非電類專業開設“走近電氣科學”公共選修課程的探索

王明東?孔斌?劉憲林

摘要：論述了高等院校非電類專業開設公共選修課程“走近電氣科學”的重要性，介紹了該課程的名稱由來、內容設置以及課程教學方法、教學手段和考核方式等。鄭州大學開設該課程的實踐表明，高校針對非電類專業開設電氣科學與技術基礎方面的公共課程，可使學生了解電氣科學在現代社會中的地位和相關入門知識，能夠提高學生的綜合素質，增強學生對競爭日趨激烈的社會的適應性。

關鍵詞：非電類專業；電氣科學；公修課程

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0135-02

“百年大計，教育為本”?，F代高等教育的核心思想是通才教育與創新精神，高等院校應堅持以人為本的育人方針，以培養“厚基礎、寬專業、強能力、高素質”的創新型人才為目標，不斷深化教學改革，全面提高學生素質。高校的課程設置應適應高科技社會對人才知識面的需要，促進學生全面發展。目前，電氣科學與技術已經滲透到人類社會的各個領域，非電類專業甚至是人文類專業的學生，在日常生活和畢業后的工作中也不可避免地會用到許多電氣方面的知識。因此，高校針對非電類專業開設電氣科學與技術基礎方面的公共課程，使包括人文類在內的非電類專業的學生在校期間能夠學習和掌握一些電氣科學基礎知識，對于提高學生的綜合素質，增強學生對競爭日趨激烈的社會的適應性是大有裨益的。國內高校為此進行了各有特色的探索[1-3]。鄭州大學（以下簡稱“我?！保┦呛幽鲜∪嗣裾c國家教育部聯合共建的一所涵蓋理學、工學、醫學、文學、歷史學、哲學、法學、經濟學、管理學、教育學、農學、藝術學12大學科門類的綜合性大學，是河南省唯一的國家“211工程”重點建設高校。近年來，我校不斷推進素質教育，全面提高教學質量。按照素質教育的要求，面向全校各專業開設“走近電氣科學”公共選修課程，向學生介紹電氣科學和技術的基礎知識，使學生了解電氣科學在現代社會中的地位和相關入門知識，開闊了學生的視野。實踐證明，該課程的開設不失為提高學生綜合素質的有益嘗試。

一、對課程名稱的解釋

電氣科學是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學，涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面，包括電氣基礎理論、電氣應用技術、電氣設施設備等。

教學中首先需要請學生注意“電氣”與“電器”的區別。電氣是廣義詞， 指一種行業，一種專業或一種技術，不具體指某種產品，與電有關的一切相關事物都可用電氣表述。電器是實物詞，泛指所有用電的器具。從專業角度來講，電器主要指用于對電路進行接通、分斷，對電路參數進行變換，以實現對電路或用電設備的控制、調節、切換、檢測和保護等作用的電工裝置、設備和元件?，F在“電器”這一名詞已經擴展到民用角度，主要是指家庭常用的一些為生活提供便利的用電設備，如電視機、空調，冰箱等等?？梢?，電器側重于個體，是元件和設備等具體的物體形象，而電氣則涉及到整個系統或者系統的集成，是一個不可觸摸的分類概念。

至于電氣中為什么有“氣”，可以參考雷銀照教授的解釋[4]：“電氣”是由詞根“電”和詞根“氣”構成的偏正式合成詞，“電氣”是指電性質的氣，“氣”在中國古代哲學中通常是指一種極細微的物質，中國古代的氣學說與西方的電流體學說相似，漢語術語“電氣”是英語electric fluid的直譯，日語術語“電気”源自中國。

關于本課程名稱還需要解釋為何用“走近”而不用“走進”。走進是說走到里面去，走近則是靠近（仍在外面），未進入內部。中央電視臺有一個著名科普欄目叫“走近科學”，目的是傳播科學知識，使普通觀眾離科學更近些。受該節目名稱的啟發，我們將本課程取名為“走近電氣科學”。電氣科學是現代科技領域中的核心學科之一，學科體系龐大，知識結構復雜，想通過十幾個課時的學習就能“走進去”對于任何人都是不可能的，因此我們用“走近”。希望通過對本課程的學習，非電類專業的學生能夠多了解些電氣基礎知識，離電氣科學的大門更近一些。

