电工电子技术中电工部分课程思政的切入点与实施方式研究

李战胜

（湖北武汉轻工大学 湖北·武汉 430023）

0 引言

作为电工电子技术课程多年的授课教师，为响应国家号召，率先在我校第一批试点课程思政项目里面，申报并通过了由本人主持的电工电子技术课程思政示范课。说句实话，对于非政治课而言，在电工电子技术中要引入课程思政的内容是摸着石头过河，没有经验可借鉴。在今年上半年的电工电子技术授课过程中，笔者多次将思政的内容融入到电工电子技术课程当中，从中不但能提高学生的电类知识，而且能增强学生的政治觉悟，在一定程度上达到了课程思政的目的。电工电子技术分为电工技术和电子技术，本文就电工技术部分的课程思政的切入点和具体实施方式进行一定的探讨和研究。

1 电工技术的主要内容

首先是教材的选择，目前各大高校的电工电子技术教材选用更多的是秦曾煌主编高等教育出版社出版的电工学简明教程（第三版），本校选用的也是这本教材，全书共有15章内容，其中电工技术部分占据前八章，电子技术占后七章。在前八章的电子技术部分，经过筛选，主要在理论课堂上讲解第一、第二和第七章，其他章节部分会在实验课堂上讲到。

其中第一章主要讲解的是电路的定律和分析方法，这里有两个定律非常重要，就是欧姆定律和基尔霍夫定律，同时这两处也是课程思政在电工技术部分的切入点，第二章主要讲解交流电路，该部分也可以融入部分课程思政的内容。第七章是常识，主要通过电厂发电，输电和供配电的问题，从中引入学生要节约用电的课程思政的内容。

2 电工技术部分电路定律和分析方法的课程思政切入点及实施

这一部分的课程思政的内容比较多，主要可以在欧姆定律和基尔霍夫定律的授课过程中引入。

在学习欧姆定律的过程中，提出欧姆定律虽然学生早曾在中学的物理的电学、大学中物理的电学都有接触，但是电工技术旧事重提，不但要重点讲，而且向学生传达只要是电学方面的理论分析必须依赖欧姆定律，也就是欧姆定律贯穿整个电学的始终。当学生意识到欧姆定律的重要性的时候，就会感到好奇，就会有兴趣，欧姆定律不就是三个字母之间的关系嘛，不是很简单嘛，有什么可重复学的？当学生有这些疑惑时，我们就成功了一半。

首先提问题，既然大家对欧姆定律比较熟悉，那么欧姆是哪国人呢？这一问题的提出，估计不少同学要百度了，因为他们不清楚，不过通过查询之后才知道，原来欧姆是德国人，德国人很牛吗？不是很牛的问题，我们知道大名鼎鼎的爱因斯坦，也曾经是德国人，不过在第二次世界大战时由于希特勒残杀犹太人的举动，爱因斯坦去了美国，但这不妨碍德国在自然科学方面的巨大贡献，而欧姆本人也是德国人。这并不是说我们国家科技水平低，我们国家上下几千年的文明，历史贡献也是非常巨大的，不过在部分自然科学领域的发展，我们要滞后于国外某些国家，我们要有“师夷长技以制夷”的想法，学他们的先进技术，最终超越他们，这也是课程思政的第一切入点，要大家不忘初心，牢记使命，认真学习专业知识，将来报效祖国。

其次提出欧姆定律公式：R=U/I，只是三个英文字母之间的关系，这么一个简单的式子居然有巨大的能量，具有贯穿电学知识始终的美名，不过这个公式的问世并不简单，这还要从欧姆本人的经历说起，欧姆自幼家境不富裕，曾经在中学教书为生，不过他是一个实验物理学家，经常做一些实验，根据相应的实验数据，在一些期刊上发表相关论文，放在现在，这是很平常的事情，但是当时欧姆的论文中的数据有点儿问题，事后他也公开声明说自己有些许错误，不过可能就是由于这个事情，再加上当时电学上还没有出现更深层次的定律，所以当他将R=U/I公布出去的时候，很多人并不认可，不过是金子总会发光的，后来一名波兰的物理学家用实验再次证明了这个表达式的正确性，自此科学界为了颂扬欧姆的大功绩，就把这个表达式定名为欧姆定律，同时电阻的单位也定为欧姆。从这个事情中向学生传达对于科学要有严谨的精神，在通往科学的道路上，错误不可避免，但是要勇于承担自己的错误，这样才能在科学的路途上永攀高峰。这是电工部分课程思政的第二个切入点。

欧姆定律本身是一个表达式，说明对于某一电阻而言，该电阻两端电压与流经这个电阻的电流成正比，不能表面理解为电阻与其两端电压成正比，与流经它的电流成反比。对于电阻本身而言，与电压和电流没有关系，只与它的电阻率、长度和截面积有关。而欧姆定律在使用的时候一定要注意，需要在电路图上标出电压和电流的参考方向。其中电压参考方向的标注有两种，一是用正负极性的方式，这是最常用的方式，另一种是用双下标的方式；而电流的参考方向标注也有两种，一是采用箭头的方式，这种是最常用的电流标注方式，另一种是用双下标的方式。当电阻两端的电压参考方向与电流参考一致的时候，欧姆定律的表达式为正即U=IR，方向一致就是电压上正下负的时候，电流从上往下流，这就是一种正常现象，反之，如果电压上正下负的时候，电流从下往上流，这就是方向相反，也是反常现象，此时表达式为U=-IR，与方向不一致的是这个表达式中有个负号，这个部分也是为什么电工课程中对于欧姆定律旧事重提，再次强调的原因。也再次让学生认识到科学规范的重要性。

