國家精品課程電工學系列課程和教材建設

劉 曄，賈東樂，夏建生，陳國聯(lián)，李瑞程

(1.西安交通大學電氣工程學院，陜西西安 710049;2.中國人民解放軍69064部隊，新疆庫爾勒 841000)

“電工電子技術”是高等學校非電類專業(yè)、計算機科學與技術專業(yè)、軟件工程專業(yè)的重要技術基礎課程，是面向這些專業(yè)學生開設的唯一電類基礎課程。西安交通大學的“電工電子技術”(電工學)課程每年面向約85個小班的2550名學生開設理論課和實驗課，課程影響面大，受益面廣。課程于2004年在全國同行中首批被評為國家級精品課程。

“電工電子技術”國家精品課程的建設需要全面、深入和可持續(xù)發(fā)展。2004年以來，西安交通大學的“電工電子技術”課程以系列化課程為重點，以教材建設為抓手，努力推進國家級精品課程建設工作，取得了豐富的建設成果。

1 系列化課程建設

國家級精品課程既要學生掌握扎實的知識，又要學生獲得獲取知識、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思想和方法。教育過程中，教師的職能不僅在于傳道、授業(yè)和解惑，更在于教師是教學的組織者、參與者、吸收新知識和新技能的指導者，知識創(chuàng)新的探索者和實踐者。我們重構與優(yōu)化了電工電子技術課程體系，建立了以“厚基礎、寬口徑、強能力、重實踐、高素質”為特征的，適應多院系和多專業(yè)的電工電子技術系列課程教學體系，為學生搭建了電工電子基礎的寬廣平臺。該系列課程如表1所示。

表1 電工電子技術系列課程

系列課程定位于適應不同專業(yè)需求，柔性設置知識模塊，靈活組合系列課程，分別制定教學大綱和確定課堂教學與實踐環(huán)節(jié)的學時數，滿足了全校非電類專業(yè)、計算機科學與技術專業(yè)和軟件工程專業(yè)的不同教學要求。

1)“電工電子技術”課程是電工電子技術系列課程中要求最高、學時最多的課程，課程要持續(xù)1學年的時間。課程的作用與任務是:使學生通過本課程的學習，獲得電工電子技術必要的基本理論、基本知識和基本技能，了解電工電子技術應用和電工電子事業(yè)發(fā)展的概況，為學習和從事與專業(yè)有關的工程技術等工作奠定基礎。課程由“電工技術”和“電子技術”兩個模塊組成?！半姽る娮蛹夹g”課程的教學過程要持續(xù)兩個學期，課程不含有實驗環(huán)節(jié)，所以選擇了“電工電子技術”課程的學生必須同時選擇“電工電子技術實驗”課程。

2)“電工電子技術實驗”課程“電工電子技術”課程實踐性教學環(huán)節(jié)?！半姽る娮蛹夹g”國家精品課程在建設中把課程的實踐環(huán)節(jié)作為課程建設的基礎工作，課程在創(chuàng)建電工電子實驗教學新體系，改革實驗教學模式，在因材施教 ，構筑多層次的實驗教學平臺等方面取得了顯著成效?！半姽る娮蛹夹g實驗”課程單獨設置，突出了實踐能力培養(yǎng)的重要性;課程構建了分層次、循序漸進的實驗教學體系;課程將新知識和新技術引入教學工程，調動了學生的學習積極性。

3)“電工電子學”課程在1學期內完成，是少學時的“電工電子技術”課程。課程在教學中采取少而精的原則，突出重點和難點。課程采用模塊化結構體系，根據不同專業(yè)、不同要求和不同學時，選擇不同的模塊進行組合，解決了“學時少與內容多的矛盾”。對于基礎內容，力求概念準確清楚，闡述簡明扼要，突出方法應用，注重系統(tǒng)概念。刪簡了細節(jié)問題的定量分析計算，加強了外部特性的宏觀分析。課程通過幾個典型應用模塊，將電工電子技術應用到工業(yè)生產和日常生活中。

