劉滌塵,向鐵元,丁堅(jiān)勇,徐 箭,吳 軍

(武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院,湖北武漢 430072）

“電氣工程基礎(chǔ)”課程的建設(shè)與教學(xué)研究及實(shí)踐

劉滌塵,向鐵元,丁堅(jiān)勇,徐 箭,吳 軍

(武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院,湖北武漢 430072）

“電氣工程基礎(chǔ)”課程是武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程,本文介紹了該課程建設(shè)和發(fā)展的背景和基礎(chǔ)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、課程內(nèi)容體系、教學(xué)資源與條件、教學(xué)方法和手段以及本課程的主要特色,并對(duì)該精品課程繼續(xù)建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行了總結(jié)和展望。

電氣工程基礎(chǔ);精品課程;研究與實(shí)踐

1 課程的建設(shè)背景和基礎(chǔ)

我校建設(shè)的“電氣工程基礎(chǔ)”課程作為本科電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)大平臺(tái)課程,是面向廿一世紀(jì)教學(xué)改革的新課程。武漢大學(xué)是國(guó)家教育部直屬重點(diǎn)綜合性大學(xué),是國(guó)家“985”工程”和“211工程”重點(diǎn)建設(shè)高校。1934年就建設(shè)有電機(jī)工程學(xué)科,1959年新組建了電氣工程學(xué)院,一直是原國(guó)家電力工業(yè)部重點(diǎn)建設(shè)的學(xué)院,被譽(yù)為我國(guó)電力工程高級(jí)人才培養(yǎng)的搖籃,累計(jì)培養(yǎng)各類、各層次畢業(yè)生數(shù)萬(wàn)名,畢業(yè)生大都成為電力行業(yè)技術(shù)骨干,不少走上領(lǐng)導(dǎo)崗位或?qū)W科、學(xué)術(shù)帶頭人。武漢大學(xué)一直重視電氣工程學(xué)科及電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展并重視“電氣工程基礎(chǔ)”課程的建設(shè)。

1996年國(guó)家教育部啟動(dòng)了面向廿一世紀(jì)高校教學(xué)改革項(xiàng)目。武漢大學(xué)(2000年合校前為電力工業(yè)部武漢水利電力大學(xué))與西安交通大學(xué)、重慶大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校共同承擔(dān)了教育部“電氣信息類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系及教學(xué)內(nèi)容改革的研究與實(shí)踐”教改課題。該研究項(xiàng)目提出了面向廿一世紀(jì)世界科技革命和高等教育發(fā)展方向,以加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)面、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為思路,以優(yōu)化課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容為核心的高校電氣信息專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展的方針。2000年我院遠(yuǎn)承擔(dān)了教育部世行貸款立項(xiàng)的“電氣信息工程專業(yè)中專業(yè)基礎(chǔ)核心課程模塊教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革的研究與實(shí)踐”課題,依據(jù)教育部?jī)蓚€(gè)教改項(xiàng)目的指導(dǎo)思想和研究?jī)?nèi)容要求,我院制定了電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)新的培養(yǎng)方案,明確提出了構(gòu)建專業(yè)大平臺(tái)課程的設(shè)想,整合我院1994年原有的湖北省優(yōu)質(zhì)課程“電力系統(tǒng)分析”、原電力部?jī)?yōu)質(zhì)課程“高電壓工程基礎(chǔ)”以及“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“電力通信基礎(chǔ)”等主要專業(yè)基礎(chǔ)課程的有關(guān)內(nèi)容,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行了教學(xué)改革,將我院電氣工程與自動(dòng)化五個(gè)專業(yè)方向所要求學(xué)生掌握的基礎(chǔ)和綜合性內(nèi)容有機(jī)地整合在了一起;組織了相關(guān)課程組的教師成立了“電氣工程基礎(chǔ)”課程組,于1999年開(kāi)始進(jìn)行這一新平臺(tái)課程的準(zhǔn)備工作,從2000級(jí)開(kāi)始正式開(kāi)設(shè)總學(xué)時(shí)為108學(xué)時(shí)的學(xué)科平臺(tái)課程“電氣工程基礎(chǔ)”課程,并大力開(kāi)展了電氣工程基礎(chǔ)課程體系和教材建設(shè)。經(jīng)過(guò)在“電力系統(tǒng)分析”和“電力系統(tǒng)過(guò)電壓”兩門主干課程基礎(chǔ)上長(zhǎng)期不斷的教學(xué)改革和整合。

