“感知電世界”通識課程教學改革初探

熊蘭等

摘要：自然科學類通識課程主要培養學生應備的思維能力和科學素養，開拓學生的知識視野，發掘學生的終身學習潛力。重慶大學電工學課程組首次開設感知電世界這一自然科學類全校性通識課程，得到了學生的熱烈歡迎。通過介紹課程的教學目標、內容與實施方式及學生評價方案，列舉講話內容的設計以及對學生選題、閱讀與匯報要求。這種講座結合學生匯報的教學方式有利于主講教師充分結合研究特長與教學經驗，同時，選題密切結合本專業的知識與技術，促進了學生對本專業的深入了解以及跨專業結合的研究興趣。因此，學生參與的積極性非常高，達到較好的教學效果，實現了教學目標。

關鍵詞：自然科學；通識課程；能力；電工學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2014）04-0126-04

通識課程的建設以培養學生寬廣的知識體系、敏銳的思維方式和健全的人格品質為根本宗旨。其中，自然科學類通識課程[1-3]主要針對現代公民所必須具備的自然科學知識、技能與素養加以設計，同時關注創造性思維的培養。

重慶大學電工學課程組一直致力于滿足專業需求的特色課程建設，并于2013年3月首次面向全校非電氣專業開設了感知電世界通識教育課程。該課程的目的是使非電氣專業的學生了解電氣工程領域基本概念與原理，培養學生在該領域的基本素養與能力。該課程初次開設，受到人文、藝術、外語、經管類、建筑、城環，以及非電類理工專業學生的熱烈歡迎，甚至計算機、自動化、動力等電類專業學生也選修了此課程。由于受選修人數的限制，出現了學生在新校區選修不成功而自費到老校區聽課的現象?？梢?，大量其他專業的學生非常希望了解電氣與動力工程領域的知識、技術和發展趨勢。

一、課程設計與準備工作

要上好感知電世界這門選修課，有難度，也富有挑戰性。難度在于：沒有現成的、合適的教材可供學生學習；沒有成熟的教學經驗供教師借鑒；學生對課程充滿期待，教學實施方案、教師課前準備以及隨之而來的教學與輔導工作壓力大。挑戰在于：課程組希望以此為契機改革創新教學模式，采用教師講座[2]與學生閱讀匯報相結合的方法施教。從目前情況來看教學效果令人滿意，學生收獲頗豐；經過持續性教學改革與積累，形成了可供借鑒推廣的教學經驗，撰寫了配套教材，成為非電類學生學習電氣知識的經典教材。

電工學課程組挑選了長期從事電工學課程教學，且在電力電子技術、高電壓技術、電工理論與新技術領續從事科學研究的4位副高以上教師擔任主講，緊密結合各自的研究方向分別開設2堂講座。課程共32學時，包含教師專題講座（8次共計24學時）、實驗室參觀（1次2學時）和學生專題PP匯報（2次共計6學時），以及課外知識查新、閱讀與小結和期末提交專題書面報告等。課程教學安排、內容與實施方式見表1。

從表1可見，課時雖然不多，但是課程安排、實施和考核形式多樣，且教學目標明確，對培養學生的多種能力與素養非常有利。

二、講座式教學

以教師講座形式的課堂教學優勢明顯。其一，便于主講教師展示各自的研究專長，為學生準備更為豐富新穎的素材和課件。其二，教師在講座過程中結合自己多年的科研體會和教學經驗，對于學生而言極具吸引力，教學效果良好。與此同時，講座教學內容的設計和課件制作非常繁瑣且任務艱巨，需要收集整理大量的素材，可能涵蓋電氣工程各二級學科（電力系統與自動化、電機、電力電子與電力傳動、電機與電器、高電壓與絕緣技術），甚至整個一級學科，以及其他學科交叉。教師需要把握好教學內容的深度與廣度。太深，學生難以同步學習；太廣，知識過于分散，學生會覺得瑣碎無趣。

此講座的教學目標：（1）了解發電廠的類型，熟悉火電廠、水電廠的電能生產過程及其特點；了解發電廠中主要一次設備和二次設備的結構原理與技術參數。（2）了解電力發展史和國家電網建設的規劃；了解交直流輸電技術及其優缺點；了解高壓輸電設備的類型與功能。