二、課程內容

我校電氣專業大一新生開設有“電氣工程導論”課程，學生學習該課程的目的是為了獲得專業所必要的基礎知識，為學習后續課程以及畢業后從事工程和科研工作打下基礎。我們也曾為外語系開設過“電氣工程概論”課程，主要是考慮到有些學生畢業后可能在電力系統就業或者從事與電氣科學相關的翻譯工作，必須了解一些電力系統基礎知識。而非電類專業學生學習“走近電氣科學”課程的目的主要在于拓寬知識面，了解電氣科學基本知識和電氣科學在各方面的應用。因為學習目的不同，教學內容必然不能千篇一律。我們拋開“電氣工程概論”原已形成的課程體系和結構，代之以電氣科學基礎知識和實際應用方面的系列講座，使學生輕松、饒有興趣地學習了電氣科學的基本知識?！白呓姎饪茖W”課程包括以下8個講座。

1.什么是電

講座主要闡述電對人類社會的重要性，回顧人類關于電磁的早期認識（包括雷電現象和摩擦生電現象，中外古代有關電磁現象的文字記載和認識），介紹電氣科學領域的常用名詞術語、概念和基本電路定律、定理等。

2.電氣科學今古

介紹電氣科學的萌生與發展，包括早期的電磁實驗研究，電磁學理論的建立和發展歷程，近現代的電力科技進展與應用情況等。

3.電的生產

主要介紹電池及其發展過程，發電機基本工作原理，直流電和交流電的發展情況，傳統發電方式（火力發電、水力發電）和新能源發電技術（核電、風電、太陽能發電、地熱發電、潮汐發電、生物質能發電等）。

4.電的輸送和使用

介紹我國電力系統的歷史、現狀與未來，主要電力和用電設備（包括電力變壓器、電動機、輸電線路、斷路器等），特高壓輸電和直流輸電，智能電網等。

5.電與生活

主要介紹家庭電氣系統，包括強電系統（熱輻射光源、放電光源、LED光源等照明燈具，電阻加熱、電弧加熱、感應加熱、電介質加熱等電熱器具，配電線路，開關，插座，家用電器），弱電系統（網絡布線，閉路電視線路，電信線路），智能家居等。

6.安全用電

主要介紹靜電防護（包括靜電現象及其產生原因、靜電電壓、靜電感應、靜電屏蔽及其應用，靜電防護措施等），觸電防護（包括人體的阻抗值，觸電形式，觸電的危害，觸電的預防與觸電急救措施等），雷電及其防護（包括雷電過程和產生機理，雷電直擊傷人，雷電感應傷人，建筑物的避雷措施，電力系統的防雷措施等），安全用電（包括安全電壓，接地，漏電保護，過負荷，短路，用電火災及其預防措施等）。

7.節約用電

主要介紹節電與低碳生活，工廠節電技術（LED照明，變頻調速等），家庭節電常識與節電措施等。

8.實用電路

主要介紹繼電器及其工作原理和幾個實用電路，包括三相異步電動機控制電路，雙控電路，三控電路等。

在各講座授課過程中，教師可對電氣科學史上的著名科學家作一些介紹，如富蘭克林、法拉第、愛迪生等，介紹他們的求學經歷、研究過程或者一些成才趣事，使學生在學習科學知識的同時，也發現了科學家們成功的秘訣，激勵了自己的意志品格。

