电气工程基础课程教学探讨

摘要：“电气工程基础”作为电气工程与自动化专业的重要专业平台课程对教学双方都提出了较高的要求。本文结合武汉大学电气工程学院的课程教学经验，详细讨论了课程内容的设置、教学方法的实施及课程的考核方法。针对已有教学双方存在的问题，提出了改进意见。

关键词：电气工程基础；教学方法；改进措施

一、“电气工程基础”课程的特点

（一）教学内容的特点

经过近10年的两次教材修订，目前课程采用的教材为中国电力出版社出版、陈慈萱教授主编的《电气工程基础》第三版，含上、下册。按四年制本科教学计划，“电气工程基础”课程讲授时间的跨度为整个大学三年级。其中，上册授课学时为54学时，讲授的内容主要涵盖电力系统概述、电力系统负荷、电力系统主设备和接线方式、电力系统稳态分析和短路故障分析、电力系统稳定的基本概念等7个方面的内容；下册授课学时为36学时，讲授的内容主要包括交直流远距离输电、电力系统的内部过电压和防雷保护、电力系统继电保护、电力系统的通信和自动控制技术等7个方面的内容。针对全书内容的综合应用，该课程另外安排了14个学时的课程设计。由于“电气工程基础”的授课内容涉及到电机学和自动控制理论，在本科培养计划的制定过程中已经充分考虑到了课程知识的衔接，“自控原理”和“电机学”部分内容已经在二年级得到了先期学习。因此，学生在本课程学习之初就具备了电力系统部分建模和定量分析的基础。同期学习的专业课程还包括“电力电子技术”“高电压技术”“电力系统继电保护”和“电力系统分析”等。“电气工程基础”课程讲授的内容又为其他专业课程起到了铺垫作用。《电气工程基础》上册的内容较为集中，是原有“电力系统分析”课程部分内容的凝练，学生需要重点掌握电力系统潮流计算和短路计算。这两大计算也是整个课程的重点和难点。《电气工程基础》下册的内容则较为分散，充分考虑了学生在高电压、通信、继电保护和自动装置等方面的兴趣延伸，便于学生在四年级进行专业方向的选择。为了让学生对整个“电气工程基础”讲述内容的综合学习，在授课内容结束后将以一个110KV变电站的设计为内容，学生需要从主接线设计、设备选型、潮流计算、短路电流计算、接地和防雷设计等多个方面以工程图纸和计算报告的形式完成课程设计。

（二）教学方法的特点

鉴于本课程知识点多、知识连贯性强、授课时间跨度大等特点，整个课程小组10多位老师对于如何提高教学质量、让学生尽快牢固地掌握基础知识进行着不断地努力和探索。教学方法的特点如下。第一，严格制订教学大纲并执行教学计划，不断提高课程中每个基本内容、重点和难点的讲授技巧。课程组定期会邀请经验丰富的教师针对课程中重要而学生掌握困难的知识点进行示范授课。教师之间每学期坚持相互听课，并针对授课过程中值得提高的地方在教学研讨会上进行交流。第二，加强师生之间的互动。在课堂上采用启发式教学方法，鼓励学生回答问题。对于较难掌握的知识点，如主接线倒闸操作、零序网络的制定、不对称短路电流的计算、电流三段保护的配合等问题，会结合典型例题在课堂上以讨论的方式促进学生掌握。教师亲自批改作业，及时发现知识点掌握的薄弱点和盲点，针对共性的问题在课堂上进行反馈。每个教学班师生都建立了网络讨论组，学生提出的问题都能在第一时间得到解答。第三，采用多样的教学手段。为了提高教学质量，课程组老师统一制作了多媒体课件并以光盘的形式方便学生课后使用。每章的知识点、难点以及任课老师完整的教学视频均在教育部精品资源共享网站上对学生开放，学生也可以通过网站及时向授课老师提出建议。制作了教材配套的电子习题、习题解答及试题库。这些措施均提高了学生的学习兴趣，可有效地解决课程教学中的很多具体问题。第四，注重理论和实践相结合。学校和周边企业保持了良好的关系，课程组会在不同的知识模块组织学生到现场学习、观摩。企业也会派出技术专责负责讲解和答疑。

（三）考核方法

由于本课程需要接受教育部的定期考核，学院对本课程有严格的考核制度和方法。它包括教师之间打分，教师对学生进行考核以及学生对教师打分三个方面。教师在授课过程中不定期会接受教学督导组及课程组其他教师的随堂听课。听课教师会根据课堂讲述内容，师生间的互动，学生课后的意见等多方面给授课教师打分。成绩在全院授课教师排名靠后的将接受学院讯问并考核年终绩效。教师对学生的考核包括课堂提问，课后作业，期中和期末考试。每部分考核内容以一定比例形成课程最终成绩。虽然有题库，但每次考试课程组老师均会重新命题，集体阅卷。学生必须在成绩管理系统中对授课老师在授课内容、专业态度、师生互动、作业批改等方面进行评分才能查阅自己的最后成绩。授课教师评分较低者会直接影响其下次的选课学生人数。

二、教学双方存在的问题

虽然“电气工程基础”课程组为提高教学质量投入了大量的时间和精力，但是从学生课程考试的成绩来看教学双方都存在一定的问题。近5年期末考试，尤其是上册考试，学生不及格的比例均大于20%。学生经常反映“需要掌握的内容太多”“计算题太难，不知道如何入手”。从授课教师的角度来看，教学效果不理想的主要原因是很难把控知识点多和授课学时有限的矛盾。这也是部分国家精品资源共享课程的共性问题。如上文说讲，“电气工程基础”作为专业平台课程涉及的相关课程非常繁杂。授课老师需要在有限的时间内讲述教学大纲中所有的内容。这导致重点很难突出，学生在一定的时间内同时掌握大量概念和计算方法存在较大的困难。于此同时，学生经常反映上课讲述的内容又在其他专业课程中出现，导致其他专业课老师会对授课内容进行精简。从学生学习的角度来看，学生必须克服本课程授课时间跨度大与其他专业课程学习时间竞争的矛盾。学生在大学三年级必须同时学习多门专业课程。这些课程很多都会在“电气工程基础”授课的过程中先期考试。这导致很多学生不得不投入一定的时间去复习其他专业课程，影响了本课程的授课效果。正是因为学制的紧张，学生和精品课程资源的平台互动较少，现有的资源对提高教学质量没有起到应有的作用。

三、改进措施

考虑到教学双方的主要矛盾，本课程可以从如下三个方面进行改进。首先，重新修订教学大纲。从本科生培养方案着手，梳理“电气工程基础”和其他专业课程在知识点上的重合部分，适当删减部分知识点，使授课内容更加精简、便于学生掌握。授课老师可以用更多的时间帮助学生实现不同章节、不同知识点的融会贯通。其次，考虑引入三学期制度，改进培养方案。让“电气工程基础”和其他专业课能分开讲授，让学生能有更多的时间学习、思考。减少或避免多门专业课程和“电气工程基础”同时竞争学生学习时间这类情况的发生。最后，可以考虑在授课过程中加强精品课程资源的引用，让学生在学习碰到困难时能主动地利用现有资源，提高分析和解决问题的能力。

四、结论

“电气工程基础”作为电气工程师启蒙阶段最重要的专业基础课需要教学双方不断地共同努力才能进一步改进教学效果、提高学生质量。为了响应武汉大学“双一流”建设方案的实施，课程组必须和国内同行加强沟通，实现参考教材、教学方法和教学内容的资源共享。

作者：李勇汇 单位：武汉大学