4)“電工電子技術導論”是為管理類、人文類、財經類和外語類專業(yè)學生開設的“電工電子技術”課程。為了滿足有關專業(yè)學生利用與電工電子學科交叉、滲透、融合來促進其本身學科的學習，開拓新學科領域的需要，課程的教學內容把握時代發(fā)展的脈搏和特征，力求反映學科前沿和具有時代特征。課程引入了智能電器、電子設計自動化、軟測量技術、虛擬儀表、模糊傳感器等發(fā)展和探索性的內容，爭取使課程具有更大的概括力和更寬的適應面。

5)“電路與電子學”課程是計算機科學與技術專業(yè)和軟件工程專業(yè)本科生必修的一門重要的技術基礎課程，包括電路和模擬電子技術兩部分。通過本課程的學習使學生獲得電路與模擬電子技術必要的基本理論、基本知識和基本技能，了解電路與模擬電子技術的應用及發(fā)展，為學習后續(xù)課程以及從事與專業(yè)有關的工程技術等工作打下一定的基礎。在我校的計算機科學與技術專業(yè)和軟件工程專業(yè)本科生的技術基礎課程原有兩門課程:“電路”和“模擬電子技術”。從2004-2005學年第一學期起軟件工程專業(yè)率先將“電路”和“模擬電子技術”合并成一門“電路與電子學”課程;從2005-2006學年第一學期起計算機科學與技術專業(yè)也進行了相應的調整。

6)“PLC編程技術及應用實驗”課程以實驗教學為主。為了提高學生的動手能力，我們設計開發(fā)了交通信號燈、挖掘機、智能機器人、小車運動控制系統(tǒng)、四層電梯、單容水箱和音樂噴泉等實物教學模型，針對這些教學模型編寫了實驗指導書和任務書。要求學生根據實驗任務中對教學模型提出的控制要求編寫出PLC的控制程序并下載到PLC中進行實際驗證，讓學生在實驗中掌握PLC的編程方法和編程指令，掌握PLC外部輸入、輸出信號的接線方法，為應用PLC解決工業(yè)實際控制問題打下堅實的基礎。“PLC編程技術及應用實驗”課程的教改成果現(xiàn)已推廣應用到大面積的電工技術課程教學中。

3 立體化教材建設

2004年以來，我?！半姽る娮蛹夹g”系列課程立體化教材建設成果豐碩。出版文字主教材7部，出版實驗教材2部(第3、4版)，出版教學輔導教材4部，翻譯出版國外教材2部。課程網站、網絡課程、教學資源庫、試題庫和多媒體課件配套齊全，充分反映了教學改革和學術研究的新成果。課程教材建設的成果如表2所示。

表2 電工電子技術系列課程教材建設

《電工學實驗》教材的第一版、第二版、第三版由高等教育出版社在1984年、1995年和2003年出版。長期以來是國內唯一一本由教育部課程教學指導委員會審定、高等教育出版社出版的電工學實驗統(tǒng)編教材。目前“電工電子技術實驗”課程使用的教材是2011年2月出版的《電工學實驗》第四版，是“十一·五”國家級規(guī)劃教材。

“十一·五”國家級規(guī)劃教材《電工技術》包括電路的基本概念和基本定理、電路的分析方法、正弦交流電路、供配電技術基礎、電路的暫態(tài)分析、磁路與變壓器、電機、繼電接觸器控制、可編程序控制器、電氣測量共10章內容。教材體現(xiàn)我校電工電子技術課程教學“?；A、重實踐、少而精”的傳統(tǒng)，教學內容緊扣教學大綱，在介紹基本概念、基本原理和基本分析方法的基礎上加強和突出工程應用。整合課程內容，注重系統(tǒng)概念和系統(tǒng)特性的介紹和論述。教材力求反映電氣工程學科的新成就和新進展，教學內容要努力把握學科發(fā)展的脈搏和特征，力求反映學科前沿和具有時代特征。

