電氣工程專業課程考核方式探討

李生虎 張興 張晶晶

合肥工業大學電氣與自動化工程學院，安徽 合肥 230009

1998年教育部改革本科專業，在設置電氣信息類大類本科專業時，不再按電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電機電器及其控制等二級學科招生，而是合并為電氣工程及其自動化專業，進行統一培養。該專業以強電為主、強弱電結合，培養復合型、創新型電氣工程領域高級工程技術人才。最近幾年，該專業改革總體趨勢是：重視基礎知識、縮減理論課時、強化動手實踐能力。同時，學習效果考核方式也在發生變化：以前課程成績大多基于期末考試，較少兼顧出勤、作業等；現在強調多角度考核，包括課堂交互（提問/測試）和期中考試等，出勤率占比逐漸降低甚至取消。上述改革增強了師生互動以提高學生的學習興趣，豐富了考核角度，提高了成績評定的客觀性。但是也應該看到，因為課程體系變化、課時大幅壓縮、教師科研壓力增加，考核在執行過程中也出現了一些偏差，有可能誤導學習目標、降低學習效果。

本文將對電氣信息類強電專業課程特點和教學班具體情況進行分析，然后對考核方式進行探討。

一、強電類專業課特點

電氣信息類強電專業的專業課程包括工程電磁場、電機學、電力拖動基礎、電力系統穩態分析、電力系統電氣部分、電力系統暫態分析、電力系統繼電保護、直流/交流調速控制系統、高電壓技術、高電壓試驗技術、電氣設備在線監測與故障診斷、電力電子技術等內容，輔以實驗、實習、課程設計、畢業設計等實踐環節。其中理論課程具有以下特點。

（一）不同課程差異較大

部分課程分屬不同二級學科（見圖1）。在同一學科內，一方面不同課程內容間存在相互銜接交錯（見表1）的情況；另一方面，課程之間差異大，即使是同一教師也很難講授不同課程。因此，為便于學生學習，教師需要讓學生盡快習慣和接受課程內容、教學方式和考核方式。

（二）對課程內容進行篩選

考慮到寬口徑需求，現在部分專業課時縮減20%～40%，根本不可能講解完全部內容。因此，需要教師在更高層次上斟酌取舍、有效串聯，幫助學生降低學習難度。

（三）教學有一定深度

建立基本專業概念固然必要，但是不能止步于此，更不能要求學生死記硬背。應該善于拆解復雜公式和算例，引導學生通過理解概念、推導公式、跟蹤算例、撰寫作業把問題吃透弄懂。要允許學生犯錯、鼓勵學生提問。這樣的學習更類似于畢業設計和研究生學習，學生記憶時間更長，在后續工作和學習中更容易做進一步拓展。

二、考核方式的確定

（一）題目類型的選擇

電氣學科課程試卷，可以有填空、選擇、判斷、繪圖、名詞解釋、計算、問答等題型。實際選擇哪些考核方式，應結合授課內容、考慮課程特點。

表2大致統計了電力系統暫態分析課程教材各章公式和例題。由此可見該課程特點：公式多、計算多、計算量大、學習難度大、習題數量有限。

根據課程和教材特點，可以制定以下考核方式。

1.可采用填空、選擇、判斷、名詞解釋等簡單客觀題，但是這些題型不宜過多，因為即使學生不理解這些知識點，也可快速背誦記憶，過于功利性。若課堂表現、課后作業、簡單客觀題，占到總分的60%～70%，將大大降低學習難度，影響成績較好的學生的學習斗志。

2.問答和計算更為重要，因為可以考核學生掌握知識的程度和解決問題的能力。限于考試時間，可將一個大問題拆解為多個小知識點，便于回答或計算。

3.考題不求創新、挖坑，重在理解和掌握工程問題解決方法。

4.問答和計算題知識點多，閱卷時容易遺漏或判斷錯誤，為此需要逐題而非逐卷閱卷，減少主觀情緒影響，提高成績公平程度。

對于電氣工程等重型工科，簡單考會或者不會、背書、蒙猜，不符合教學規律，也不能滿足行業需求，無法提高學生的學習興趣。工程問題需要學生對知識進行積累和連續思考、深入計算，才可以解決。

例如圖2給出的一道短路計算題。已知負荷為感性負荷（便于計算故障點電壓初值），線路零序電抗為3 倍正序電抗。在變壓器T高壓側兩相短接經電感（2Ω）接地。基準功率取100MVA。

