电工学“十一五”规划教材建设几点考虑

史仪凯，袁小庆，向 平，卢健康

（西北工业大学 机电学院，陕西 西安 710072）

0 前言

电工学教材是教学内容和教学方法的知识载体，其作用是将电工电子技术领域的基本理论、基本知识和基本技能传递给学生，培养符合创新型国家所需要的高素质人才。因此，在高等学校质量工程建设中电工学教材建设也是重点内容之一［1－3］。多年来，电工学教材建设取得了可喜的成绩，但根据课程体系和教学内容改革的要求还有较大的距离。目前，电工学教材存在的问题主要有：成熟和传统内容较多，反映新技术、新器件等科技发展的内容较少；很少涉及现代信息、通讯、非电量检测和控制等方面新内容；教材中电工与电子部分前后相互交叉，内容结构不连贯，体系上长期存在着严重的不合理；内容安排比较零散，学生很难形成系统概念，学生学过的内容不了解在工程实践中怎么用和用到何处。

2004年来，我们先后尝试对电工学教材进行较大力度改革。按照教学基本要求，在整合教学内容的基础上，主编出版了《电工技术（电工学Ⅰ）》、《电子技术（电工学Ⅱ）》、《电工电子应用技术（电工Ⅲ）》。经过几年的教学实践取得了较好的教学效果，作为国家级精品课程的主干教材，2007年被评为陕西省优秀教材二等奖。在此基础上经过修订和完善主持完成了“电工学（第二版）立体化教材”（“十一五”国家级规划教材）编写工作，其中《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》2009年被评为国家级精品教材。

本文结合电工学“十一五”国家级规划教材编写的完成，从编写指导思想、内容体系优化、结构整合设计和教学过程使用等方面谈几点体会，以供参考。

1 教材编写指导思想

电工学课程是高等学校本科非电类专业一门实践性很强的技术基础课程。随着现代科技的迅速发展，电工电子技术应用十分广泛，而在其他学科领域的渗透和应用，又迅速促进电工电子技术的发展。因此，电工电子技术在我国社会主义现代化建设中越来越重要的作用。课程的作用与任务是：使学生通过本课程的学习，获得电工电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工电子技术应用和我国电工电子事业发展的概况，为今后学习和从事与本专业有关的工作打下一定的基础。根据教育教学改革和发展新趋势，高等学校的专业教育正在向工程基础教育转变，电工学课程体系被赋予了新的内涵，要求教材内容和体系结构应适应创新和实用型人才培养的新模式。

新修订的电工学“十一五”国家级规划教材，主要遵循以下原则：加强基础性，合理把握教材各部分的基础内容，叙述上简明扼要，为学生后续课程学习和毕业后从事科技工作奠定基础；注重应用性，电工学课程的所有教学内容关键之处则在于强调“应用”，教材内容的安排上力求与工程实践紧密结合，通过教学使学生形成系统概念，并使掌握所学知识在工程实践中得以应用，提高学生分析和解决问题的能力；具有先进性，教材要尽可能反映科技最新成果，尤其是当前电工电子发展新技术、新理论、新产品，内容阐述上要体现一个“新”字。

2 教材体系结构改革

根据电工学课程的作用和任务，1985年经教育部同意将电工学课程分为电工技术、电子技术两门课程，并先后制定了两门课程的教学基本要求，相继出版了《电工技术》和《电子技术》两种教材。经过多年的“面向21世纪电工电子课程体系和教学内容改革”项目的研究，以及“质量工程”各种教育教学项目的研究，电工学课程的教材改革并没有取得大的进展。因而，使得课程教学中存在的诸多问题没有从跟不上得到很好的解决。根据作者多年从事课程体系和教学内容改革的实践［4］，以及长期从事电工学课程教学的实践体会，我们对电工学教材的体系结构进行了较大幅度的改革，将电工学教材由两教材分为《电工技术（电工学Ⅰ）》、《电子技术（电工学Ⅱ）》和《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》三种教材，2005年1月由科学出版社出版［5－7］。

