中外电工学课程教学内容与方法比较

徐振方　孟艳花　段守敏

【摘 要】本文较详细的阐述了国外知名大学和国内重点大学在电工学课程的教学内容以及教学方法做了比较，说明了国内外大学在基础课程的教学上根据各自的国情制订了不同的教学目标、教学大纲、培养方案等指标，在参考国外学科的教学内容指定的同时，也要重视对教学方法的改进，只有这样才能使国内电工学的教改进一步国际化的进程有所改善。

【关键词】电工电子 网络课程 系统仿真 EDA

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2009）02－0013－02

一、电工学课程的定位

《电工学》是大学理工科非电专业学生必修的一门重要技术基础课。主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作奠定电工技术与电子技术的理论基础，并使他们受到必要的基本技能训练。［1、2］不仅使学生获得完整和扎实的电工和电子方面必要的基础理论、基本知识和基本技能，还可以培养学生严密的逻辑思维能力、计算能力、综合分析和解决问题的能力、初步的科学实验能力。

二、国外重点大学电工学讲授的内容

根据国内的实际情况和技术课程要指导实践，服务于社会的原则，国内外重点大学所讲授的电工学的基本内容有很大的不同，下面就美国普林斯顿大学和莫斯科、彼得堡的重点大学以及国内重点大学所讲授的内容比较：

1．国外教学内容

根据美国J.R.Cogdell著《电气工程学概论》内容反映出在美国电工学所讲授的主要内容该书主要分4部分：［3］第I部分 电路32%（第1章 基本电路理论；第2章 直流电路分析；第3章 动态电路；第4章 交流电路分析；第5章 交流电路中的功率；第6章 电力系统。）第II部分电子技术23%（第7章 半导体器件与电路；第8章 数字电子技术；第9章 模拟电路。）第Ⅲ部分 系统18%（第10章 测试设备系统；第11章 通信系统；第12章 线性系统；第13章 机电学物理基础。）第Ⅳ部分 电动机27%（第14章 磁结构与变压器；第15章 同步电机；第16章 异步电动机；第17章 直流电动机；第18章 功率电子系统。）

美国加州大学圣地亚哥分校（University of California, at San Diego，简称UCSD）电气与计算机工程系（Electrical and Computer Engineering Department, ECE）在讲授电工学时，分低、高年级开设课程具体情况是：［4］

低年级的一级公共课程中与电工学相关的课程：

（1）电气工程导论（Introduction to Electrical Engineering I/II）：主要介绍电路基本定律、半导体器件、基本模拟电路和数字电路。

（2）电气工程基础（Fundamentals of Electrical Engineering I/II）：讲解有源和无源电路的分析和设计、模拟和数字系统的分析和设计。

（3）电路与系统（Circuits and Systems I/II）：讲解电路原理、电路和网络的分析。

（4）电路与系统实验（Circuits and Systems Laboratory）：通过实验对实际的有源和无源电路进行建模、仿真和设计。

低年级的二级公共课程中与电子技术相关的课程：

（1）有源电路设计导论（Introduction to Active Circuit Design）：相当于国内的模拟电子技术基础课程。

（2）数字电路（Digital Circuit）：相当于国内的数字电子技术基础课程。

ECE系的专业课程分为10个方向的系列课程，学生可选修1～2个方向的系列课程。

高年级与电子电路和系统（Electronics Circuits and Systems）方向相关的课程：

（1）电子电路和系统（Electronic Circuits and Systems）。

（2）模拟集成电路设计（Analog Integrated Circuit Design）。

（3）数字集成电路设计（Digital Integrated Circuit Design）。

（4）高级数字设计项目（Advanced Digital Design Project）。

（5）计算机接口（Computer Interfacing）。

（6）数字信号处理导论（Introduction to Digital Signal Proces

sing）。

（7）数字信号处理I（Digital Signal Processing I）。

（8）微波系统和电路（Microwave Systems and Circuits）。

加州大学伯克利分校（UC Berkeley）电气工程与计算机科学系（Electrical Engineering and Computer Science Department, EECS）。