“十一·五”國家級規(guī)劃教材《電子技術》包括半導體器件、基本放大電路、集成運算放大器、電力電子技術、集成邏輯門和組合邏輯電路、集成觸發(fā)器和時序邏輯電路、信號的產生和變換電路、數模和模數轉換器、存儲器與可編程邏輯器件共9章內容。教材重視電子器件和集成電路的外特性，通過具有典型意義的分立元件電路介紹電子電路的基本分析方法。加強對集成電路應用的論述。在模擬電路部分，重點討論了集成運算放大器的分析和應用;在數字電路部分則直接由小規(guī)模集成電路入門，重點討論中規(guī)模集成電路的應用。反映電子技術的新技術和發(fā)展方向。教材介紹了光電耦合器件、可編程邏輯器件等，將迅速發(fā)展的電力電子技術單獨作為一章內容加以闡述，引入了PSpice仿真軟件，便于學生了解電子技術的新發(fā)展。

我們于2005年和2009年翻譯了美國高等院校電工電子技術課程教材《電氣工程原理與應用》(Principles and Applications of Electrical Engineering)和《實用電子元器件與電路基礎》(Practical Electronics for Inventors)，作為我校和國內高等院校電工電子技術課程的教學參考書。翻譯國外教材，學習了解了國外相應課程的教學結構體系和內容特點，對國外教材所具有的獨特論述方法和理論聯(lián)系實際的特點、對易懂性和實踐性有了深刻的認識。

4 結語

借助國家精品課程建設的東風，我們發(fā)揚科學教學觀、質量教學觀、素質教學觀、主體教學觀、系統(tǒng)教學觀和發(fā)展教學觀的教學理念，為電工電子技術國家精品課程建設的全面、深入和可持續(xù)發(fā)展奠定了理論基礎。重構與優(yōu)化了電工電子技術課程體系，建立了以“厚基礎、寬口徑、強能力、重實踐、高素質”為特征的，理論教學與實踐教學相結合，知識傳授與能力培養(yǎng)并重的，適應多院系、多專業(yè)的電工電子技術系列課程教學體系，多層次的教學模塊使得課程結構更加合理，提供了豐富的資源，為學生搭建了電工電子基礎的寬廣平臺。

基于反映教學改革和學術研究的新成果和服務于課程建設，完成了電工電子技術課程教材建設的工作。在教材中充分反映課程改革的成果，充分體現(xiàn)教學觀念、教學內容、教學方法改革取得的成效，并且融思想性、科學性、學術性、實踐性于一體，在教材中努力反映新(觀念新、內容新、體系新)、深(研究深化帶動教材完善，改革深化促使教材質量提高)、實(滿足學科發(fā)展的實際，有效地解決了教學內容多和教學時數少的矛盾，符合專業(yè)需求)。教材建設的成果在非電類專業(yè)、計算機科學與技術專業(yè)、軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用，受到師生的廣泛好評。

［1］ 劉曄，王建華.“十一五”國家級規(guī)劃教材《電工技術》和《電子技術》的編寫思想［M］.第七屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集，濟南:山東電力高等?？茖W校，2010，7

［2］ 劉曄，唐勝安，甫拉提·阿不力米提，李瑞程.計算機、軟件類專業(yè)《電路與電子學》課程的建設［M］.電工電子課程報告論壇論文集2007，北京:高等教育出版社，2008:288-293

［3］ 劉曄，楊振坤，王建華，李瑞程.彰顯特色，不斷創(chuàng)新，推進《電工電子技術》國家精品課程的建設.第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集，西安:西安交通大學，2008，4:180-185

［4］ 劉曄，馬西奎，楊拴科.努力推進國家級電工電子實驗教學示范中心的建設和持續(xù)發(fā)展［J］.武漢:高等工程教育研究，2009，增刊:49-52

［5］ 劉曄，甫拉提·阿不力米提，唐勝安.《電路與電子學基礎》教材的編寫思想［M］.第六屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集，哈爾濱:黑龍江科技學院，2009，8

［6］ 楊振坤.電工學(電工電子技術)精品課程的建設［J］.武漢:理工高教研究，2005，24(3):108-109

［7］ 夏建生.國外電工學課程教學中若干特點及探討［J］.南京:電氣電子教學學報，2000，22(3):23-24