再者就是基尔霍夫定律，这个定律在电路上面是除欧姆定律外用的最多的定律，而且被不少人冠名为“万能定律”。这么一个伟大的定律是谁的贡献呢，基尔霍夫，而且他和欧姆一样，都是德国人，这个定律的问世是发生在基尔霍夫21岁的时候。21岁的年龄，目前面对的学生一般都是大二也有大三的学生，他们的年龄与21岁相差无几。有人说少年强，则中国强，我们现在的大学生也是青春年少，过两年就要进入社会，难道不应该发挥自己极其富有创造力的干劲，为国家建设成为创新型国家做出自己的贡献吗？这也是课程思政在电工技术部分的第三处切入点。

基尔霍夫定律有两个，一个是针对节点的基尔霍夫电流定律：对于某一节点而言，流入该节点的电流之和与流出该节点的电流之和相同。可以将其扩展为闭合面的广义节点中。基尔霍夫电压定律是针对回路的：对于某一电路回路而言，从某一点出发，顺时针或逆时针循环行走一周，电位升之和等于电位降之和。电位升与电位降是电压定律理解的难点：对于电压而言，从正极到负极，叫电位降，反之，电位升，对于电流而言：电流箭头对应的为电位降，反之，电位升。另外基尔霍夫电压定律可以推广到一切非闭合回路即任意两点之间的电压的计算，对于任意两点之间的电压等于这两个点之间各段的电压的代数和，其中与总电压方向一致，电压为正，与总电压方向相反，电压为负，这个是利用基尔霍夫电压定律分析的难点，同时也是基尔霍夫电压定律应用的重点。

至此，提出在电工理论的学习过程中，有几处需要考虑方向一致性的地方，其一是基尔霍夫电压定律的方向一致性，其二是叠加定理中计算电压或电流时各个电路图中参考方向的一致性问题，其三是戴维宁定理中开路电压与所求电流或电压方向一致性的问题。从中告诉学生事物的多面性，并且要具体问题具体分析，也能体现出马克思主义哲学中的辩证看问题的方法论。

3 电工技术部分正弦交流电的课程思政切入点及实施

电工技术的第一章主要讲解电路分析中会用到的两个定律与四个分析方法，而正弦交流部分则是从实际出发，分析我们日常生活中交流信号的来源和使用过程中注意的事项，其中对于实际生活影响比较深远的功率因数问题。功率因数低产生的原因是实际生活中呈电感性的负载居多，比如常用的日光灯、电扇等家电，而电感性负载需要的存在使得电源和负载需要周期性地进行能量交换。不过功率因数过低，会引发一系列不良反应，比如功率因数低可以造成发电厂的发电设备或变压器的容量得不到充分利用，另外关键的原因，功率因数低会极大增加高压传输的功率损耗。我们知道电能是二次能源，是从其他形式能转换而来的，用的越多，损耗越多，给我们的子孙后代留下的能源就会降低，这不利于人类社会的发展，所以一定要提高功率因数。国家电网功率因数的高低对国民经济的发展有着极为重要的意义，功率因数的提高，不但能使发电设备的容量得到充分利用，还能使电能得到大量节约，可以有效地解决能源危机问题。为了减小电网能量互换的规模、提高用电效率，节约用电，需要进行功率因数的提高。以此引导学生在日常生活中要绿色环保，比如晚自习下课后要人走灯灭、少订外卖、少使用一次性餐盒、筷子、纸杯、购物自备环保购物袋、发现没有关严的水龙头时要随手关紧，在日常打印材料时最好是双面打印等等。这是交流部分课程思政的切入点，从中让学生领悟到功率因数提高的现实意义，只有学习了这门课程，才真正掌握住了提高功率因数的方法。同时也要注意到功率因数的补偿原则为“宁欠勿过”（即电路功率因数无限接近1，但不超过1或等于1，即电路为感性电路），另外通过解释国家电力部门规定企业功率因数的值必须在0.9以上的原因，培养学生节约能源的意识。

在介绍三相负载星型连接时，尤其负载对称时，中性线电流等于零，即可以去掉中性线，达到三相三线制的连接方式，但是为什么实际生活中需要中性线呢？零线和地线有什么区别呢？同时也可以提出三种功率：有功功率、无功功率、视在功率，要求学生弄清楚这三者在实际生活中的区别，从而培养学生理论联系实际的能力。同时在三相交流电路章节，还可以提到国际民用市电主要有220V/50 Hz和110 V/60 Hz两种标准，不同标准带来了诸多不方便。从技术层面说统一电压和频率标准易如反掌;但从经济和社会层面来说，如果强行变换，将会导致当事国现役设备不能使用，容易引发社会问题，不可行。引导我们在现实生活和工作中，需学会辩证的系统的思考问题，走出认识误区，理性研判事物的发展态势，确定当前状态下不可为或可为。在推进具体工作的过程中，遵循规律并按规律办事，系统思辨，要适切事物发展的真实状态，稳步推进。可深化马克思主义辩证思维的认知与学习，引导学生戒骄戒躁，尊重事物发展规律，脚踏实地。这就是电工电子技术课程交流部分的课程思政的相关切入点。

4 结束语

本文通过对于电工电子技术课程的分析，从中提出了电工技术部分非政治课引入课程思政的必要性以及在欧姆定律、基尔霍夫定律以及功率因数方面课程思政切入点的引入问题，并提出了笔者自己的具体实施方式，为电工电子技术的课程思政提供了一个思路。