2 課程的團(tuán)隊(duì)建設(shè)

為了重點(diǎn)建設(shè)“電氣工程基礎(chǔ)”這門學(xué)科平臺(tái)核心課程,保證的教學(xué)質(zhì)量,提高教學(xué)水平,不斷深入教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革,首先要建立一個(gè)課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)。成立由學(xué)院直接領(lǐng)導(dǎo)的課程建設(shè)機(jī)構(gòu):課程組遴選有事業(yè)心和責(zé)任感強(qiáng)、有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、有改革意識(shí)的老中青相結(jié)合教師組成。組成了學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富且關(guān)心教學(xué)改革老教授為主的教學(xué)督導(dǎo)組,直接參與、指導(dǎo)課程建設(shè)和教學(xué)過(guò)程的全部教學(xué)工作。

課程建設(shè)組的職責(zé)、功能、任務(wù)是:①制定課程體系,②整合課程內(nèi)容,③修訂教學(xué)大綱,④相互隨課堂聽(tīng)課,⑤開(kāi)展教改和教學(xué)法研究,⑥教材建設(shè)規(guī)劃和編寫,⑦校內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與檢查,⑧青年教師的培養(yǎng)。

該課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)是一個(gè)年齡、職稱結(jié)構(gòu)合理、師資齊全,并具有團(tuán)隊(duì)和奉獻(xiàn)精神的教學(xué)隊(duì)伍。這支教學(xué)隊(duì)伍除高質(zhì)量的完成所承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)外,還承擔(dān)完成國(guó)家、省部級(jí)及工程項(xiàng)目課題。由于課程組全體老師工作兢兢業(yè)業(yè),盡職盡責(zé),課程小組的教學(xué)工作得到了學(xué)校的充分肯定,教學(xué)水平和效果受到了教學(xué)督導(dǎo)組、同行和學(xué)生的一致好評(píng);被認(rèn)為是一個(gè)團(tuán)結(jié)和諧,積極向上、有貢獻(xiàn)的集體。

經(jīng)過(guò)多年的努力,作為我院教學(xué)改革標(biāo)志性成果的《電氣工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)小組正在成為一支學(xué)歷、年齡、職稱、學(xué)緣、梯隊(duì)等結(jié)構(gòu)合理,知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,教學(xué)水平高的教學(xué)隊(duì)伍。

3 課程的建設(shè)目標(biāo)、要求與內(nèi)容體系

3.1 課程的建設(shè)目標(biāo)

“電氣工程基礎(chǔ)”課程建設(shè)目標(biāo)是:成為電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)課程平臺(tái)、學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺(tái),分幾步建設(shè)成為校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)精品課程。

其具體目標(biāo)如下:

(1)重新整合課程內(nèi)容,修訂課程教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱。

(2)再版《電氣工程基礎(chǔ)》教材、編寫新的《電氣工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》;選擇1～2本“電氣工程基礎(chǔ)”國(guó)外英語(yǔ)精品教材,以擴(kuò)大學(xué)生視野,并為本課程逐步過(guò)渡到雙語(yǔ)教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

(3)開(kāi)發(fā)《電氣工程基礎(chǔ)》(下冊(cè))CAI課件,進(jìn)一步豐富完善多媒體教學(xué)及網(wǎng)上教學(xué)的手段和資源;拍攝建設(shè)精品課程相應(yīng)的視頻教學(xué)課件。

