摘 "要 "电工学是本科非电类专业的一门重要的技术基础课,在国内外广泛开设,历史悠久而繁杂。梳理国内高校电工学课程发展过程的重要历史记录,对当前电工学课程状况进行分析,展望课程前景,较完整地描述国内高校电工学课程的宏观面貌。
关键词 "电工学;电工技术;电子技术
中图分类号:G642.3 " "文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2022)14-0114-07
Development History, Status Analysis and Outlook Think-
ing of Electronics Course//GUO Yunzhi, WEI Yu, DENG Wenjian
Abstract "Electronics is an important basic technical course for non-electrical majors, which is widely offered at home and abroad with a long and complicated history. "This paper sorts some important historical records of the development process of the electronics course in universities across the country, analyzing the current situation of the electrical engi-neering course, looking forward to the future of the course, and describing the macroscopic appearance of the electrical engineering course in domestic colleges and universities more
completely.
Key words "electronics; electrical technology; electronic tech-
nology
0 "引言
电工学是一门本科非电类专业的技术基础课程,它的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好电工电子理论基础,并使他们受到必要的基本技能的训练,在今后的工作中能高质量地协同乃至创新性地解决复杂工程问题。电工学课程体系涵盖电路、磁学、电机与控制、电子技术等内容。电工学课程在国内外广泛开设,面向非电类专业包括机械、土木、车辆、交通、食品、能源、材料、化工等。随着电工技术不断发展,电工学课程内容日益庞杂,非电类专业对电工技术的需求也与时俱进。但电工学课程学时减少、非电类专业大学生工程思维能力不足等问题日益突出。
在教育部提出新工科发展规划的背景下,电工学基础课程需要总结过去、掌握现在、面向未来。电工学课程的发展,涉及组织机构调整、教学大纲修订、教学内容更新、教学资源建设、教育教学研究开展等事项。本文就电工学课程发展历史进行梳理,进一步分析其现状并进行前景展望。
1 "电工学课程发展历史
1952年6—9月,全国大规模调整高等学校的院系设置,中国高等教育系统的基本格局正是由此发端。电工教研机构在各高校成立,面向电类和非电类专业的电类基础课的发展由此起源。
1962年5月,教育部召开高等工业学校教学工作会议,审定机械制造类各专业适用的“电工学教学大纲(试行草案)”[1]。1985年7月29日,中国高等学校电工学研究会成立大会在太原召开。中国高等学校电工学研究会的成立,又进一步促进各省、市、自治区电工学研究会蓬勃发展。1995年,教育部颁发高等工业学校“电工技术(电工学I)”和“电子技术(电工学II)”两门课程的教学基本要求。2006和2008年,教育部公布普通高等教育“十一五”国家级教材规划和补充入选结果。2012和2014年,教育部分两批公布普通高等教育“十二五”国家级教材规划入选结果,电工学课程使用的教材有32种入选。2003—2011年,教育部在“高等学校教学质量与教学改革工程”中开展了精品课程建设工作。2012年起,教育部将原国家精品课程择优升级改造为精品资源共享课。2018年,教育部开始国家精品在线开放课程(慕课)认定工作。2021年,教育部开始国家级一流本科课程认定工作,全国多所高校的36门次电工学课程入选其中。
