析的基礎。同期學習的專業課程還包括“電力電子技術”“高電壓技術”“電力系統繼電保護”和“電力系統分析”等。“電氣工程基礎”課程講授的內容又為其他專業課程起到了鋪墊作用。《電氣工程基礎》上冊的內容較為集中，是原有“電力系統分析”課程部分內容的凝練，學生需要重點掌握電力系統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。《電氣工程基礎》下冊的內容則較為分散，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方向的選擇。為了讓學生對整個“電氣工程基礎”講述內容的綜合學習，在授課內容結束后將以一個110KV變電站的設計為內容，學生需要從主接線設計、設備選型、潮流計算、短路電流計算、接地和防雷設計等多個方面以工程圖紙和計算報告的形式完成課程設計。

（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量、讓學生盡快牢固地掌握基礎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行教學計劃，不斷提高課程中每個基本內容、重點和難點的講授技巧。課程組定期會邀請經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、零序網絡的制定、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，及時發現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絡討論組，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。為了提高教學質量，課程組老師統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站上對學生開放，學生也可以通過網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合。學校和周邊企業保持了良好的關系，課程組會在不同的知識模塊組織學生到現場學習、觀摩。企業也會派出技術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。聽課教師會根據課堂講述內容，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，期中和期末考試。每部分考核內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中對授課老師在授課內容、專業態度、師生互動、作業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。

二、教學雙方存在的問題

雖然“電氣工程基礎”課程組為提高教學質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%。學生經常反映“需要掌握的內容太多”“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”作為專業平臺課程涉及的相關課程非常繁雜。授課老師需要在有限的時間內講述教學大綱中所有的內容。這導致重點很難突出，學生在一定的時間內同時掌握大量概念和計算方法存在較大的困難。于此同時，學生經常反映上課講述的內容又在其他專業課程中出現，導致其他專業課老師會對授課內容進行精簡。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課程。這些課程很多都會在“電氣工程基礎”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，現有的資源對提高教學質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。從本科生培養方案著手，梳理“電氣工程基礎”和其他專業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不同章節、不同知識點的融會貫通。其次，考慮引入三學期制度，改進培養方案。讓“電氣工程基礎”和其他專業課能分開講授，讓學生能有更多的時間學習、思考。減少或避免多門專業課程和“電氣工程基礎”同時競爭學生學習時間這類情況的發生。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有資源，提高分析和解決問題的能力。

四、結論

“電氣工程基礎”作為電氣工程師啟蒙階段最重要的專業基礎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、提高學生質量。為了響應武漢大學“雙一流”建設方案的實施，課程組必須和國內同行加強溝通，實現參考教材、教學方法和教學內容的資源共享。

作者：李勇匯 單位：武漢大學