基于非電類學生對發電廠與電力部門工作對象、環境和主要任務混淆不清的狀況，以及持有的較高關注度，在講座中首先談及電力系統與動力系統的概念與相關性。然后，對比水力發電機與火力發電機兩種發電機的工作原理，即使學生沒有學習電工學課程，基于大學物理知識，也能夠理解水輪機與汽輪機二者的結構、工作原理、技術參數的不同，以及發電原理的相似性。再比較兩種發電方式的優缺點，使學生了解兩種方式在中國發電建設規劃中的比重以及固有的弊端與目前的不可替代性。

接下來，介紹發電廠的電氣系統（電氣主接線以及一次設備與二次設備的結構、型號與原理），使學生知曉電能如何分配、控制、管理和遠距離傳輸。通過明確電能生產與傳輸的特點和特殊要求，并完成電力系統發展史的回顧，由此引出交流輸電與直流輸電兩種方式的優缺點對比、電壓等級不斷升級的各階段性研究成果，以及在多個國家電網五年建設與規劃中的競爭與共存。最后，介紹高壓輸電設備的類型（架空導線、電纜、變壓器、斷路器、桿塔、絕緣子、換流器、濾波器等）與各自的功能，由此使學生了解電能傳輸的連續性、可靠性和經濟性等。

在135分鐘的課堂時間內，包含了30分鐘左右的視頻資料展示，演示內容包括：某火電廠的發電過程與原理介紹；三峽電站發電過程與原理介紹，以及水輪機的結構安裝與現場環境介紹；小浪底與三門峽水電廠對生態環境的影響對比；同步電機（隱極和凸極）的工作原理介紹以及簡單的參數計算；電力系統輸電線路；電力系統的無功功率與電壓調整；±800kV云廣特高壓直流輸電穗東換流站設計等。圖片與視頻清晰、生動、真實，豐富了教學內容和方式，也活躍了課堂氣氛。主講教師在串講知識的過程中，適當補充已畢業學生在發電廠與電力系統的工作狀況，引起了學生的興趣。個別學生還主動與電氣專業的學生合作參加“RP”（大學生科研訓練計劃）項目，也有學生放棄本專業的推免研究生資格，立志報考電氣專業的研究生。由此可見，講座的宣傳示范作用較為明顯。

學生聽完講座后，自由組隊，每組2～4人，根據要求進行2～3周的文獻檢索與匯報準備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對象，調研分析電站或者輸電線路建設的投入與產出情況。

三、學生專題匯報

學生組隊選定題目之后，根據如表2的要求進行專題匯報，主講教師現場評分。

由于學生處于大二、大三階段，具備了一定的專業基礎課程，對于電氣專業的發展狀況非常關注?？鐚W科專業的選題使學生干勁十足，經過文獻檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時講述與解答等一系列訓練，學生自主學習的積極性，學習、寫作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養，實現了課程預定的教學目標。

當然，從學生的反饋信息來看，教學過程中也存在一些問題，主要表現為：（1）個別學生把通識教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長見識的途徑，因此出現了逃課或者在課堂上做其它作業的現象，也有少量學生匆忙應付考核，沒有認真準備匯報。例如直接粘貼復制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫中的PP文檔；（2）有些文科學生覺得講座內容學習有難度，內容太專、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結語

教師講座結合學生匯報的教學方式，充分發揮了大班上課、小班研討教學的優勢，學生參與的積極性非常高。同時，選題密切結合專業知識與技術，促進了學生對專業的深入了解以及跨專業結合的研究興趣。另外，主講教師能夠發揮自己的研究特長，如果兼顧部分學生較弱的專業知識儲備，講座內容將極具特色，達到良好的教學效果，實現教學目標。

參考文獻：

[1] 王義遒.大學通識教育與文化素質教育[J].北京大學教育評論，2006（3）：18-21.

[2] 楊頡.大學通識教育課程：借鑒與啟示[M].1版.上海：上海交通大學出版社，2009：2.