低阶段的三门课程：

（1）微电子电路导论（Introduction to Microelectronic Circuits）、全系必修

（2）电子学导论以及电子学导论实验两门课程，为计算机专业开设高阶段核心课程：①微电子器件和电路（Microelectronic Devices and Circuits）。②电力电子学（Power Electronics）。③集成电路器件（Integrated-Circuit Devices）。

高阶段其它课程：线性和非线性电路（Linear and Nonlinear Circuits）、半导体电子学（Semiconductor Electronics）、线性集成电路（Linear Integrated Circuits）、数字集成电路导论（Introduction to Digital Integrated Circuits）。

2．国内重点大学电工学讲授的内容

国内重点大学根据各自的培养方案、教学目标，每个学校都制定有符合自己定位的电工学教学大纲，在制定教学大纲时必须明白电工学课程在非电类专业培养方案中充当的角色？涵盖所有涉及电子电气的相关学科内容？基本立足点是什么？培养方案是否要修正？弄明白这几个问题的同时才能给电工学课程两个合理的定位，基础性定位：建立电子电气工程基础理论、基本方法不应演变成大学科导论；培养电子电气工程基本技能不应演变成某些产品的应用培训。通过国内电工学的教材演变放映电工的讲授内容。

国内电工学教材的编写有一个历史的过程：［6］

上世纪五十年代至六十年代，电工学课程基本套用原苏联的教材以引进、翻译为主，主要代表有：基泰耶夫和格列夫切夫编写的“普通电工学”和罗蒙诺索夫编写的“电工学基础”。

主要内容编排为：直流电路、电场、交流电路、三相电路、电工测量及仪表、变压器、感应电动机、同步电机、直流电机、电子仪器、电热、电气照明、电力网、发电与变电。

上世纪六十年代至七十年代末，在借鉴原苏联教材基础上，自编电工学教材，内容结构基本上沿用苏联教材体系以直流和交流电路、电机、电气控制为主，电子技术成分比较少。这与当时科学技术发展现状吻合。主要代表：哈尔滨工业大学.秦曾煌.《电工学》多学时；大连工学院工业大学.蒋德川.《电工学》中学时；天津大学工业大学.姚海彬.《电工学》少学时。

上世纪八十年代，电工学课程呈现多种发展模式，百花齐放，各校在恢复招生的带动下，纷纷组织教师自编教材课程内容、学时分配等呈现较大差异。为了保障教学水平，高教部（国家教委）组织编写全国统编教材，各个部委也相继出了各自的全国统编教材，1987年国家教委制定《电工学课程教学基本要求》。

上世纪八十年代末，随着科学技术的快速发展，大量新技术、新知识的涌现，电子技术的内容及其在电工学中所占的比重发生了很大的变化。《电工学》名称的本身已经不能较好地表达其中内容所涉及的范围。为了适应科学技术本身的快速发展和相应学科专业调整、变化对于电工、电子技术的需要，教育部《电工学》课程教学指导委员会将原来得一门《电工学》课程划分为：“电工技术”和“电子技术”两门独立的课程。

1995年修订的电工学课程教学基本要求，电工学课程分为三种类型：电工技术（电工学I）（55～70学时）；电子技术（电工学II）（55～70学时）；电路和电子技术（100～110学时）。上世纪九十年代中期后，电工学课程发展更加广泛。

