新生研讨课之探

吴红飞， 邢 岩

(南京航空航天大学 自动化学院， 江苏 南京 210096)

0 引言

高校开设新生研讨课，美国起步较早，历史已久，其前身是诞生于19 世纪后期的“新生教育课程”[1]。国内清华大学于2003年起开设，一开始便倍受重视，此风也很快波及各高校，由众多院士、教学名师等亲自开课，至2005年两年间就成功开设了150余门新生研讨课, 涉及文、理、工、管、法等各个学科, 接纳约2500名大一新生选修[2]。迄今已有众多文献研究新生研讨课的课程教学形式、方法和作用[1～5]。

新生研讨课多采用小班化教学，并且承继了seminar 的课程组织形式和教学特征[3]，其设置目的是帮助新生尽快适应全新的大学学习环境和学习方法，顺利完成由中学阶段向大学阶段的过渡，同时在这个过程中学生能够接触知名教授，体验入学教育的功能、帮助学生为进行专业的选择做好准备，提升学生听说读写的能力、构建一种融洽的师生关系和培养学生从事学术活动所必需的科研探索精神等[3]。新生研讨课没有固定的教材，开课专题可以涉及任何学科领域。

1 对新生研讨课的认识

如上所述，新生研讨课选题自由，功能多样，灵活性极强。如何正确选题，上好新生研讨课，笔者有如下体会。

笔者研究方向为电力电子与电力传动，主要讲授课程包括大一必修课“电气工程与自动化专业导论”和大三必修课“电力电子技术”。导论课对本专业的培养计划和专业主干课程都有一些介绍，但据教学实践，学生对这门课的理解和重视程度并不理想，导致后续选课、知识积累和个人能力发展等方面的一些盲目性。新生研讨课这种互动性很强、课程选题和课程内容自由度很大的课程，提供了一个很好的方式和机会以弥补上述缺憾。为此，结合本学科的特色并立足于笔者的研究积累和教学科研条件，针对对高年级本科新生在专业认识和能力方面的不足之处，试图在新生研讨课上，通过一个日常生活中极为常见的功率变换器(稳压电源)实例，借助于样机和部件实物，采用对比法的教学方法，令新生对电气工程专业的研究内容和社会贡献有直观理解，激发学生的好奇心和专业兴趣；借助于本装置的相关部件和原理，对电气工程专业的课程设置加以介绍，更便于学生了解课程体系以及各门课程之间的相关性[6]。

2 新生研讨课的设想

计划开设的新生研讨课为“电力电子变换技术的基本原理和实践”，其基本设想如下：

2.1 课程内容

课程面向对电气工程本科及研究生新生，最大选课人数为20人。

课程以一种最基本的直流电源变换器的设计为示例，深入浅出介绍线性电源和高频开关电源的基本知识、原理和实现手段，并通过示例样机建立感性认识，从而使学生理解电力电子变换的理论和方法，并通过具体问题分析、解决和实验的过程引导，使学生对科研的内涵、方法和过程有所领悟。同时希望通过本课程的具体研究示例，反映电气工程技术的研究方法和应用价值，反映电气工程学科的知识体系和结构，激发学生的学习热情。

在课程学习过程中，涉及到磁性材料、半导体器件和金属工艺等对该选题性能和价格的影响，有助于学生理解学科交叉和相互影响与制约关系。

在课程学习过程中，教师课堂讲授、学生自主查找资料和课堂报告互动讨论相结合，使学生在主动参与和充分交流中激发研究和探索的兴趣，体验学术活动的一般过程，了解科学的思维方式与研究方法，培养创新意识与创新能力。

2.2 课程目标

以一种最基本的直流电源变换为例，深入浅出地介绍线性电源和高频开关电源的基本原理和手段，从而使学生理解电力电子变换的基本原理和方法，并通过问题分析、解决和实验的过程引导，培养学生科学的思维方式与研究方法，使其对科研的内涵、方法和过程有所领悟。通过设计过程，让学生理解学科交叉和相互影响与制约。

在此过程中，同时培养学生的团队合作精神和能力，锻炼学生书面和口头表达的能力。

2.3 教学大纲

课程课内计划学时为16学时。

(1)绪论： 主要是示例直流变换器的应用场合和基本要求，尤其结合日常生活中的应用；介绍基本的电学知识。

(2)解决方案一(线性变换)：即传统的解决方法，首先由教师讲解变换的基本原理和方法、相关器件知识，学生自主查阅资料、学习了解简单的器件和电路知识；讨论设计方案、部件及其工作原理。

(3)解决方案二(高频开关变换)：即应用现代电力电子学(大三专业主干课程)的解决方案。课堂上教师讲解其基本原理和方法、相关器件知识，学生自主学习器件和电路资料查阅，讨论设计方案。

(4)利用事先制作的示例样机，对其进行实验和测试演示，同时认识其关键部件实物，学生通过观测关键波形领会电路的基本工作原理，建立对示波器等仪器设备的感性认识；对数据测试、处理和分析方法有初步认识

(5)比较研究：通过两种方案在性能、体积、重量和成本等方面的比较，学生理解效率、功率密度等电力电子学的基本概念，从而理解电力电子技术学科对社会进步的贡献。

(6)课程总结和学习报告：学生在课堂上交流，总结分析、解决问题和达成目标的方法和过程，理解工程学科科研的方法和目的；以小组形式做口头报告并讨论。

3 实施效果与感想

本课程目前已经开设了一届，选课生源八成来自本专业学生，也有一些其它专业的学生是希望籍此开拓视野或有助于自己未来选择研究方向。

(1)选生对新生研讨课的期望值很高，好奇心强、也充满热情。作为新生接触本专业为数不多的机会和窗口，可以预料本课程的教学效果将在很大程度上影响到他们对本专业后续课程的学习热情。

(2)大一新生的电学理论基本上为零，如何深入浅出、简明扼要地组织和介绍必要的电学等基础知识，架起跨越到电力电子变换基本原理和方法的桥梁，是一个挑战。本研讨课着重从物理概念结合数学表达和样机实验测试的角度，理性和直观认识相结合以及比对的手法，令电力电子变换的基本原理和本质特性给学生留下冲击性的深刻印象。并举一反三，使学生发现电力电子学就在我们的身边、极大地影响着我们的生活。

(3)学生对“动手实践”的兴趣浓厚，因此，在课程进行过程中的各个环节，增加学生动手操作和互动片断、而尽量减少理论性讲述的时间比例。比如印刷电路板的绘制、焊接和波形观测等。当然这意味着需要较多的研究生助教的投入。

4 结语

新生研讨课是一种相对新鲜的教学形式，其作用和意义在国内外知名大学已经得到充分验证，而我们初涉新生研讨课，对其作用、定位和目标的理解尚为粗浅，需要在学习和实践中不断改进，与时俱进，使其发展成熟。本文介绍了设计题为“电力电子变换技术的基本原理和实践”的新生研讨课的初衷、课程的主要教学内容和教学大纲以及实施效果和感想。我们通过本研讨课，希望能使学生理解电力电子变换的基本原理和方法，并通过问题分析、解决和实验的过程引导，培养学生科学的思维方式与研究方法，使其对科研的内涵、方法和过程有所领悟，并理解学科交叉和相互影响与制约。同时，激发起学生对电气工程专业的好奇心和探索兴趣。