《電工基礎》課程與后續專業培養

徐偉　席志紅

摘要：《電工基礎》課程是面向所有理工類專業的公共平臺課，為了充分調動學生的學習積極性，我們調研了課程對后續專業培養的支撐作用，并以此為基礎對課程的教學內容、教學模式進行了改進，在電類專業的教學實踐中引入了該課程教學內容與后續課程教學內容的聯系，在非電類專業的教學實踐中借助豐富多彩的多媒體課件大量介紹應用實例，既活躍了課堂氣氛，又提升了教學質量。

關鍵詞：電工基礎；電類專業培養；非電類專業培養

中圖分類號：TM1 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0092-02

《電工基礎》課程是哈爾濱工程大學在2009版本科生培養方案中首創的面向所有理工類專業的公共平臺課，該課程融合了2005版培養方案中面向電類專業的《電路基礎》課程和面向非電類專業的《電工技術》課程，旨在體現寬口徑、厚基礎、高素質的人才培養理念。通過兩年的教學實踐，我們對《電工基礎》課程的設置有了進一步的認同，并切實體會到該課程在保證學生電路基礎理論的扎實和電路知識體系的完整方面具有重要的作用。但是，由于所有理工類專業的教學內容相同，無法體現該課程與后續各專業課程的聯系，這不利于調動學生的學習積極性。因此，我們在對各專業院系進行充分調研的基礎上，并結合國內其他高校的培養方案，在教學實踐中融入了相關的內容，取得了較好的教學效果。

一、電類專業培養

在2005版培養方案中，我校面向電類專業開設了技術基礎課《電路基礎》，其主要教學內容為：電路理論及分析方法、復雜電路分析、特殊電路研究，其特點為重理論連貫性及嚴謹性、重實踐技能。國內其他高校的培養方案與其類似，如浙江大學將《電路基礎》課程分為甲、乙兩部分，甲部分遵循從易到難、循序漸進的原則，采用先靜態、后穩態、再動態的教學體系，系統而全面地介紹電路理論的基本概念、基本分析方法和基本定律；乙部分作為甲部分的深入與拓展，介紹電路原理課程與相關專業課程的邊緣知識。在2009版培養方案中，為使電類專業的學生掌握后續專業課程必備的電路、磁路知識，除開設了公共平臺課《電工基礎》之外，還開設了專業基礎課《網絡與系統分析》。作為《電工基礎》課程的拓展與延伸，《網絡與系統分析》課程的主要教學內容為動態電路的復頻域分析法和狀態變量分析法、恒定磁通磁路的計算和鐵心變壓器的電路模型。為使學生對動態電路的分析方法有更系統、完整的認識，我們在《電工基礎》課程中講授動態電路的時域分析法時，引入了該方法與后續課程中復頻域分析法的聯系，并重點強調了復頻域分析法中必須掌握的《電工基礎》課程的內容：基爾霍夫定律、電路元件伏安關系、節點電壓法、戴維南定理等。為使學生更好地掌握實際電路器件——變壓器，我們在《電工基礎》課程中講授互感電路時，引入了空心變壓器的電路模型，如下圖所示沒有圖。空心變壓器是由具有互感的兩個線圈構成的，其中，R1、R2為兩線圈的電阻，L1、L2為兩線圈的自感，M為兩線圈之間的互感，US為正弦電壓源，ZS為電源內阻抗，ZL為負載復阻抗。通過分析電路方程，得到了空心變壓器的等效電路，并重點強調了空心變壓器與后續課程中鐵心變壓器的聯系。

二、非電類專業培養

在2005版培養方案中，我校面向非電類專業開設了技術基礎課《電工技術》，其特點為重工程應用性、重知識覆蓋面。根據面向專業的不同，《電工技術》課程分為A、B、C三個系列。其中，《電工技術A》面向機類（機械、動力、核工程等），其主要教學內容為電路基本理論及分析方法、工業常用電器及其控制與應用；《電工技術B》面向近機類（船海、材料、化工等），其主要教學內容為電路基本理論及分析方法；《電工技術C》面向計算機技術，其主要教學內容為電路基本理論及分析方法、電工電子新技術。國內其他高校的培養方案與其類似，如浙江大學的《電工電子學》課程，遵循強弱結合、模數結合、電測結合的教學體系，重點介紹電工和電子技術的基本理論、基本知識和基本分析方法，以及電工和電子技術的基本應用。在2009版培養方案中，面向所有非電類專業均開設公共平臺課《電工基礎》，該課程理論性比較強，對電路的分析計算需要大量的數學知識，如果只是單調地介紹理論知識，這很難調動學生的學習興趣，而適當地介紹相關的專業實例，既可以活躍課堂氣氛，又能使學生認識到《電工基礎》課程的重要性，從而由被動學習變為主動學習。以材化專業為例。我們在了解其后續專業課程設置的基礎上，對學生進行了問卷調查。根據學生的反饋：想聽與化學電源相關的知識、化學儀器上的電路、大規模輸電知識、實際的電路器件、集成電路等。綜合課程的需求和學生的興趣，我們在講授理想電路元件時引入了實際電阻器、電容器及電感線圈的電路模型，并重點介紹了實際的化學電源，包括干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池等，既豐富了課堂的教學，也拉近了與學生的距離。通過與各專業院系的深入溝通，我們體會到非電類專業的《電工基礎》課程應兼顧理論連貫性和工程應用性，因此我們在以板書為主講授理論知識的同時，借助豐富多彩的多媒體課件大量介紹應用實例。例如，在講授諧振電路時介紹了RLC濾波器，若電容電壓為輸出，則通過低頻信號、抑制高頻信號，此為低通濾波器；若電感電壓為輸出，則通過高頻信號、抑制低頻信號，此為高通濾波器；若電阻電壓為輸出，則通過頻帶信號、抑制其他信號，此為帶通濾波器；若電抗電壓為輸出，則抑制頻帶信號、通過其他信號，此為帶阻濾波器；在講授暫態電路時介紹了微分電路和積分電路，當占空比為50%的矩形脈沖作用于RC電路時，若時間常數遠小于脈寬，則電阻電壓與輸入電壓微分成正比，此為微分電路；若時間常數遠大于脈寬，則電容電壓與輸入電壓積分成正比，此為積分電路，微分電路輸出尖頂脈沖，積分電路輸出鋸齒波。

《電工基礎》課程是面向所有理工類專業的公共平臺課，為了兼顧電類、非電類完全不同的教學要求，我們與各專業院系進行座談，了解后續專業課程對《電工基礎》的理論需求，在學生中進行問卷調查，掌握學生對課程內容的興趣所在，建立《電工基礎》教學內容與后續專業課程的聯系，并將這種聯系貫穿于教學實踐，既調動了學生的學習熱情，也提升了課程的教學質量。

參考文獻：

[1]陳希有.電路理論基礎（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]付永慶.電路基礎[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]席志紅.電工技術[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2008.

作者簡介：徐偉（1969-），女，高級工程師，碩士，從事電工、電路的教學和研究工作。