(4)開(kāi)發(fā)“電氣工程基礎(chǔ)”課程試題庫(kù),便于實(shí)施考教分離,進(jìn)一步提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。

(5)進(jìn)一步建設(shè)“電氣工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)網(wǎng)站,力爭(zhēng)將本網(wǎng)站建設(shè)成為“電氣工程基礎(chǔ)”課程的“學(xué)習(xí)不求人園地”和“電氣工程專業(yè)資源庫(kù)”。

(6)購(gòu)置大型電力系統(tǒng)計(jì)算、仿真軟件,完善現(xiàn)有的電力系統(tǒng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室;購(gòu)置先進(jìn)的電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)一步提升本課程的教學(xué)和實(shí)踐水平。

3.2 培養(yǎng)要求

課程建設(shè)圍繞武漢大學(xué)“三創(chuàng)(創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè))”型人才培養(yǎng)要求,學(xué)生通過(guò)電氣工程基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生建立電力系統(tǒng)的基本概念;掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)故障分析的基本原理及計(jì)算方法;熟悉電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念;了解高電壓交、直流輸電技術(shù)的基本概念;遠(yuǎn)距離輸電線路的自然功率與電壓分布;各種過(guò)電壓的形成及其限制措施;建立電氣二次系統(tǒng)的概念;看懂二次接線圖;熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的原理及作用;了解電力系統(tǒng)通信的基本原理,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及學(xué)生畢業(yè)后從事電氣工程與自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域的科研、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于該課程是面向整個(gè)專業(yè)所有學(xué)生必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程,拓展和深入的知識(shí)內(nèi)容在各專業(yè)方向的相關(guān)課程中完成。

3.3 課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)

創(chuàng)建新型電氣工程基礎(chǔ)的教學(xué)模式,按知識(shí)群設(shè)置課程模塊、按知識(shí)點(diǎn)(線)設(shè)置課程系列的分層次課程體系。知識(shí)模塊順序及對(duì)應(yīng)的學(xué)時(shí)按四年制教學(xué)計(jì)劃,本課程總學(xué)時(shí)為104學(xué)時(shí),其知識(shí)模塊順序及對(duì)應(yīng)的學(xué)時(shí)分配如下。

本課程劃分為以下幾部分內(nèi)容:

(1)電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)的概念和原理,包括電氣一次系統(tǒng)及各電氣設(shè)備元件性能、原理和電壓等級(jí),電力系統(tǒng)的負(fù)荷,電力系統(tǒng)的接線方式。

(2)電力系統(tǒng)分析,包括電力系統(tǒng)元件的序阻抗和等值網(wǎng)絡(luò),短路計(jì)算,對(duì)稱和非對(duì)稱故障分析,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析。

(3)遠(yuǎn)距離輸電,長(zhǎng)輸電線路的等值電路,直流輸電的接線方式及換流站;靈活交流輸電系統(tǒng)的工作原理及補(bǔ)償裝置。

(4)高電壓工程基礎(chǔ),包括高電壓設(shè)備及絕緣、測(cè)試,電力系統(tǒng)內(nèi)部及外部過(guò)電壓的防護(hù)。

(5)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及二次系統(tǒng),包括繼電保護(hù),二次元件系統(tǒng)及電路。

(6)電力系統(tǒng)的通信與控制技術(shù),包括通信系統(tǒng)的方式、特性、組成。電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù),遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化。

3.4 教學(xué)內(nèi)容組織方式

按課程建設(shè)要求制定了教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)習(xí)教學(xué)大綱。本課程共108學(xué)時(shí),其中授課92學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí),課程設(shè)計(jì)6學(xué)時(shí);另外教學(xué)實(shí)習(xí)1周。由于該課程是面向整個(gè)專業(yè)所有學(xué)生必修,分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行;第一個(gè)學(xué)期主要是前10章的理論教學(xué)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。第二個(gè)學(xué)期是除了后6章的理論教學(xué)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以外,還要完成課程設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)習(xí)。通過(guò)授課,使學(xué)生掌握基本理論和分析問(wèn)題的方法,并通過(guò)作業(yè)、答疑鞏固和深化課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),使同學(xué)獲得必要的感性知識(shí),并培養(yǎng)初步的動(dòng)手能力。