《电工技术（电工学Ⅰ）》的主要内容有：电路的基本概念与基本定律；电路的分析方法；电路的暂态分析；单相正弦交流电路；三相正弦交流电路；非正弦周期电流电路；磁路与变压器和安全用电等。

《电子技术（电工学Ⅱ）》的主要内容有：半导体二极管与整流电路；三极管与基本放大电路；集成运算放大器与反馈；集成运算放大器的应用；正弦波振荡电路；门电路与组合逻辑电路；触发器与时序逻辑电路；半导体存储器与可编程逻辑器件、模拟量与数字量的转换等。

《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》的主要内容有：交流电动机；直流电动机；控制电动机；电气自动控制技术；可编程序控制器原理与应用；电力电子技术基础；电气电测技术；信号处理与数据采集系统、EDA和现代通信技术等。

通过几年的教学实践证明：新版电工学教材便于组织教学，有效地缓解了电工学难教难学的矛盾。例如，电工测量中的信号发生器和各种数字表，尤其是非电量检测各种传感器的测量电路和补偿电路，不仅含有大量的电子元器件，还含有晶体管放大电路和集成电路等；电动机的软起动和变频调速内容，既涉及到大功率半导体器件，还涉及到逆变器和脉宽调制等；可编程序控制器除采用可编程序的存贮器外，还有进行数字运算操作的电子系统等。这些内容安排在学生学完电子技术内容后介绍，既便于教学教师组织课程教学，又使之更加符合学生的认知规律，便于学生自学。加强了课程教学内容的应用性，有利于学生系统概念的形成和工程实践能力培养。例如，在学完电工技术和电子技术等内容后，接着介绍电动机、控制（包括软启动、继电接触器控制、PLC控制、变频调速、脉宽调制）等内容，既可使相关教学内容很好地衔接与配合，又可使学生从电动机到控制逐渐形成系统概念，有利于培养学生的工程实践与创新意识。

3 教材内容处理几点考虑

根据电工学课程的主要作用、任务和育部颁发的电工学课程教学基本要求，新版电工学教材修订中在不失教材的系统性的前提下，强调突出教材的基础性、应用性和先进性。

（1）精简重点内容，加强基础性。电工学教材中的电路、磁路、模拟电路、数字电路等基本电路分析方法是电工技术与电子技术的理论基础，也是对学生在校学习和今后从事工作都将起着十分重要的作用。因此，新版电工学教材在遵循课程教学基本要求的前提下，保证这些基本理论、基本方法和基本技能训练的传统内容，除在内容篇幅的安排上要有足够保证的同时，既不降低要求和保障知识的连贯性，又要适当取舍，突出重点内容，在阐述上赋予新的方法，力求贯彻少而精的原则。例如，电路的暂态过程内容中先介绍RC电路的零输入和零状态响应，再介绍“三要素”分析方法，并用此方法介绍RL电路的响应。又如，将直流稳压电源电路安排在二极管后介绍等。诸如此类的教材内容安排，既可使学生在熟练掌握基础理论，又节省了教学时数和提高了课堂教学效率。

（2）适应课程要求，注重应用性。电工学课程主要任务是向学生介绍电磁现象和规律在工程技术领域中的应用，也是一门实践性很强的技术基础课。因此，教材内容的安排、衔接和取舍要符合学生的认知规律，要尽可能与工程实践相结合，既可培养学生的基本技能，也可培养学生在工程实践中实际应用技能。如果将电工测量、电动机及其控制安排在《电工技术》中介绍，使得不少的电子技术产品不能涉及；如果孤立的放在《电子技术》中介绍，使得教材既不连贯又不系统。新版电工学教材将测量、电动机及其控制统一安排在《电工电子应用技术》中介绍，比较好的解决了上述矛盾。为适应新技术、新器件等不断出现，将测量内容分电量和非电量测量。为加强理论与工程实践的相互联系，培养学生的工程实践能力和科技创新思维能力，在非电量电测内容中，除介绍几种传感器的组成原理，还通过具体的测量对象，给出该传感器的信号处理电路，以及在工程中应用举例。

