《电工基础》课程与后续专业培养

徐伟　席志红

摘要：《电工基础》课程是面向所有理工类专业的公共平台课，为了充分调动学生的学习积极性，我们调研了课程对后续专业培养的支撑作用，并以此为基础对课程的教学内容、教学模式进行了改进，在电类专业的教学实践中引入了该课程教学内容与后续课程教学内容的联系，在非电类专业的教学实践中借助丰富多彩的多媒体课件大量介绍应用实例，既活跃了课堂气氛，又提升了教学质量。

关键词：电工基础；电类专业培养；非电类专业培养

中图分类号：TM1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0092-02

《电工基础》课程是哈尔滨工程大学在2009版本科生培养方案中首创的面向所有理工类专业的公共平台课，该课程融合了2005版培养方案中面向电类专业的《电路基础》课程和面向非电类专业的《电工技术》课程，旨在体现宽口径、厚基础、高素质的人才培养理念。通过两年的教学实践，我们对《电工基础》课程的设置有了进一步的认同，并切实体会到该课程在保证学生电路基础理论的扎实和电路知识体系的完整方面具有重要的作用。但是，由于所有理工类专业的教学内容相同，无法体现该课程与后续各专业课程的联系，这不利于调动学生的学习积极性。因此，我们在对各专业院系进行充分调研的基础上，并结合国内其他高校的培养方案，在教学实践中融入了相关的内容，取得了较好的教学效果。

一、电类专业培养

在2005版培养方案中，我校面向电类专业开设了技术基础课《电路基础》，其主要教学内容为：电路理论及分析方法、复杂电路分析、特殊电路研究，其特点为重理论连贯性及严谨性、重实践技能。国内其他高校的培养方案与其类似，如浙江大学将《电路基础》课程分为甲、乙两部分，甲部分遵循从易到难、循序渐进的原则，采用先静态、后稳态、再动态的教学体系，系统而全面地介绍电路理论的基本概念、基本分析方法和基本定律；乙部分作为甲部分的深入与拓展，介绍电路原理课程与相关专业课程的边缘知识。在2009版培养方案中，为使电类专业的学生掌握后续专业课程必备的电路、磁路知识，除开设了公共平台课《电工基础》之外，还开设了专业基础课《网络与系统分析》。作为《电工基础》课程的拓展与延伸，《网络与系统分析》课程的主要教学内容为动态电路的复频域分析法和状态变量分析法、恒定磁通磁路的计算和铁心变压器的电路模型。为使学生对动态电路的分析方法有更系统、完整的认识，我们在《电工基础》课程中讲授动态电路的时域分析法时，引入了该方法与后续课程中复频域分析法的联系，并重点强调了复频域分析法中必须掌握的《电工基础》课程的内容：基尔霍夫定律、电路元件伏安关系、节点电压法、戴维南定理等。为使学生更好地掌握实际电路器件——变压器，我们在《电工基础》课程中讲授互感电路时，引入了空心变压器的电路模型，如下图所示没有图。空心变压器是由具有互感的兩个线圈构成的，其中，R1、R2为两线圈的电阻，L1、L2为两线圈的自感，M为两线圈之间的互感，US为正弦电压源，ZS为电源内阻抗，ZL为负载复阻抗。通过分析电路方程，得到了空心变压器的等效电路，并重点强调了空心变压器与后续课程中铁心变压器的联系。

二、非电类专业培养

在2005版培养方案中，我校面向非电类专业开设了技术基础课《电工技术》，其特点为重工程应用性、重知识覆盖面。根据面向专业的不同，《电工技术》课程分为A、B、C三个系列。其中，《电工技术A》面向机类（机械、动力、核工程等），其主要教学内容为电路基本理论及分析方法、工业常用电器及其控制与应用；《电工技术B》面向近机类（船海、材料、化工等），其主要教学内容为电路基本理论及分析方法；《电工技术C》面向计算机技术，其主要教学内容为电路基本理论及分析方法、电工电子新技术。国内其他高校的培养方案与其类似，如浙江大学的《电工电子学》课程，遵循强弱结合、模数结合、电测结合的教学体系，重点介绍电工和电子技术的基本理论、基本知识和基本分析方法，以及电工和电子技术的基本应用。在2009版培养方案中，面向所有非电类专业均开设公共平台课《电工基础》，该课程理论性比较强，对电路的分析计算需要大量的数学知识，如果只是单调地介绍理论知识，这很难调动学生的学习兴趣，而适当地介绍相关的专业实例，既可以活跃课堂气氛，又能使学生认识到《电工基础》课程的重要性，从而由被动学习变为主动学习。以材化专业为例。我们在了解其后续专业课程设置的基础上，对学生进行了问卷调查。根据学生的反馈：想听与化学电源相关的知识、化学仪器上的电路、大规模输电知识、实际的电路器件、集成电路等。综合课程的需求和学生的兴趣，我们在讲授理想电路元件时引入了实际电阻器、电容器及电感线圈的电路模型，并重点介绍了实际的化学电源，包括干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池等，既丰富了课堂的教学，也拉近了与学生的距离。通过与各专业院系的深入沟通，我们体会到非电类专业的《电工基础》课程应兼顾理论连贯性和工程应用性，因此我们在以板书为主讲授理论知识的同时，借助丰富多彩的多媒体课件大量介绍应用实例。例如，在讲授谐振电路时介绍了RLC滤波器，若电容电压为输出，则通过低频信号、抑制高频信号，此为低通滤波器；若电感电压为输出，则通过高频信号、抑制低频信号，此为高通滤波器；若电阻电压为输出，则通过频带信号、抑制其他信号，此为带通滤波器；若电抗电压为输出，则抑制频带信号、通过其他信号，此为带阻滤波器；在讲授暂态电路时介绍了微分电路和积分电路，当占空比为50%的矩形脉冲作用于RC电路时，若时间常数远小于脉宽，则电阻电压与输入电压微分成正比，此为微分电路；若时间常数远大于脉宽，则电容电压与输入电压积分成正比，此为积分电路，微分电路输出尖顶脉冲，积分电路输出锯齿波。

《电工基础》课程是面向所有理工类专业的公共平台课，为了兼顾电类、非电类完全不同的教学要求，我们与各专业院系进行座谈，了解后续专业课程对《电工基础》的理论需求，在学生中进行问卷调查，掌握学生对课程内容的兴趣所在，建立《电工基础》教学内容与后续专业课程的联系，并将这种联系贯穿于教学实践，既调动了学生的学习热情，也提升了课程的教学质量。

参考文献：

[1]陈希有.电路理论基础（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]付永庆.电路基础[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]席志红.电工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2008.

作者简介：徐伟（1969-），女，高级工程师，硕士，从事电工、电路的教学和研究工作。