3.5 實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程內(nèi)容多,共安排了5個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)占2個(gè)學(xué)時(shí)。是結(jié)合課程主要內(nèi)容包括仿真實(shí)驗(yàn)。另外,課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是模擬設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電廠電氣部分或110kv變電站。實(shí)際上課程設(shè)計(jì)6學(xué)時(shí)是不夠的,具體的設(shè)計(jì)是分散在一個(gè)學(xué)期內(nèi)的課外完成并結(jié)合發(fā)電廠和變電站的教學(xué)實(shí)習(xí)進(jìn)行。學(xué)生如果獨(dú)立完成這些實(shí)踐性環(huán)節(jié),就會(huì)對(duì)發(fā)電廠電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)具有更多的感性認(rèn)識(shí),并具有一定的動(dòng)手能力。

(1)利用不斷完善和建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室,除了開(kāi)設(shè)一些必需的基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)外,更多的是要讓學(xué)生在相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行與課程相關(guān)的設(shè)計(jì)型、綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

(2)編寫了電力系統(tǒng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室與本課程相關(guān)的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)大綱和試驗(yàn)指導(dǎo)書,并開(kāi)始試用。通過(guò)該設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,使學(xué)生掌握了電力系統(tǒng)綜合分析計(jì)算程序的使用以及電力系統(tǒng)模型的建立和計(jì)算方法等多方面的知識(shí)。

(3)編寫電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)大綱,并在4屆學(xué)生中使用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練,學(xué)生掌握了變電站設(shè)計(jì)的基本原則、計(jì)算方法,解決了在課堂上難以解決的很多問(wèn)題。

(4)為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電氣工程基礎(chǔ)涉及內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí),設(shè)計(jì)安排了專門的認(rèn)知實(shí)習(xí)。認(rèn)知實(shí)習(xí)通常與專業(yè)教育相結(jié)合,主要目的是建立學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)及其設(shè)備的初步認(rèn)識(shí)。采用到發(fā)電廠、變電站、電氣設(shè)備制造廠、電氣試驗(yàn)場(chǎng)所等現(xiàn)場(chǎng)參觀的方式,并配合課程影像資源,建立學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的整體印象,為課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

(5)在認(rèn)知實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上和專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作的適應(yīng)性,還安排學(xué)生到變電站、調(diào)度中心、電力科技開(kāi)發(fā)公司等單位進(jìn)行為期兩周的生產(chǎn)實(shí)習(xí),擴(kuò)寬學(xué)生的視野,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。

多年的實(shí)踐表明,在理論教學(xué)改革的同時(shí),也要加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)改革。這兩方面在教學(xué)環(huán)節(jié)、內(nèi)容、方法及手段方面的改革,不僅可大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,而且還可提高教學(xué)質(zhì)量。

3.6 課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法

針對(duì)本課程物理概念多,計(jì)算工作量和信息量大的特點(diǎn),課程小組采取以下方法解決重點(diǎn)和難點(diǎn)。

(1)仔細(xì)分析課程重點(diǎn)、難點(diǎn),將問(wèn)題分為難而不繁及繁而不難兩種,對(duì)難而不繁的問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)物理概念解釋;對(duì)繁而不難的問(wèn)題,注重方法與技巧的講解。

(2)采用多媒體課件與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的方法授課,做到授課用多媒體,但不依賴多媒體。開(kāi)發(fā)CAI教學(xué)課件,將課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)形象化,動(dòng)畫,興趣化,幫助和有利于學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握課程重、難點(diǎn)內(nèi)容。

(3)注重啟發(fā)式教學(xué),課堂上與學(xué)生互動(dòng),開(kāi)展討論式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