2 "电工学课程现状分析
2.1 "理论课
目前,全国各高校开设的电工学课程大致有以下两种情况:
1)课程名为电工(技术)与电子技术,分两学期开课,分别为电工技术和电子技术;
2)课程名为电工学,开课一个学期,只讲电工技术部分,或讲授电工技术和电子技术两个部分。
表1选取几所高校的课程大纲作对比,表中前三门课程内容较接近,天津大学的电工学(电气工程概论)涉及面较广,独有“系统控制技术”这一模块。一些高校还开设了电工电子技术(少学时)课程,在表1中教学内容上有所删减。
2.2 "实验与实习
实验和实习是电工学课程必不可少的实践环节。通过实验,学生可以理论联系实际,熟悉电路中常见的典型元器件的应用、信号的产生与处理以及各种电路的组成及其性能,学会使用常用的电子仪器,掌握电子技术的基本测量方法,提高在实验技术方面的能力。通过实习,加深学生对所学理论知识的理解,增强学生的实践动手能力,培养学生实干的科学作风。
广泛开设的基本电工电子实验项目包括叠加原理、戴维宁定理、基尔霍夫定律、日光灯电路、RC电路频率特性、三相电路、一阶动态电路、继电接触器控制电路、单管放大电路、集成运放电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、常用实验仪器仪表等。实验课程也有线上资源建设,除了演示实验操作视频外,还可提供更多背景知识、参考资料、计算机仿真等内容。
与电工技术、电子技术两部分理论课相对应,电工工艺实习、电子工艺实习也面向非电类专业开设。电工工艺实习基本项目包括电工基本技能训练、低压配线及室内照明电路安装操作实训、低压控制电路安装操作实训、配电线路安装操作实训等[2]。
电子工艺实习基本项目包括元器件的认识和识别、焊接训练、功能电路制作、电子产品制作、印制板制作等[3-4]。近年来,计算机仿真被逐步引入实习中。全国高校本科电工学(含理论课、实验、实践)入选四类国家级课程的情况如表2所示。
2.3 "教材
电工学课程使用的教材种类繁多,国家级规划教材如表3所示。高等教育出版社是实力最强、水准最高的教材出版机构。此外,还有众多的电工学相关教材、电子教案、网络课程、学习指导、习题解答等。电工学实验国家级规划教材如表4所示。电子工艺实习和电工工艺实习教材都是面向大中专和职业学校。另外,很多高校实验、实习采用自编的指导书。
2.4 "教学竞赛
全国高等学校青年教师电工学课程教学竞赛由教育部电工电子基础课程教学指导委员会和中国高等学校电工学研究会主办,每两年举办一次,已成为被中国高等教育学会纳入教师教学竞赛状态数据统计的竞赛项目之一,是目前该课程规格最高、影响面最广的全国性赛事,旨在推动高等学校电工学青年任课教师重视教学及教学能力提升,进一步激发青年教师投入课程教学和教学研究、改革的热情。2015—2021年,全国高等学校青年教师电工学课程教学竞赛共举办四届,产生特等奖14人、一等奖35人、二等奖157人。
2.5 "教学研究
通过中国知网新平台搜索2017—2021年以“电工学”为主题的高等教育领域学术期刊论文,得到117篇。知网可视化分析结果如图1~图4所示,分别为主题分布、期刊分布、机构分布、作者分布。从不同的宏观背景、政策、模式对电工学课程体系进行整体改革是一个与时俱进、常做常新的主题[5-8]。
为提高学生学习积极性、改善理论课教学效果,教学方法、手段、理念的尝试、运用是另一个重要的主题[9-14]。使用不同的软件和平台增强实验、实践教学效果受到很多关注。其他的研究主题还有双语(全英文)教学、考核和评价方式、课程思政等[15]。
2.6 "教研机构
全国各高校承担非电类专业电工学课程的部门大多以电工教研室或相近的名称命名,是很多高校电类学科发展的源头,但具体名称及结构从属非常复杂,且因时代发展和学科调整而演变。前文出现的部分高校的现状如表5所示,信息来源为各高校网站。
3 "电工学课程前景展望
