非电类专业开设“走近电气科学”公共选修课程的探索

王明东?孔斌?刘宪林

摘要：论述了高等院校非电类专业开设公共选修课程“走近电气科学”的重要性，介绍了该课程的名称由来、内容设置以及课程教学方法、教学手段和考核方式等。郑州大学开设该课程的实践表明，高校针对非电类专业开设电气科学与技术基础方面的公共课程，可使学生了解电气科学在现代社会中的地位和相关入门知识，能够提高学生的综合素质，增强学生对竞争日趋激烈的社会的适应性。

关键词：非电类专业；电气科学；公修课程

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0135-02

“百年大计，教育为本”。现代高等教育的核心思想是通才教育与创新精神，高等院校应坚持以人为本的育人方针，以培养“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的创新型人才为目标，不断深化教学改革，全面提高学生素质。高校的课程设置应适应高科技社会对人才知识面的需要，促进学生全面发展。目前，电气科学与技术已经渗透到人类社会的各个领域，非电类专业甚至是人文类专业的学生，在日常生活和毕业后的工作中也不可避免地会用到许多电气方面的知识。因此，高校针对非电类专业开设电气科学与技术基础方面的公共课程，使包括人文类在内的非电类专业的学生在校期间能够学习和掌握一些电气科学基础知识，对于提高学生的综合素质，增强学生对竞争日趋激烈的社会的适应性是大有裨益的。国内高校为此进行了各有特色的探索[1-3]。郑州大学（以下简称“我校”）是河南省人民政府与国家教育部联合共建的一所涵盖理学、工学、医学、文学、历史学、哲学、法学、经济学、管理学、教育学、农学、艺术学12大学科门类的综合性大学，是河南省唯一的国家“211工程”重点建设高校。近年來，我校不断推进素质教育，全面提高教学质量。按照素质教育的要求，面向全校各专业开设“走近电气科学”公共选修课程，向学生介绍电气科学和技术的基础知识，使学生了解电气科学在现代社会中的地位和相关入门知识，开阔了学生的视野。实践证明，该课程的开设不失为提高学生综合素质的有益尝试。

一、对课程名称的解释

电气科学是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括电气基础理论、电气应用技术、电气设施设备等。

教学中首先需要请学生注意“电气”与“电器”的区别。电气是广义词， 指一种行业，一种专业或一种技术，不具体指某种产品，与电有关的一切相关事物都可用电气表述。电器是实物词，泛指所有用电的器具。从专业角度来讲，电器主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。现在“电器”这一名词已经扩展到民用角度，主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如电视机、空调，冰箱等等。可见，电器侧重于个体，是元件和设备等具体的物体形象，而电气则涉及到整个系统或者系统的集成，是一个不可触摸的分类概念。

至于电气中为什么有“气”，可以参考雷银照教授的解释[4]：“电气”是由词根“电”和词根“气”构成的偏正式合成词，“电气”是指电性质的气，“气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质，中国古代的气学说与西方的电流体学说相似，汉语术语“电气”是英语electric fluid的直译，日语术语“電気”源自中国。

关于本课程名称还需要解释为何用“走近”而不用“走进”。走进是说走到里面去，走近则是靠近（仍在外面），未进入内部。中央电视台有一个著名科普栏目叫“走近科学”，目的是传播科学知识，使普通观众离科学更近些。受该节目名称的启发，我们将本课程取名为“走近电气科学”。电气科学是现代科技领域中的核心学科之一，学科体系庞大，知识结构复杂，想通过十几个课时的学习就能“走进去”对于任何人都是不可能的，因此我们用“走近”。希望通过对本课程的学习，非电类专业的学生能够多了解些电气基础知识，离电气科学的大门更近一些。

二、课程内容

我校电气专业大一新生开设有“电气工程导论”课程，学生学习该课程的目的是为了获得专业所必要的基础知识，为学习后续课程以及毕业后从事工程和科研工作打下基础。我们也曾为外语系开设过“电气工程概论”课程，主要是考虑到有些学生毕业后可能在电力系统就业或者从事与电气科学相关的翻译工作，必须了解一些电力系统基础知识。而非电类专业学生学习“走近电气科学”课程的目的主要在于拓宽知识面，了解电气科学基本知识和电气科学在各方面的应用。因为学习目的不同，教学内容必然不能千篇一律。我们抛开“电气工程概论”原已形成的课程体系和结构，代之以电气科学基础知识和实际应用方面的系列讲座，使学生轻松、饶有兴趣地学习了电气科学的基本知识。“走近电气科学”课程包括以下8个讲座。

1.什么是电

讲座主要阐述电对人类社会的重要性，回顾人类关于电磁的早期认识（包括雷电现象和摩擦生电现象，中外古代有关电磁现象的文字记载和认识），介绍电气科学领域的常用名词术语、概念和基本电路定律、定理等。

2.电气科学今古

介绍电气科学的萌生与发展，包括早期的电磁实验研究，电磁学理论的建立和发展历程，近现代的电力科技进展与应用情况等。

3.电的生产

主要介绍电池及其发展过程，发电机基本工作原理，直流电和交流电的发展情况，传统发电方式（火力发电、水力发电）和新能源发电技术（核电、风电、太阳能发电、地热发电、潮汐发电、生物质能发电等）。

4.电的输送和使用

介绍我国电力系统的历史、现状与未来，主要电力和用电设备（包括电力变压器、电动机、输电线路、断路器等），特高压输电和直流输电，智能电网等。

5.电与生活

主要介绍家庭电气系统，包括强电系统（热辐射光源、放电光源、LED光源等照明灯具，电阻加热、电弧加热、感应加热、电介质加热等电热器具，配电线路，开关，插座，家用电器），弱电系统（网络布线，闭路电视线路，电信线路），智能家居等。