(4)安排課程認(rèn)知實(shí)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí);結(jié)合上課內(nèi)容,輔之以視頻課件(如水、火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程等視頻課件),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 教學(xué)資源與條件

4.1 教材建設(shè)

教材的建設(shè)是課程的建設(shè)中的重要部分,也是教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革成果體現(xiàn),同時(shí)是組織教學(xué)的資源和條件。

在課程建設(shè)的同時(shí)組織編寫了《電氣工程基礎(chǔ)》教材,由課程組劉滌塵教授主編、向鐵元教授參編,適用于工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)的《電氣工程基礎(chǔ)》教材也于2002年由武漢理工大學(xué)出版社出版,并被多所高校相關(guān)專業(yè)選定為專業(yè)課教材并兩次再版。在此基礎(chǔ)上課程組又組織了由陳慈萱教授為主編,劉滌塵、向鐵元、張?jiān)嫉仁辔唤虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教授為參編的《電氣工程基礎(chǔ)》教材編寫組。編寫的《電氣工程基礎(chǔ)》(上、下冊(cè))教材2003年9月由中國(guó)電力出版社出版《電氣工程基礎(chǔ)》(上、下冊(cè))教材由中國(guó)電力出版社2003年出版后,立即受到了校內(nèi)外同行和廣大學(xué)生的好評(píng),需求量大大增加,中國(guó)電力出版社2005年就追加了印刷量,現(xiàn)在印數(shù)已達(dá)到了7000冊(cè)左右。

在充分總結(jié)幾年來(lái)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,課程組又組織新編了《電氣工程基礎(chǔ)》十一五規(guī)劃教材,現(xiàn)已列入中國(guó)電力出版社十一五教材規(guī)劃,2009年由中國(guó)電力出版社再版發(fā)行。

4.2 電子教案和課件

為了為配合“電氣工程基礎(chǔ)”課程的教學(xué),由向鐵元教授、藍(lán)磊副教授等編寫的《電氣工程基礎(chǔ)》電子教案和課件已于2008年6月由華中科技大學(xué)出版社出版發(fā)行。

同時(shí)編寫了《電氣工程基礎(chǔ)》習(xí)題及相應(yīng)答案(電子版),為試題庫(kù)的建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。

4.3 實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境

伴隨著教學(xué)改革的不斷深入發(fā)展,為了不斷提高電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)平臺(tái)課程《電氣工程基礎(chǔ)》的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高質(zhì)量、寬口徑的電力事業(yè)人才,學(xué)校和學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)非常重視與本門課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施的建設(shè),積極投入人力和財(cái)力,為該課程創(chuàng)造了以下實(shí)踐性教學(xué)條件:

(1)投入幾百萬(wàn)元資金,徹底改建了電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室。

(2)更新了實(shí)時(shí)數(shù)字仿真電力系統(tǒng)(RTDS)實(shí)驗(yàn)室,使其RUCK達(dá)到了7個(gè),這在全國(guó)高校獨(dú)一無(wú)二。

(3)完善了電力系統(tǒng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室,更新了電力系統(tǒng)綜合分析計(jì)算程序(PSASP)。

(4)改造了沖擊電流發(fā)生器,可輸出120kA的沖擊電流。

(5)沖擊電壓發(fā)生器可以進(jìn)行雷電過(guò)電壓的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

(6)內(nèi)過(guò)電壓模擬實(shí)驗(yàn)室可以開(kāi)設(shè)PT諧振等教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

(7)建成一批教學(xué)實(shí)習(xí)基地。利用科研合作伙伴、校友等各社會(huì)資源,與許昌繼電器集團(tuán)、葛洲壩水力發(fā)電廠、赤壁火力發(fā)電廠、荊門火力發(fā)電廠、桂林電容器廠、鳳凰山變電站等企業(yè)合作建立了穩(wěn)定、良好的實(shí)踐教學(xué)基地。教學(xué)基地每年接納300余名學(xué)生進(jìn)行為期2周的生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生將書本中有關(guān)電力系統(tǒng)和高壓電氣設(shè)備的知識(shí)進(jìn)一步理解并獲取感性認(rèn)識(shí)。

