電工電子技術中電工部分課程思政的切入點與實施方式研究

李戰勝

（湖北武漢輕工大學 湖北·武漢 430023）

0 引言

作為電工電子技術課程多年的授課教師，為響應國家號召，率先在我校第一批試點課程思政項目里面，申報并通過了由本人主持的電工電子技術課程思政示范課。說句實話，對于非政治課而言，在電工電子技術中要引入課程思政的內容是摸著石頭過河，沒有經驗可借鑒。在今年上半年的電工電子技術授課過程中，筆者多次將思政的內容融入到電工電子技術課程當中，從中不但能提高學生的電類知識，而且能增強學生的政治覺悟，在一定程度上達到了課程思政的目的。電工電子技術分為電工技術和電子技術，本文就電工技術部分的課程思政的切入點和具體實施方式進行一定的探討和研究。

1 電工技術的主要內容

首先是教材的選擇，目前各大高校的電工電子技術教材選用更多的是秦曾煌主編高等教育出版社出版的電工學簡明教程（第三版），本校選用的也是這本教材，全書共有15章內容，其中電工技術部分占據前八章，電子技術占后七章。在前八章的電子技術部分，經過篩選，主要在理論課堂上講解第一、第二和第七章，其他章節部分會在實驗課堂上講到。

其中第一章主要講解的是電路的定律和分析方法，這里有兩個定律非常重要，就是歐姆定律和基爾霍夫定律，同時這兩處也是課程思政在電工技術部分的切入點，第二章主要講解交流電路，該部分也可以融入部分課程思政的內容。第七章是常識，主要通過電廠發電，輸電和供配電的問題，從中引入學生要節約用電的課程思政的內容。

2 電工技術部分電路定律和分析方法的課程思政切入點及實施

這一部分的課程思政的內容比較多，主要可以在歐姆定律和基爾霍夫定律的授課過程中引入。

在學習歐姆定律的過程中，提出歐姆定律雖然學生早曾在中學的物理的電學、大學中物理的電學都有接觸，但是電工技術舊事重提，不但要重點講，而且向學生傳達只要是電學方面的理論分析必須依賴歐姆定律，也就是歐姆定律貫穿整個電學的始終。當學生意識到歐姆定律的重要性的時候，就會感到好奇，就會有興趣，歐姆定律不就是三個字母之間的關系嘛，不是很簡單嘛，有什么可重復學的？當學生有這些疑惑時，我們就成功了一半。

首先提問題，既然大家對歐姆定律比較熟悉，那么歐姆是哪國人呢？這一問題的提出，估計不少同學要百度了，因為他們不清楚，不過通過查詢之后才知道，原來歐姆是德國人，德國人很牛嗎？不是很牛的問題，我們知道大名鼎鼎的愛因斯坦，也曾經是德國人，不過在第二次世界大戰時由于希特勒殘殺猶太人的舉動，愛因斯坦去了美國，但這不妨礙德國在自然科學方面的巨大貢獻，而歐姆本人也是德國人。這并不是說我們國家科技水平低，我們國家上下幾千年的文明，歷史貢獻也是非常巨大的，不過在部分自然科學領域的發展，我們要滯后于國外某些國家，我們要有“師夷長技以制夷”的想法，學他們的先進技術，最終超越他們，這也是課程思政的第一切入點，要大家不忘初心，牢記使命，認真學習專業知識，將來報效祖國。

其次提出歐姆定律公式：R=U/I，只是三個英文字母之間的關系，這么一個簡單的式子居然有巨大的能量，具有貫穿電學知識始終的美名，不過這個公式的問世并不簡單，這還要從歐姆本人的經歷說起，歐姆自幼家境不富裕，曾經在中學教書為生，不過他是一個實驗物理學家，經常做一些實驗，根據相應的實驗數據，在一些期刊上發表相關論文，放在現在，這是很平常的事情，但是當時歐姆的論文中的數據有點兒問題，事后他也公開聲明說自己有些許錯誤，不過可能就是由于這個事情，再加上當時電學上還沒有出現更深層次的定律，所以當他將R=U/I公布出去的時候，很多人并不認可，不過是金子總會發光的，后來一名波蘭的物理學家用實驗再次證明了這個表達式的正確性，自此科學界為了頌揚歐姆的大功績，就把這個表達式定名為歐姆定律，同時電阻的單位也定為歐姆。從這個事情中向學生傳達對于科學要有嚴謹的精神，在通往科學的道路上，錯誤不可避免，但是要勇于承擔自己的錯誤，這樣才能在科學的路途上永攀高峰。這是電工部分課程思政的第二個切入點。

歐姆定律本身是一個表達式，說明對于某一電阻而言，該電阻兩端電壓與流經這個電阻的電流成正比，不能表面理解為電阻與其兩端電壓成正比，與流經它的電流成反比。對于電阻本身而言，與電壓和電流沒有關系，只與它的電阻率、長度和截面積有關。而歐姆定律在使用的時候一定要注意，需要在電路圖上標出電壓和電流的參考方向。其中電壓參考方向的標注有兩種，一是用正負極性的方式，這是最常用的方式，另一種是用雙下標的方式；而電流的參考方向標注也有兩種，一是采用箭頭的方式，這種是最常用的電流標注方式，另一種是用雙下標的方式。當電阻兩端的電壓參考方向與電流參考一致的時候，歐姆定律的表達式為正即U=IR，方向一致就是電壓上正下負的時候，電流從上往下流，這就是一種正常現象，反之，如果電壓上正下負的時候，電流從下往上流，這就是方向相反，也是反常現象，此時表達式為U=-IR，與方向不一致的是這個表達式中有個負號，這個部分也是為什么電工課程中對于歐姆定律舊事重提，再次強調的原因。也再次讓學生認識到科學規范的重要性。