6.安全用电

主要介绍静电防护（包括静电现象及其产生原因、静电电压、静电感应、静电屏蔽及其应用，静电防护措施等），触电防护（包括人体的阻抗值，触电形式，触电的危害，触电的预防与触电急救措施等），雷电及其防护（包括雷电过程和产生机理，雷电直击伤人，雷电感应伤人，建筑物的避雷措施，电力系统的防雷措施等），安全用电（包括安全电压，接地，漏电保护，过负荷，短路，用电火灾及其预防措施等）。

7.节约用电

主要介绍节电与低碳生活，工厂节电技术（LED照明，变频调速等），家庭节电常识与节电措施等。

8.实用电路

主要介绍继电器及其工作原理和几个实用电路，包括三相异步电动机控制电路，双控电路，三控电路等。

在各讲座授课过程中，教师可对电气科学史上的著名科学家作一些介绍，如富兰克林、法拉第、爱迪生等，介绍他们的求学经历、研究过程或者一些成才趣事，使学生在学习科学知识的同时，也发现了科学家们成功的秘诀，激励了自己的意志品格。

三、教学方法和手段

电气科学是现代科技领域中的核心学科之一，学科体系庞大，知识结构复杂，要想在短时间内使学生了解尽可能多的电气基础知识，因此必须采用先进的教学方法和手段。

1.组成课程授课小组，采用讲座授课形式

由2-3位教学和实践经验丰富的教师组成授课小组，每位任课教师要清楚非电类专業尤其是文科类学生学习该课程的目的主要在于拓宽知识面，了解电气科学基本知识和电气科学在各方面的应用。因此，教师授课时应以简单实用为指导思想，不要讲授过深的理论和技术。授课采用专题讲座形式，每次讲座2个课时，每位教师负责2-3次讲座。

2.不指定专用教材

目前，国内外在电气工程基础方面的教材有很多，但内容广度、深度和难度都不适合非电类专业学生使用。由于非电类专业学生了解的强电知识参差不齐，因此针对非电类专业的电气科学方面的教材必须运用通俗易懂的语言，从最低层面清楚地阐述复杂问题。这样的教材目前还很少，因此该课程不指定专用教材，只给学生推荐一些参考书如《电与电能》[5]、《电力工程基础》[6]、《走进电世界》[7]等。

3.采用现代化的教学手段

“走近电气科学”课程的特点是内容涵盖范围广，特别是涉及历史和实际的内容很多。为了解决课时少、内容多的矛盾，必须采用现代化教学手段。这些手段有：（1）使用电子课件增加授课信息量，提高课堂教学效率；（2）使用多媒体设备展示图片，播放影音文件、动画等，使学生能够清楚地看到设备的内部结构、工作原理和运行过程，以此加深学生对现场实际内容的理解；（3）利用网络资源把课件、思考题或者相关的动画、视频文件、课外读物等学习资料挂在网上供学生浏览下载。采用这些手段可以增加课程的实感和趣味性，使学生容易接受和理解，拓宽学生的知识范围。

四、考核方式

本课程的考核不再沿用传统的笔试考核模式，而采用平时成绩和期末报告或论文相结合的考核方式。平时成绩所占比例为20%，依据出勤率和课堂表现等进行评分。期末学习报告或者论文的题目可以由教师指定，如“发电机基本工作原理”、“静电的产生与防护”、“如何节约用电”等；也可以让学生在规定范围内自由命题，如“结合你所学的专业或者日常生活，论述学习一些电气知识的重要性”、“请叙述一种与电有关的现象，论述其原理”等。为了培养学生良好的写作习惯，报告/论文必须按照一定的格式，教师给出模版。教师在批改学生的报告/论文时，不仅要看其内容，还要考核语言文字、逻辑、用词、标点符号等是否正确，插图、表格、公式等是否规范，排版是否符合要求。报告/论文这部分的成绩中，内容所占比例为60%，其他占40%。

五、结束语

现代科学技术的飞速发展要求高校培养具有高素质的创新实用型人才，这不仅需要良好的人文环境，也需要一个良好的科学环境，使学生得到全方位的潜移默化的熏陶与培养。面向非电类专业开设“走近电气科学”选修课程，和面向工科专业开设“文学作品鉴赏”、“艺术欣赏”等人文课程一样，都是加强素质教育的有效手段。本文介绍了我校非电类专业“走近电气科学”课程的课程名称、课程内容、教学方法和手段、考核方式等。实践表明，该课程的开设可使学生了解电气科学的入门知识，提高学生的综合素质，增强学生对竞争日趋激烈的社会的适应性。

参考文献：

[1]郑步生.为文科类学生开设电工学课程的尝试[J].电工教学，1997，19（1）：13-15.

[2]袁建华.非电专业电工学课程教学改革实践与思考[J].高等教育研究，1999，（2）.

[3]王莉丽.非电类专业“电力工程”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2010，（1）.

[4]雷银照.电气词源考[J].电工技术学报，2007，22（4）：1-7.

[5]丁坚勇.电与电能[M].北京：中国电力出版社，2008.

[6]孙丽华.电力工程基础[M].北京：机械工业出版社，2006.

[7]孙元章，李裕能，胡钋，等.走进电世界[M].北京：中国电力出版社，2009.

（责任编辑：刘丽娜）