這些實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境已經(jīng)投入或正在投入使用,為加強(qiáng)本課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)奠定了很好的基礎(chǔ),為提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)寬理論基礎(chǔ)、強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力的現(xiàn)代化電氣事業(yè)建設(shè)人才提供了有力的保證。

4.4 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境

“電氣工程基礎(chǔ)”課程現(xiàn)已建立專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站。其教學(xué)大綱、教學(xué)課件、習(xí)題及答案和與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書和課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等資源均已上網(wǎng)。“電氣工程基礎(chǔ)”課程網(wǎng)站的建設(shè),將為實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享,開(kāi)展本課程的網(wǎng)上教學(xué)奠定基礎(chǔ),并將帶動(dòng)其他課程的建設(shè)與改革。

5 教學(xué)方法與教學(xué)手段

5.1 教學(xué)方法

課程組堅(jiān)持開(kāi)展教學(xué)法研究,在教學(xué)方法研究方面積極展開(kāi)了以下工作:

(1)為了把握課程教學(xué)的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn),課程組安排由經(jīng)驗(yàn)豐富的教師牽頭,討論教學(xué)計(jì)劃、課程教學(xué)大綱及講授內(nèi)容,并針對(duì)“電氣工程基礎(chǔ)”課程覆蓋知識(shí)面寬、內(nèi)容多的特點(diǎn),請(qǐng)專家教授對(duì)課程相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行示范講解,重難點(diǎn)剖析。

(2)為了把握授課的基本內(nèi)容,保證教學(xué)質(zhì)量,課程組采取集體備課,集體制作多媒體課件等形式,統(tǒng)一大綱要求的基本教學(xué)內(nèi)容。

(3)為了幫助青年教師盡快站好、站穩(wěn)講臺(tái),交流老師之間的教學(xué)體會(huì)、經(jīng)驗(yàn),課程組組織教師之間堅(jiān)持相互聽(tīng)課,并安排專門時(shí)間對(duì)所聽(tīng)課程進(jìn)行評(píng)議。這種活動(dòng)的開(kāi)展,既幫助了授課教師,使得他們能迅速成長(zhǎng),又為教師之間對(duì)課程的理解、教學(xué)方法的探討提供了一個(gè)交流的平臺(tái)。

(4)為了培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,課堂教學(xué)中除采用啟發(fā)式教學(xué)方式外,有時(shí)也采用課堂討論式教學(xué)方式。田翠華老師開(kāi)展的一次這樣的課堂教學(xué)活動(dòng),得到了學(xué)生的積極支持。學(xué)生踴躍參加,效果很好。

(5)為了保證教學(xué)質(zhì)量,客觀地對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià),課程組堅(jiān)持采用考教分離方式擬定考卷,集體流水閱卷評(píng)定成績(jī)的考試驗(yàn)收方式,收到了良好的效果。

上述教學(xué)方法研究活動(dòng)的開(kāi)展,有力地促進(jìn)了課程組教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的提高。

5.2 教學(xué)手段

為了提高教學(xué)質(zhì)量,課程組的教師除集體制作多媒體課件外,還在一起商討每章節(jié)的講授方法,多媒體課件的使用方法,在教學(xué)手段方面的改革主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)在授課中的先進(jìn)性作用,要求課程組的所有老師上課都得使用多媒體課件。將現(xiàn)代化教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方式在課堂上融合采用,既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生自主探索與研究的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,又可使兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

(2)為了解決“電氣工程基礎(chǔ)”課程物理概念多、電器元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電氣計(jì)算繁瑣等教學(xué)PPT課件外,還制作了與教材配套的電子習(xí)題及習(xí)題解答、電力設(shè)備元器件圖片、視頻課件等電子教學(xué)資料。這些電子教學(xué)資料的使用,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又有效地解決了“電氣工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的很多具體問(wèn)題。教學(xué)實(shí)踐表明,這些電子教學(xué)資料的使用可以縮短教學(xué)時(shí)數(shù),增加課堂信息量,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,便于學(xué)生自學(xué),增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),加深學(xué)生對(duì)某些物理概念的理解。

