国家精品课程电工学系列课程和教材建设

刘 晔，贾东乐，夏建生，陈国联，李瑞程

(1.西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049;2.中国人民解放军69064部队，新疆库尔勒 841000)

“电工电子技术”是高等学校非电类专业、计算机科学与技术专业、软件工程专业的重要技术基础课程，是面向这些专业学生开设的唯一电类基础课程。西安交通大学的“电工电子技术”(电工学)课程每年面向约85个小班的2550名学生开设理论课和实验课，课程影响面大，受益面广。课程于2004年在全国同行中首批被评为国家级精品课程。

“电工电子技术”国家精品课程的建设需要全面、深入和可持续发展。2004年以来，西安交通大学的“电工电子技术”课程以系列化课程为重点，以教材建设为抓手，努力推进国家级精品课程建设工作，取得了丰富的建设成果。

1 系列化课程建设

国家级精品课程既要学生掌握扎实的知识，又要学生获得获取知识、发现问题、解决问题的思想和方法。教育过程中，教师的职能不仅在于传道、授业和解惑，更在于教师是教学的组织者、参与者、吸收新知识和新技能的指导者，知识创新的探索者和实践者。我们重构与优化了电工电子技术课程体系，建立了以“厚基础、宽口径、强能力、重实践、高素质”为特征的，适应多院系和多专业的电工电子技术系列课程教学体系，为学生搭建了电工电子基础的宽广平台。该系列课程如表1所示。

表1 电工电子技术系列课程

系列课程定位于适应不同专业需求，柔性设置知识模块，灵活组合系列课程，分别制定教学大纲和确定课堂教学与实践环节的学时数，满足了全校非电类专业、计算机科学与技术专业和软件工程专业的不同教学要求。

1)“电工电子技术”课程是电工电子技术系列课程中要求最高、学时最多的课程，课程要持续1学年的时间。课程的作用与任务是:使学生通过本课程的学习，获得电工电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工电子技术应用和电工电子事业发展的概况，为学习和从事与专业有关的工程技术等工作奠定基础。课程由“电工技术”和“电子技术”两个模块组成。“电工电子技术”课程的教学过程要持续两个学期，课程不含有实验环节，所以选择了“电工电子技术”课程的学生必须同时选择“电工电子技术实验”课程。

2)“电工电子技术实验”课程“电工电子技术”课程实践性教学环节。“电工电子技术”国家精品课程在建设中把课程的实践环节作为课程建设的基础工作，课程在创建电工电子实验教学新体系，改革实验教学模式，在因材施教 ，构筑多层次的实验教学平台等方面取得了显著成效。“电工电子技术实验”课程单独设置，突出了实践能力培养的重要性;课程构建了分层次、循序渐进的实验教学体系;课程将新知识和新技术引入教学工程，调动了学生的学习积极性。

3)“电工电子学”课程在1学期内完成，是少学时的“电工电子技术”课程。课程在教学中采取少而精的原则，突出重点和难点。课程采用模块化结构体系，根据不同专业、不同要求和不同学时，选择不同的模块进行组合，解决了“学时少与内容多的矛盾”。对于基础内容，力求概念准确清楚，阐述简明扼要，突出方法应用，注重系统概念。删简了细节问题的定量分析计算，加强了外部特性的宏观分析。课程通过几个典型应用模块，将电工电子技术应用到工业生产和日常生活中。

4)“电工电子技术导论”是为管理类、人文类、财经类和外语类专业学生开设的“电工电子技术”课程。为了满足有关专业学生利用与电工电子学科交叉、渗透、融合来促进其本身学科的学习，开拓新学科领域的需要，课程的教学内容把握时代发展的脉搏和特征，力求反映学科前沿和具有时代特征。课程引入了智能电器、电子设计自动化、软测量技术、虚拟仪表、模糊传感器等发展和探索性的内容，争取使课程具有更大的概括力和更宽的适应面。

5)“电路与电子学”课程是计算机科学与技术专业和软件工程专业本科生必修的一门重要的技术基础课程，包括电路和模拟电子技术两部分。通过本课程的学习使学生获得电路与模拟电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电路与模拟电子技术的应用及发展，为学习后续课程以及从事与专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。在我校的计算机科学与技术专业和软件工程专业本科生的技术基础课程原有两门课程:“电路”和“模拟电子技术”。从2004-2005学年第一学期起软件工程专业率先将“电路”和“模拟电子技术”合并成一门“电路与电子学”课程;从2005-2006学年第一学期起计算机科学与技术专业也进行了相应的调整。

6)“PLC编程技术及应用实验”课程以实验教学为主。为了提高学生的动手能力，我们设计开发了交通信号灯、挖掘机、智能机器人、小车运动控制系统、四层电梯、单容水箱和音乐喷泉等实物教学模型，针对这些教学模型编写了实验指导书和任务书。要求学生根据实验任务中对教学模型提出的控制要求编写出PLC的控制程序并下载到PLC中进行实际验证，让学生在实验中掌握PLC的编程方法和编程指令，掌握PLC外部输入、输出信号的接线方法，为应用PLC解决工业实际控制问题打下坚实的基础。“PLC编程技术及应用实验”课程的教改成果现已推广应用到大面积的电工技术课程教学中。