三、教學方法和手段

電氣科學是現代科技領域中的核心學科之一，學科體系龐大，知識結構復雜，要想在短時間內使學生了解盡可能多的電氣基礎知識，因此必須采用先進的教學方法和手段。

1.組成課程授課小組，采用講座授課形式

由2-3位教學和實踐經驗豐富的教師組成授課小組，每位任課教師要清楚非電類專業尤其是文科類學生學習該課程的目的主要在于拓寬知識面，了解電氣科學基本知識和電氣科學在各方面的應用。因此，教師授課時應以簡單實用為指導思想，不要講授過深的理論和技術。授課采用專題講座形式，每次講座2個課時，每位教師負責2-3次講座。

2.不指定專用教材

目前，國內外在電氣工程基礎方面的教材有很多，但內容廣度、深度和難度都不適合非電類專業學生使用。由于非電類專業學生了解的強電知識參差不齊，因此針對非電類專業的電氣科學方面的教材必須運用通俗易懂的語言，從最低層面清楚地闡述復雜問題。這樣的教材目前還很少，因此該課程不指定專用教材，只給學生推薦一些參考書如《電與電能》[5]、《電力工程基礎》[6]、《走進電世界》[7]等。

3.采用現代化的教學手段

“走近電氣科學”課程的特點是內容涵蓋范圍廣，特別是涉及歷史和實際的內容很多。為了解決課時少、內容多的矛盾，必須采用現代化教學手段。這些手段有：（1）使用電子課件增加授課信息量，提高課堂教學效率；（2）使用多媒體設備展示圖片，播放影音文件、動畫等，使學生能夠清楚地看到設備的內部結構、工作原理和運行過程，以此加深學生對現場實際內容的理解；（3）利用網絡資源把課件、思考題或者相關的動畫、視頻文件、課外讀物等學習資料掛在網上供學生瀏覽下載。采用這些手段可以增加課程的實感和趣味性，使學生容易接受和理解，拓寬學生的知識范圍。

四、考核方式

本課程的考核不再沿用傳統的筆試考核模式，而采用平時成績和期末報告或論文相結合的考核方式。平時成績所占比例為20%，依據出勤率和課堂表現等進行評分。期末學習報告或者論文的題目可以由教師指定，如“發電機基本工作原理”、“靜電的產生與防護”、“如何節約用電”等；也可以讓學生在規定范圍內自由命題，如“結合你所學的專業或者日常生活，論述學習一些電氣知識的重要性”、“請敘述一種與電有關的現象，論述其原理”等。為了培養學生良好的寫作習慣，報告/論文必須按照一定的格式，教師給出模版。教師在批改學生的報告/論文時，不僅要看其內容，還要考核語言文字、邏輯、用詞、標點符號等是否正確，插圖、表格、公式等是否規范，排版是否符合要求。報告/論文這部分的成績中，內容所占比例為60%，其他占40%。

五、結束語

現代科學技術的飛速發展要求高校培養具有高素質的創新實用型人才，這不僅需要良好的人文環境，也需要一個良好的科學環境，使學生得到全方位的潛移默化的熏陶與培養。面向非電類專業開設“走近電氣科學”選修課程，和面向工科專業開設“文學作品鑒賞”、“藝術欣賞”等人文課程一樣，都是加強素質教育的有效手段。本文介紹了我校非電類專業“走近電氣科學”課程的課程名稱、課程內容、教學方法和手段、考核方式等。實踐表明，該課程的開設可使學生了解電氣科學的入門知識，提高學生的綜合素質，增強學生對競爭日趨激烈的社會的適應性。

參考文獻：

[1]鄭步生.為文科類學生開設電工學課程的嘗試[J].電工教學，1997，19（1）：13-15.

[2]袁建華.非電專業電工學課程教學改革實踐與思考[J].高等教育研究，1999，（2）.

[3]王莉麗.非電類專業“電力工程”課程教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2010，（1）.

[4]雷銀照.電氣詞源考[J].電工技術學報，2007，22（4）：1-7.

[5]丁堅勇.電與電能[M].北京：中國電力出版社，2008.

[6]孫麗華.電力工程基礎[M].北京：機械工業出版社，2006.

[7]孫元章，李裕能，胡釙，等.走進電世界[M].北京：中國電力出版社，2009.

（責任編輯：劉麗娜）