待求：（1）標么值等值電路、三序等值阻抗、故障點故障前電壓。（2）故障后瞬間，故障點對地三相/三序電流/電壓。（3）故障后瞬間發電機側三相電流，以及與故障前電流比值。（4）故障后t=0.1s時短路點對地正序短路電流、總短路電流。

這道題目電路很簡單，但是涉及標么值參數、三序等值阻抗、不對稱短路、任意時刻短路電流曲線、故障疊加原理等知識點，求解過程靠背書無大用。學生如果能夠理清結題思路，哪怕計算有誤，也勝于回答很多判斷、選擇題。

（二）增設期中考試

引入期中考試，雖然增加了學生、授課教師、監考教師和教室管理人員的工作量以及時間協調難度，但是期中考試可以幫助學生盡快適應課程內容、教師授課、考題風格。學生即使期中成績不理想，還有機會彌補，無須補考或重修，從而降低了一考定成績的偶然性。

期中考試可以更多地采用問答、計算等題型，題數不宜太多，并需要預估好計算量，以保證充裕的答題時間。教師應利用平時作業講解和課堂練習，有意識地培養學生的計算能力。在期中考試后，教師應講解答案并組織學生進行討論，因為大學期末考試往往沒有答案講解，導致知識盲點始終存在。

期中考試試卷和期末考試試卷的內容與形式需要大致銜接。期中已經考過的內容期末考試可適當弱化，但是不建議不考。考慮課程進度和內容范圍，期末考試試卷的分量和難度需要明顯高于期中考試。

三、考核結果分析

以下對筆者講授的3 門專業課程及1102 份試卷成績進行分析，見表3。

（一）期末考試分析

對課程A，圖3 給出期末考試成績分布，圖4 給出期末考試累積概率分布。課程A 學生均分為86.47 分，整體較為理想（選修該課程學生基礎差異較大，因此出題難度有所降低），成績標準差5.00 分（因為分數區間收窄，成績較為集中）。

圖5 和圖6 給出課程B 期末成績及其累積概率分布，從中可看出后兩組成績有明顯下降。表4 給出課程B的期末考試成績均值和標準差，可以看出，隨著成績的下降，分數分布也更為分散。后兩組成績下降的原因是大幅增加了平時分比例，使得及格難度大大降低，期末考試重要性下降。

（二）期中/期末考試對比

課程C 近3 年期中和期末考試類型、分值比例見表5，其中公式推導證明歸入計算題。期中和期末考試均沒有采用選擇、判斷、填空、名詞解釋等題型。

圖7 給出2017 年課程C 期中和期末考試成績分布。圖8 給出2017 年課程C 期末成績增量，說明大部分學生增量為正，即期末考試成績有所改善。圖9給出2017年課程C 期中、期末考試成績累積概率分布，可以看到期末考試曲線上升較遲，說明低分段人數更少。

圖10—圖13給出2018年和2019年課程C成績分析結果，均可得到類似結論：期末考試成績大多有所提高。

表6 對比了3 個年份的成績均值和方差，顯示相比期中，期末成績平均提高了4～8 分。2017 年期末成績標準差稍有增加，后兩年標準差明顯降低。而且上述成績提高是在期末試卷分量更重、難度更大的情況下實現的，由此可見期中考試確實可以有效改善學習效果。

四、結語

本文從電氣工程學科培養目標和存在的問題出發，探討了強電類專業課程的特點和學習難度，分析了題目類型設置和期中考試的必要性。選擇所授專業課程，分析課程難度和成績分布關系，對比期中考試和期末考試成績，得到以下結論。（1）強電類專業課計算難度大，不能僅依靠課堂交互、選擇、判斷等快餐式考核。綜合問答、計算等形式更適合衡量學生掌握專業知識程度，鍛煉其動手解決問題的能力。（2）考慮專業課程內容、教師授課風格差異，引入期中考試有助于學生適應課程、改進學習方式、提高考試成績，但是要求教師在授課時，不能泛泛介紹概念，需要花時間講解例題和習題。

當然，課程考核成績只是結果，更為重要的是培養過程。教師應增加備課時間、細致授課、多回答疑問，讓學生對專業知識更感興趣，增強學生的學習自信心，從而提高課程學習效果。