已经普遍认同的有以下几点：

（1）电工学实际上是面向非电类专业的电工电子技术基础系列课程。

（2）根据专业特点，应该构建多种模式的电工学课程。

（3）电工学系列课程中电子技术的比例应得到加强。

（4）新技术（如PLC）应适时补充进电工学课程教学内容。

（5）新方法（如EDA）应纳入电工学课程。

2003年教育部要求教学指导委员会研究各专业培养方案和基础课程教学基本要求：

（1）按照基础性原则分模块给出基本要求。

（2）考虑不同专业需求，给出了基本模块和可选模块。

（3）在各模块中也考专业差异设置了若干可选内容。

（4）刚性（最低要求）和柔性（可选）相结合。

基本模块：

（1）电路理论。

（2）模拟电子技术。

（3）数字电子技术。

可选模块：

（1）电机及传动控制。

（2）电工测量。

（3）安全用电。

（4）EDA技术。

三、教学方法

对于电工学的教学方法国内外随着科学技术的发展都有一个过程，大致基本相同，国内的教学方法并不落后，只是在理论教学和实践教学上有较大的区别，说明国外的大学重视学生的应用能力培养，而国内的大学则侧重于理论教育。

1．国内大学的教学方法

80年代，传统教学方法：挂图、板书、模型，该方法的特点是：

（1）教学过程的艺术性强。

（2）课堂教学信息量受限。

（3）教师个性化发挥对教学质量影响大。

（4）对教师素质要求高。

（5）不同教师差异大。

90年代以来，CAI、EDA、电子教案、多媒体、课程网站、仿真手段、网络交互，该方法的特点：

（1）计算机的引入，突破了课堂信息量限制。

（2）新手段对老教师产生冲击。

（3）媒体增多，如何协调成为问题。

（4）学校教学设施开始显得不足。

（5）计算机多媒体手段已经被广泛接受。

（6）网络课程登场（2001～2003）。

（7）“在堂”学习和“离堂”学习。

（8）课程网站突破了学习空间和时间限制。

（9）网络交互功能必不可少。

（10）学生参与还很不够，需要解决“我要学”和“要我学”的根本问题。

2．国外重点大学的教学方法

国外重点大学在教学方法上其实和国内的教学方法基本上差不多，只不过在电工学的授课学时上有很大的区别，下面就莫斯科和彼得堡的重点大学（莫斯科动力学院）的“电工理论基础”为例说明国外的教学方法，在莫斯科动力学院的电工学课程，共学3个学期（第三、四、五学期）（在莫斯科和彼得堡的重点大学，共学4个学期）。

莫斯科动力学院的电工学授课：［7］共36＋36＋36＝108个课时（在莫斯科和彼得堡的重点大学，共51＋51＋51＝153个课时）实践课学时：共36＋36＋36＝108个课时，实验课学时：共36＋36＋36＝108个课时（莫斯科动力学院的学生还将完计算机典型计算0＋0＋0＋36＝36个课时），另外，莫斯科动力学院“电工理论基础”教研室还开设有“电工学的信息技术”课程：授课18个课时；实验课程36个课时。

四、结 论

随着教育国际化的不断发展，教育信息化的进程在不断深化中，电工电子基础课程的信息化建设也将不断地被推进。面对诸多挑战，国内高校基础课教师应积极应对，树立新的教育观念，提高自身的信息素养，改变教学方法，提升科研能力，努力提高自身的综合素质。随着教育全球化进程的深化，我国的基础课教学在教学内容和教学方法上将会不断的完善和提高，全球的教育网络资源建设会越来越完善，条块分割、各自为政的局面将会得到彻底地改变，学科、院校间的交流将会不断发展。

参考文献

1 李春彪.“电工学”课程教学中的四个有力杠杆［J］.南京：电气电子教学学报，2005（4）：39～41

2 朱雪梅.高校教师在职培训的现状与对策分析.上海师范大学学报（哲学社会科学教育版），2003.3（9）

3 宋惠兰.论教育信息化与高校教师的信息素质培养.图书馆论坛，2003.2（1）

4 杭国英.教育信息化与高校教师素质.高等教育研究，2003.5（3）

5 王中向、黎辉文.试论教育信息化对高校教师培训的影响及其对策.广东广播电视大学学报，2004.2（50）

6 王 婧.提升教师的信息素养：实现高等教育信息化的关键.江苏高教，2004（4）

7 李美芳.教师如何面对教育信息化的挑战.教育发展研究，2005（9）