再者就是基爾霍夫定律，這個定律在電路上面是除歐姆定律外用的最多的定律，而且被不少人冠名為“萬能定律”。這么一個偉大的定律是誰的貢獻呢，基爾霍夫，而且他和歐姆一樣，都是德國人，這個定律的問世是發生在基爾霍夫21歲的時候。21歲的年齡，目前面對的學生一般都是大二也有大三的學生，他們的年齡與21歲相差無幾。有人說少年強，則中國強，我們現在的大學生也是青春年少，過兩年就要進入社會，難道不應該發揮自己極其富有創造力的干勁，為國家建設成為創新型國家做出自己的貢獻嗎？這也是課程思政在電工技術部分的第三處切入點。

基爾霍夫定律有兩個，一個是針對節點的基爾霍夫電流定律：對于某一節點而言，流入該節點的電流之和與流出該節點的電流之和相同。可以將其擴展為閉合面的廣義節點中。基爾霍夫電壓定律是針對回路的：對于某一電路回路而言，從某一點出發，順時針或逆時針循環行走一周，電位升之和等于電位降之和。電位升與電位降是電壓定律理解的難點：對于電壓而言，從正極到負極，叫電位降，反之，電位升，對于電流而言：電流箭頭對應的為電位降，反之，電位升。另外基爾霍夫電壓定律可以推廣到一切非閉合回路即任意兩點之間的電壓的計算，對于任意兩點之間的電壓等于這兩個點之間各段的電壓的代數和，其中與總電壓方向一致，電壓為正，與總電壓方向相反，電壓為負，這個是利用基爾霍夫電壓定律分析的難點，同時也是基爾霍夫電壓定律應用的重點。

至此，提出在電工理論的學習過程中，有幾處需要考慮方向一致性的地方，其一是基爾霍夫電壓定律的方向一致性，其二是疊加定理中計算電壓或電流時各個電路圖中參考方向的一致性問題，其三是戴維寧定理中開路電壓與所求電流或電壓方向一致性的問題。從中告訴學生事物的多面性，并且要具體問題具體分析，也能體現出馬克思主義哲學中的辯證看問題的方法論。

3 電工技術部分正弦交流電的課程思政切入點及實施

電工技術的第一章主要講解電路分析中會用到的兩個定律與四個分析方法，而正弦交流部分則是從實際出發，分析我們日常生活中交流信號的來源和使用過程中注意的事項，其中對于實際生活影響比較深遠的功率因數問題。功率因數低產生的原因是實際生活中呈電感性的負載居多，比如常用的日光燈、電扇等家電，而電感性負載需要的存在使得電源和負載需要周期性地進行能量交換。不過功率因數過低，會引發一系列不良反應，比如功率因數低可以造成發電廠的發電設備或變壓器的容量得不到充分利用，另外關鍵的原因，功率因數低會極大增加高壓傳輸的功率損耗。我們知道電能是二次能源，是從其他形式能轉換而來的，用的越多，損耗越多，給我們的子孫后代留下的能源就會降低，這不利于人類社會的發展，所以一定要提高功率因數。國家電網功率因數的高低對國民經濟的發展有著極為重要的意義，功率因數的提高，不但能使發電設備的容量得到充分利用，還能使電能得到大量節約，可以有效地解決能源危機問題。為了減小電網能量互換的規模、提高用電效率，節約用電，需要進行功率因數的提高。以此引導學生在日常生活中要綠色環保，比如晚自習下課后要人走燈滅、少訂外賣、少使用一次性餐盒、筷子、紙杯、購物自備環保購物袋、發現沒有關嚴的水龍頭時要隨手關緊，在日常打印材料時最好是雙面打印等等。這是交流部分課程思政的切入點，從中讓學生領悟到功率因數提高的現實意義，只有學習了這門課程，才真正掌握住了提高功率因數的方法。同時也要注意到功率因數的補償原則為“寧欠勿過”（即電路功率因數無限接近1，但不超過1或等于1，即電路為感性電路），另外通過解釋國家電力部門規定企業功率因數的值必須在0.9以上的原因，培養學生節約能源的意識。

在介紹三相負載星型連接時，尤其負載對稱時，中性線電流等于零，即可以去掉中性線，達到三相三線制的連接方式，但是為什么實際生活中需要中性線呢？零線和地線有什么區別呢？同時也可以提出三種功率：有功功率、無功功率、視在功率，要求學生弄清楚這三者在實際生活中的區別，從而培養學生理論聯系實際的能力。同時在三相交流電路章節，還可以提到國際民用市電主要有220V/50 Hz和110 V/60 Hz兩種標準，不同標準帶來了諸多不方便。從技術層面說統一電壓和頻率標準易如反掌;但從經濟和社會層面來說，如果強行變換，將會導致當事國現役設備不能使用，容易引發社會問題，不可行。引導我們在現實生活和工作中，需學會辯證的系統的思考問題，走出認識誤區，理性研判事物的發展態勢，確定當前狀態下不可為或可為。在推進具體工作的過程中，遵循規律并按規律辦事，系統思辨，要適切事物發展的真實狀態，穩步推進。可深化馬克思主義辯證思維的認知與學習，引導學生戒驕戒躁，尊重事物發展規律，腳踏實地。這就是電工電子技術課程交流部分的課程思政的相關切入點。

4 結束語

本文通過對于電工電子技術課程的分析，從中提出了電工技術部分非政治課引入課程思政的必要性以及在歐姆定律、基爾霍夫定律以及功率因數方面課程思政切入點的引入問題，并提出了筆者自己的具體實施方式，為電工電子技術的課程思政提供了一個思路。