随着经济发展对人才需求、国家宏观发展战略的变化,面向本科非电类专业的电工学(电工技术与电子技术、电工电子学)课程,其授课内容和学时、开课专业必然在各高校专业培养方案的定期修订中进行调整。通过不断优化理论课、实验、实践训练的衔接和融合,从理论到实践,从基础实验到综合实验、再到创新实践,从激发兴趣到自主学习的开放体系,满足不同专业对电工学知识的需求。随着5G、互联网、信息技术的不断进步,利用新技术手段不断改善电工学课程的教学效果是一个常做常新的课题,包括:构建丰富的教学资源(教材、学习指导、电子教案、教学视频、知识点动画、仿真软件、实践条件等);采用创新的教学模式;实施更有效的考核模式。
电工学归根结底是一门基础课,课程内容成熟而稳定,关键是“怎么讲”和“怎么学”。不同高校的教学并没有本质上的区别和差距,课程共享是易于实现的,如果能实现共建,则能集思广益,避免共同性的重复工作,创造真正有特色的教学思路、课程资源、教学方法。“好学”是最好的学习,要给对电工学有兴趣、肯钻研的学生创造好的学习条件和资源,让他们逐步成长为专业上有成绩、对经济社会有贡献的人才。
优秀的教研团队是推动一所高校某个学科欣欣向荣的重要因素。全国各高校承担电工学课程的教师从属于不同的机构,从事的专业也各有不同。电工学作为一门基础课程,面向专业广,教学工作量大,需要在教学和个人的专业发展中取得较好的平衡,争取达到两者相辅相成、相互促进的良好局面。
4 "结束语
本文通过广泛的信息收集和分析,梳理国内高校电工学课程发展过程的一些重要历史记录,对当前电工学课程理论课和实验实习开设情况,课程建设、教材建设、教学研究、教学竞赛、教研机构的状况进行分析,对课程体系建设、教学手段优化、教学团队塑造等问题提出一些展望,为高校政策制定者、非电专业培养计划修订者、教材期刊出版社、用人单位、相关专业学生等提供重要参考。随着时代的发展、相关学科的更新、高校教育形式的演进,电工学课程所涉内容会不断发展、变化,所述内容也需要不断修订和更新。
参考文献
[1] 秦曾煌.电工学(上册)[M].7版.北京:高等教育
出版社,2009.
[2] 周卫星,米彩霞,樊新军.电工工艺实习[M].北京:
中国电力出版社,2006.
[3] 王建花,茆姝.电子工艺实习[M].北京:清华大学
出版社,2010.
[4] 王天曦,王豫明,杨兴华.电子工艺实习[M].北京:
电子工业出版社,2013.
[5] 盛贤君,陈希有,刘蕴红,等.面向工程教育的“电工
学”改革与探索[J].电气电子教学学报,2017,39(4):
50-54.
[6] 王萍,路志英,李鹏,等.面向新工科非电类人才培
养的电气工程知识体系构建与思考[J].中国电机工
程学报,2021,41(11):3730-3741.
[7] 袁小庆,史仪凯,王文东.“电工学”国家级一流课
程建设与实践[J].电气电子教学学报,2021,43(3):
36-40.
[8] 张浩,刘晔.面向新工科非电类理工科专业的电工学
系列课程教学体系改革与探索[J].电气电子教学学
报,2021,43(5):10-15,156.
[9] 刘海春,翁晓光.基于知识进化的“电工学”课程教
学模式[J].电气电子教学学报,2017,39(1):33-35.
[10] 刘波,吴显金,胡燕瑜.“电工学”课程多层次教学改
革研究与探索[J].电气电子教学学报,2017,39(3):
87-90.
[11] 章艳,刘蕴红,刘凤春.以专业为导向的“电工学”案
例式教学研究[J].电气电子教学学报,2018,40(1):
88-90,104.
[12] 郭健,薛米子.变压器高频等效电路应用的教学方法
[J].电气电子教学学报,2018,40(2):116-118,122.
[13] 郭健,刘海春.电工学理论在无线电能传输系统中的
应用[J].电气电子教学学报,2020,42(1):115-117,
128.
[14] 袁小庆,史仪凯.参加“金课”教学竞赛,促进教
学水平提升[J].电气电子教学学报,2021,43(1):
108-111.
[15] 何惠英,付少波,赵玲,等.思政进“电工学”课堂教
学改革的探索与实践[J].电气电子教学学报,2021,
43(2):9-11.