[3] 蕭德云，田作華.自動化專業的通識教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學法在大學課堂教學中的應用研究[D].武漢：華中科技大學碩士學位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學法在“電工學”課程教學中的應用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠華）

學生聽完講座后，自由組隊，每組2～4人，根據要求進行2～3周的文獻檢索與匯報準備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對象，調研分析電站或者輸電線路建設的投入與產出情況。

三、學生專題匯報

學生組隊選定題目之后，根據如表2的要求進行專題匯報，主講教師現場評分。

由于學生處于大二、大三階段，具備了一定的專業基礎課程，對于電氣專業的發展狀況非常關注?？鐚W科專業的選題使學生干勁十足，經過文獻檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時講述與解答等一系列訓練，學生自主學習的積極性，學習、寫作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養，實現了課程預定的教學目標。

當然，從學生的反饋信息來看，教學過程中也存在一些問題，主要表現為：（1）個別學生把通識教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長見識的途徑，因此出現了逃課或者在課堂上做其它作業的現象，也有少量學生匆忙應付考核，沒有認真準備匯報。例如直接粘貼復制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫中的PP文檔；（2）有些文科學生覺得講座內容學習有難度，內容太專、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結語

教師講座結合學生匯報的教學方式，充分發揮了大班上課、小班研討教學的優勢，學生參與的積極性非常高。同時，選題密切結合專業知識與技術，促進了學生對專業的深入了解以及跨專業結合的研究興趣。另外，主講教師能夠發揮自己的研究特長，如果兼顧部分學生較弱的專業知識儲備，講座內容將極具特色，達到良好的教學效果，實現教學目標。

參考文獻：

[1] 王義遒.大學通識教育與文化素質教育[J].北京大學教育評論，2006（3）：18-21.

[2] 楊頡.大學通識教育課程：借鑒與啟示[M].1版.上海：上海交通大學出版社，2009：2.

[3] 蕭德云，田作華.自動化專業的通識教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學法在大學課堂教學中的應用研究[D].武漢：華中科技大學碩士學位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學法在“電工學”課程教學中的應用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠華）

學生聽完講座后，自由組隊，每組2～4人，根據要求進行2～3周的文獻檢索與匯報準備。以電廠或水電廠（例如三峽、溪洛渡、向家壩、葛洲壩等）、火電廠（例如重慶珞璜、九龍等））或者輸電線路（高壓直流或者高壓交流）為對象，調研分析電站或者輸電線路建設的投入與產出情況。

三、學生專題匯報

學生組隊選定題目之后，根據如表2的要求進行專題匯報，主講教師現場評分。

由于學生處于大二、大三階段，具備了一定的專業基礎課程，對于電氣專業的發展狀況非常關注?？鐚W科專業的選題使學生干勁十足，經過文獻檢索、信息篩選與匯總、PP制作、課堂限時講述與解答等一系列訓練，學生自主學習的積極性，學習、寫作、合作交流等綜合能力得到了較好的培養，實現了課程預定的教學目標。

當然，從學生的反饋信息來看，教學過程中也存在一些問題，主要表現為：（1）個別學生把通識教育看作是“偏離主流的事情”，并不是增長見識的途徑，因此出現了逃課或者在課堂上做其它作業的現象，也有少量學生匆忙應付考核，沒有認真準備匯報。例如直接粘貼復制三峽電站、葛洲壩水電站等文字與圖片介紹，甚至直接下載百度文庫中的PP文檔；（2）有些文科學生覺得講座內容學習有難度，內容太專、太深，因此，在課堂上討論不積極。

四、結語

教師講座結合學生匯報的教學方式，充分發揮了大班上課、小班研討教學的優勢，學生參與的積極性非常高。同時，選題密切結合專業知識與技術，促進了學生對專業的深入了解以及跨專業結合的研究興趣。另外，主講教師能夠發揮自己的研究特長，如果兼顧部分學生較弱的專業知識儲備，講座內容將極具特色，達到良好的教學效果，實現教學目標。

參考文獻：

[1] 王義遒.大學通識教育與文化素質教育[J].北京大學教育評論，2006（3）：18-21.

[2] 楊頡.大學通識教育課程：借鑒與啟示[M].1版.上海：上海交通大學出版社，2009：2.

[3] 蕭德云，田作華.自動化專業的通識教育與綜合教育[J].2012，34（4）：1-3， 7.

[4] 孫彥波.討論式教學法在大學課堂教學中的應用研究[D].武漢：華中科技大學碩士學位論文，2008 .

[5] 黎霞，毛一之，張曉輝.討論式教學法在“電工學”課程教學中的應用[J].2012， 34（9）：64-66.

（編輯 梁遠華）