(3)為了提高教學(xué)質(zhì)量,啟發(fā)學(xué)生思維,活躍課堂氣氛,達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的,課程組授課教師注重啟發(fā)式教學(xué),利用課堂討論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)境提供的條件,啟發(fā)學(xué)生通過(guò)課堂討論和實(shí)踐方式實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、自我教育,克服教師滿堂灌的教學(xué)方式。如每章節(jié)給學(xué)生布置課后作業(yè),然后針對(duì)學(xué)生作業(yè)中帶普遍性的問(wèn)題講授習(xí)題課;對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的講授,采取提出問(wèn)題讓學(xué)生預(yù)習(xí),課堂上讓學(xué)生代表陳述預(yù)習(xí)思考結(jié)論,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,課堂講授與討論相結(jié)合收到了事半功倍的良好教學(xué)效果。

(4)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,有力地培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和動(dòng)手能力,課程小組對(duì)《電氣工程基礎(chǔ)》課程的授課加強(qiáng)了以下實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié):上課前或上課中由任課教師帶隊(duì)到火電廠、變電所、調(diào)度所、電力設(shè)計(jì)院等單位參觀進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí);課程中安排電力系統(tǒng)計(jì)算大型作業(yè);課程完畢后進(jìn)行至少一周的課程設(shè)計(jì)等等。

6 本課程建設(shè)成果與特色

6.1 重視師資隊(duì)伍培養(yǎng)和建設(shè)

課程小組為電氣工程學(xué)院從各教研室抽調(diào)出來(lái)的精英教師所組成,老中青相結(jié)合,年齡結(jié)構(gòu)合理,是一支具有高學(xué)歷、高學(xué)位、高職稱、高素質(zhì)、年富力強(qiáng)、受過(guò)很好專業(yè)訓(xùn)練、有很強(qiáng)科研能力以及敬業(yè)精神的教師隊(duì)伍。

6.2 編寫了與課程配套的優(yōu)秀教材和教學(xué)資料

由中國(guó)電力出版社出版的《電氣工程基礎(chǔ)》(上、下冊(cè))教材不僅被我校選用,而且也被國(guó)內(nèi)很多同類高校選作教材,被校內(nèi)外同行專家贊譽(yù)為一套大手筆的優(yōu)秀教材。該教材現(xiàn)己通過(guò)中國(guó)電力出版社十一五規(guī)劃高校教材立項(xiàng),預(yù)計(jì)2009年底出版;編寫了與教材配套的教學(xué)課件、習(xí)題集和參考答案以及配套齊全的其他教學(xué)資料;開(kāi)發(fā)了課程教學(xué)軟件,為課程的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。

6.3 加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

課程組的大多數(shù)教師都能做到使用多媒體,但不依賴多媒體的教學(xué)方法授課;將教學(xué)實(shí)驗(yàn)逐步由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)型、綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn);將課程認(rèn)知實(shí)習(xí)多樣化,讓學(xué)生按實(shí)習(xí)大綱到水、火力發(fā)電廠,電力調(diào)度所、電力設(shè)計(jì)院和企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí),克服原來(lái)單一場(chǎng)所的實(shí)習(xí)模式。

6.4 教學(xué)與實(shí)踐成果突出,獲得多項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)

由于課程組全體老師工作兢兢業(yè)業(yè),盡職盡責(zé),課程組的教學(xué)工作得到了學(xué)校的充分肯定,教學(xué)水平和效果受到了教學(xué)督導(dǎo)組、同行和學(xué)生的一致好評(píng)。2004年12月,《電氣工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)小組榮獲電氣工程學(xué)院本科教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)秀集體獎(jiǎng);2005年《電氣工程基礎(chǔ)》課程被評(píng)選為武漢大學(xué)精品課程;2007年《電氣工程基礎(chǔ)》課程被評(píng)選為湖北省精品課程。