3 立体化教材建设

2004年以来，我校“电工电子技术”系列课程立体化教材建设成果丰硕。出版文字主教材7部，出版实验教材2部(第3、4版)，出版教学辅导教材4部，翻译出版国外教材2部。课程网站、网络课程、教学资源库、试题库和多媒体课件配套齐全，充分反映了教学改革和学术研究的新成果。课程教材建设的成果如表2所示。

表2 电工电子技术系列课程教材建设

《电工学实验》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。长期以来是国内唯一一本由教育部课程教学指导委员会审定、高等教育出版社出版的电工学实验统编教材。目前“电工电子技术实验”课程使用的教材是2011年2月出版的《电工学实验》第四版，是“十一·五”国家级规划教材。

“十一·五”国家级规划教材《电工技术》包括电路的基本概念和基本定理、电路的分析方法、正弦交流电路、供配电技术基础、电路的暂态分析、磁路与变压器、电机、继电接触器控制、可编程序控制器、电气测量共10章内容。教材体现我校电工电子技术课程教学“保基础、重实践、少而精”的传统，教学内容紧扣教学大纲，在介绍基本概念、基本原理和基本分析方法的基础上加强和突出工程应用。整合课程内容，注重系统概念和系统特性的介绍和论述。教材力求反映电气工程学科的新成就和新进展，教学内容要努力把握学科发展的脉搏和特征，力求反映学科前沿和具有时代特征。

“十一·五”国家级规划教材《电子技术》包括半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、电力电子技术、集成逻辑门和组合逻辑电路、集成触发器和时序逻辑电路、信号的产生和变换电路、数模和模数转换器、存储器与可编程逻辑器件共9章内容。教材重视电子器件和集成电路的外特性，通过具有典型意义的分立元件电路介绍电子电路的基本分析方法。加强对集成电路应用的论述。在模拟电路部分，重点讨论了集成运算放大器的分析和应用;在数字电路部分则直接由小规模集成电路入门，重点讨论中规模集成电路的应用。反映电子技术的新技术和发展方向。教材介绍了光电耦合器件、可编程逻辑器件等，将迅速发展的电力电子技术单独作为一章内容加以阐述，引入了PSpice仿真软件，便于学生了解电子技术的新发展。

我们于2005年和2009年翻译了美国高等院校电工电子技术课程教材《电气工程原理与应用》(Principles and Applications of Electrical Engineering)和《实用电子元器件与电路基础》(Practical Electronics for Inventors)，作为我校和国内高等院校电工电子技术课程的教学参考书。翻译国外教材，学习了解了国外相应课程的教学结构体系和内容特点，对国外教材所具有的独特论述方法和理论联系实际的特点、对易懂性和实践性有了深刻的认识。

4 结语

借助国家精品课程建设的东风，我们发扬科学教学观、质量教学观、素质教学观、主体教学观、系统教学观和发展教学观的教学理念，为电工电子技术国家精品课程建设的全面、深入和可持续发展奠定了理论基础。重构与优化了电工电子技术课程体系，建立了以“厚基础、宽口径、强能力、重实践、高素质”为特征的，理论教学与实践教学相结合，知识传授与能力培养并重的，适应多院系、多专业的电工电子技术系列课程教学体系，多层次的教学模块使得课程结构更加合理，提供了丰富的资源，为学生搭建了电工电子基础的宽广平台。

基于反映教学改革和学术研究的新成果和服务于课程建设，完成了电工电子技术课程教材建设的工作。在教材中充分反映课程改革的成果，充分体现教学观念、教学内容、教学方法改革取得的成效，并且融思想性、科学性、学术性、实践性于一体，在教材中努力反映新(观念新、内容新、体系新)、深(研究深化带动教材完善，改革深化促使教材质量提高)、实(满足学科发展的实际，有效地解决了教学内容多和教学时数少的矛盾，符合专业需求)。教材建设的成果在非电类专业、计算机科学与技术专业、软件工程专业人才培养中发挥了重要作用，受到师生的广泛好评。

［1］ 刘晔，王建华.“十一五”国家级规划教材《电工技术》和《电子技术》的编写思想［M］.第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，济南:山东电力高等专科学校，2010，7

［2］ 刘晔，唐胜安，甫拉提·阿不力米提，李瑞程.计算机、软件类专业《电路与电子学》课程的建设［M］.电工电子课程报告论坛论文集2007，北京:高等教育出版社，2008:288-293

［3］ 刘晔，杨振坤，王建华，李瑞程.彰显特色，不断创新，推进《电工电子技术》国家精品课程的建设.第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，西安:西安交通大学，2008，4:180-185

［4］ 刘晔，马西奎，杨拴科.努力推进国家级电工电子实验教学示范中心的建设和持续发展［J］.武汉:高等工程教育研究，2009，增刊:49-52

［5］ 刘晔，甫拉提·阿不力米提，唐胜安.《电路与电子学基础》教材的编写思想［M］.第六届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，哈尔滨:黑龙江科技学院，2009，8

［6］ 杨振坤.电工学(电工电子技术)精品课程的建设［J］.武汉:理工高教研究，2005，24(3):108-109

［7］ 夏建生.国外电工学课程教学中若干特点及探讨［J］.南京:电气电子教学学报，2000，22(3):23-24