（3）结合科技发展，反映先进性。电工学教材要适当反映电工电子技术发展的新成果，则应对教材进行内容优化和体系结构整合。根据电工学教材内容与工程实践密切结合的特点，新版教材控制了传统内容的阐述篇幅，适当地扩展了部分反映科技新成果的内容。如“磁路与变压器”一章中简要介绍了“R铁心变压器”；集成电路（门电路与触发器）在机电一体化产品中应用；在“控制电动机”章节中简要介绍了广泛应用的“超声波电动机”；适当扩充了电力电子器件（如IGBT、MOSFET等）与PWM调速系统，变频与逆变电路；常用几种传感器与电测电路等。除此之外，还在《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》中用专门章节简要介绍了“信号处理与数据采集系统”、“现代通信技术”和“电工电子EDA仿真技术”。尽管扩展的新内容篇幅较小，却有效地弥补了电工学教材内容在信息、控制、通信等方面的严重不足。这些新扩展的内容不仅可帮助学生了解当前科技发展水平，拓宽知识面，又可增加学生对课程内容学习的积极性和兴趣，为电工学课程教学目的和任务的实现起到事半功倍的效果［8］。

4 教材使用建议

根据电工学课程分140学时和80学时两种学时（均含实验课学时）特点，我们在多学时课程教学中使用《电工技术（电工学Ⅰ）》、《电子技术（电工学Ⅱ）》和《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》三种教材；少学时课程教学中使用《电工电子技术》教材（“十一五”国家级规划）。

电工学课程的多学时教学任务安排在两个学期完成。第一学期完成《电工技术（电工学Ⅰ）》和《电子技术（电工学Ⅱ）》中的“模拟电子技术”部分；第二学期完成《电子技术（电工学Ⅱ）》中的“数字电子技术”和《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》部分。

为配合四种“十一五”规划教材的教学，研制和出版了相应的多媒体电子教案和网络课程，将部分网络课程、多媒体教案、视频、动画和图片挂在电工学课程网站，以供教师和学生使用。

5 结语

随着面向21世纪课程体系、教学内容改革和“质量工程”的深入开展，新的教育思想、新的教学理念、新的教学方法、新的教学手段不断涌现。电工学课程深层次教学改革为我们提出了更高要求，教学改革任务仍很艰巨。

通过“十一五”规划“电工学（第二版）立体化”国家级规划教材的建设，完成了《电工技术（电工学Ⅰ）》、《电子技术（电工学Ⅱ）》和《电工电子应用技术（电工学Ⅲ）》多学时文字教材的修订，新编出版了《电工电子技术》少学时文字教材，以及与文字教材配套的电子教案和网络课程。这些教材在电工学课程教学质量的提高、国家精品课程和教学团队建设中发挥了应有的作用。但难免存在许多不足之处，我们恳请使用该教材教师和学生提宝贵意见。

［1］周远清.精品课程教材建设是教学改革和教学创新的重大举措［J］.北京：中国高教研究，2003（1）

［2］杜世强.浅谈高师校立体化教材建设［J］.吉林：吉林师范大学学报，2009（5）

［3］范印哲.大学教材设计研究［J］.南京：电气电子教学学报，2003（1）

［4］史仪凯等.抓好课程体系改革，提高本科教学质量［J］.南京：电气电子教学学报，2002（4）

［5］金春英.国外教材的特点及我国电工学教材的改革［J］.北京：教学与教材研究，1998（5）

［6］Allan R.Hambley.Electrical Engineering：Principles﹠ Application，（Third Edition）.Pearson Education［M］，2005

［7］Giorgio Rizzoni.Principles and Application of Electrical Engineering，（Fourth Edition）.The McGraw－Hill Companies［M］.2003

［8］史仪凯等.构建培养创新人才教学新体系探索与实践［J］.西安：西北工大学学报（社会科学版），2008（1）