由劉滌塵、向鐵元、丁堅(jiān)勇等教授等積極組織、指導(dǎo)的楊雙紅、劉剛、李從方、孫曉明、杜新偉、劉盼、陳堃等20多位同學(xué)參與國(guó)際“建?！薄⑷珖?guó)大學(xué)生“電子設(shè)計(jì)”、“數(shù)?！?、“電工數(shù)學(xué)建?！薄ⅰ疤魬?zhàn)杯”等競(jìng)賽活動(dòng),培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力,并獲得了全國(guó)和省部級(jí)一、二等獎(jiǎng)20余項(xiàng)。

7 總結(jié)與展望

《電氣工程基礎(chǔ)》課程在師資隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)、現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法上的研究改進(jìn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的研究和改革以及網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)等多方面均形成了自己的特色在多次的全國(guó)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)的教改研討會(huì)上受到同行的高度好評(píng),并認(rèn)為認(rèn)為,“電氣工程基礎(chǔ)”課程的有機(jī)融合是武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院教學(xué)改革向深層次發(fā)展的重要體現(xiàn),取得的顯著成績(jī)和積累的可貴經(jīng)驗(yàn),值得兄弟院校學(xué)習(xí)和借鑒。

但是在精品課程建設(shè)和提高教學(xué)質(zhì)量工程的要求下,該課程建設(shè)還面臨著如下方面須繼續(xù)發(fā)展和不斷努力:

(1)進(jìn)一步積極開(kāi)展教學(xué)研究和科學(xué)研究活動(dòng),不斷調(diào)整課程小組成員的學(xué)緣結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu),提高課程小組成員的業(yè)務(wù)素質(zhì),形成一支相對(duì)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、高業(yè)務(wù)水平、敬業(yè)精神強(qiáng)、教書育人的教學(xué)隊(duì)伍。

(2)站在學(xué)科的前沿,根據(jù)電氣工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)用國(guó)內(nèi)外最新的科學(xué)研究和教學(xué)研究成果,經(jīng)常更新和完善課程內(nèi)容,更新和補(bǔ)充教材、教學(xué)大綱、教學(xué)課件等教學(xué)資料。

(3)更新和完善實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),完善和充實(shí)實(shí)習(xí)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)習(xí)任務(wù)書和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,真正做到相關(guān)實(shí)驗(yàn)室都能面向?qū)W生實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性、設(shè)計(jì)性試驗(yàn),培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

(4)做好課程教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè),為教師和學(xué)生提供更多豐富的教學(xué)資源。

總之,《電氣工程基礎(chǔ)》精品課程建設(shè)任重道遠(yuǎn),還需要進(jìn)行長(zhǎng)期的積累和實(shí)踐,需要調(diào)動(dòng)廣大教師和學(xué)生的積極性和主人翁精神,樹(shù)立“精品”意識(shí),高舉“改革”旗幟,潛心鉆研,不斷探索,教學(xué)相長(zhǎng),理論與實(shí)踐相結(jié)合,不斷的吸取和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),才能將本課程真正創(chuàng)建成為名符其實(shí)、當(dāng)之無(wú)愧的“精品”。

[1] 教育部電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)規(guī)范.第三屆全國(guó)高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集,鄭州,2005.9

[2] 劉滌塵.電氣類專業(yè)基礎(chǔ)核心課程體系與教學(xué)改革研究與實(shí)踐.教育部面向21世紀(jì)課題研究報(bào)告,2004.2

[3] 向鐵元.多媒體課件同傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合是提高其教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵.全國(guó)高校第二屆電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集,2004.4

[4] 丁堅(jiān)勇.加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué).培養(yǎng)電氣工程高素質(zhì)人才.中國(guó)電力教育,2007.1