李生虎 张兴 张晶晶
合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽 合肥 230009
1998年教育部改革本科专业，在设置电气信息类大类本科专业时，不再按电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制等二级学科招生，而是合并为电气工程及其自动化专业，进行统一培养。该专业以强电为主、强弱电结合，培养复合型、创新型电气工程领域高级工程技术人才。最近几年，该专业改革总体趋势是：重视基础知识、缩减理论课时、强化动手实践能力。同时，学习效果考核方式也在发生变化：以前课程成绩大多基于期末考试，较少兼顾出勤、作业等；
现在强调多角度考核，包括课堂交互（提问/测试）和期中考试等，出勤率占比逐渐降低甚至取消。上述改革增强了师生互动以提高学生的学习兴趣，丰富了考核角度，提高了成绩评定的客观性。但是也应该看到，因为课程体系变化、课时大幅压缩、教师科研压力增加，考核在执行过程中也出现了一些偏差，有可能误导学习目标、降低学习效果。
本文将对电气信息类强电专业课程特点和教学班具体情况进行分析，然后对考核方式进行探讨。
电气信息类强电专业的专业课程包括工程电磁场、电机学、电力拖动基础、电力系统稳态分析、电力系统电气部分、电力系统暂态分析、电力系统继电保护、直流/交流调速控制系统、高电压技术、高电压试验技术、电气设备在线监测与故障诊断、电力电子技术等内容，辅以实验、实习、课程设计、毕业设计等实践环节。其中理论课程具有以下特点。
（一）不同课程差异较大
部分课程分属不同二级学科（见图1）。在同一学科内，一方面不同课程内容间存在相互衔接交错（见表1）的情况；
另一方面，课程之间差异大，即使是同一教师也很难讲授不同课程。因此，为便于学生学习，教师需要让学生尽快习惯和接受课程内容、教学方式和考核方式。
（二）对课程内容进行筛选
考虑到宽口径需求，现在部分专业课时缩减20%～40%，根本不可能讲解完全部内容。因此，需要教师在更高层次上斟酌取舍、有效串联，帮助学生降低学习难度。
（三）教学有一定深度
建立基本专业概念固然必要，但是不能止步于此，更不能要求学生死记硬背。应该善于拆解复杂公式和算例，引导学生通过理解概念、推导公式、跟踪算例、撰写作业把问题吃透弄懂。要允许学生犯错、鼓励学生提问。这样的学习更类似于毕业设计和研究生学习，学生记忆时间更长，在后续工作和学习中更容易做进一步拓展。
（一）题目类型的选择
电气学科课程试卷，可以有填空、选择、判断、绘图、名词解释、计算、问答等题型。实际选择哪些考核方式，应结合授课内容、考虑课程特点。
表2大致统计了电力系统暂态分析课程教材各章公式和例题。由此可见该课程特点：公式多、计算多、计算量大、学习难度大、习题数量有限。
根据课程和教材特点，可以制定以下考核方式。
1.可采用填空、选择、判断、名词解释等简单客观题，但是这些题型不宜过多，因为即使学生不理解这些知识点，也可快速背诵记忆，过于功利性。若课堂表现、课后作业、简单客观题，占到总分的60%～70%，将大大降低学习难度，影响成绩较好的学生的学习斗志。
2.问答和计算更为重要，因为可以考核学生掌握知识的程度和解决问题的能力。限于考试时间，可将一个大问题拆解为多个小知识点，便于回答或计算。
3.考题不求创新、挖坑，重在理解和掌握工程问题解决方法。
4.问答和计算题知识点多，阅卷时容易遗漏或判断错误，为此需要逐题而非逐卷阅卷，减少主观情绪影响，提高成绩公平程度。
对于电气工程等重型工科，简单考会或者不会、背书、蒙猜，不符合教学规律，也不能满足行业需求，无法提高学生的学习兴趣。工程问题需要学生对知识进行积累和连续思考、深入计算，才可以解决。
例如图2给出的一道短路计算题。已知负荷为感性负荷（便于计算故障点电压初值），线路零序电抗为3 倍正序电抗。在变压器T高压侧两相短接经电感（2Ω）接地。基准功率取100MVA。
待求：（1）标么值等值电路、三序等值阻抗、故障点故障前电压。（2）故障后瞬间，故障点对地三相/三序电流/电压。（3）故障后瞬间发电机侧三相电流，以及与故障前电流比值。（4）故障后t=0.1s时短路点对地正序短路电流、总短路电流。
这道题目电路很简单，但是涉及标么值参数、三序等值阻抗、不对称短路、任意时刻短路电流曲线、故障叠加原理等知识点，求解过程靠背书无大用。学生如果能够理清结题思路，哪怕计算有误，也胜于回答很多判断、选择题。
（二）增设期中考试
引入期中考试，虽然增加了学生、授课教师、监考教师和教室管理人员的工作量以及时间协调难度，但是期中考试可以帮助学生尽快适应课程内容、教师授课、考题风格。学生即使期中成绩不理想，还有机会弥补，无须补考或重修，从而降低了一考定成绩的偶然性。
期中考试可以更多地采用问答、计算等题型，题数不宜太多，并需要预估好计算量，以保证充裕的答题时间。教师应利用平时作业讲解和课堂练习，有意识地培养学生的计算能力。在期中考试后，教师应讲解答案并组织学生进行讨论，因为大学期末考试往往没有答案讲解，导致知识盲点始终存在。
期中考试试卷和期末考试试卷的内容与形式需要大致衔接。期中已经考过的内容期末考试可适当弱化，但是不建议不考。考虑课程进度和内容范围，期末考试试卷的分量和难度需要明显高于期中考试。
以下对笔者讲授的3 门专业课程及1102 份试卷成绩进行分析，见表3。
（一）期末考试分析
对课程A，图3 给出期末考试成绩分布，图4 给出期末考试累积概率分布。课程A 学生均分为86.47 分，整体较为理想（选修该课程学生基础差异较大，因此出题难度有所降低），成绩标准差5.00 分（因为分数区间收窄，成绩较为集中）。
图5 和图6 给出课程B 期末成绩及其累积概率分布，从中可看出后两组成绩有明显下降。表4 给出课程B的期末考试成绩均值和标准差，可以看出，随着成绩的下降，分数分布也更为分散。后两组成绩下降的原因是大幅增加了平时分比例，使得及格难度大大降低，期末考试重要性下降。
（二）期中/期末考试对比
课程C 近3 年期中和期末考试类型、分值比例见表5，其中公式推导证明归入计算题。期中和期末考试均没有采用选择、判断、填空、名词解释等题型。
图7 给出2017 年课程C 期中和期末考试成绩分布。图8 给出2017 年课程C 期末成绩增量，说明大部分学生增量为正，即期末考试成绩有所改善。图9给出2017年课程C 期中、期末考试成绩累积概率分布，可以看到期末考试曲线上升较迟，说明低分段人数更少。
图10—图13给出2018年和2019年课程C成绩分析结果，均可得到类似结论：期末考试成绩大多有所提高。
表6 对比了3 个年份的成绩均值和方差，显示相比期中，期末成绩平均提高了4～8 分。2017 年期末成绩标准差稍有增加，后两年标准差明显降低。而且上述成绩提高是在期末试卷分量更重、难度更大的情况下实现的，由此可见期中考试确实可以有效改善学习效果。
本文从电气工程学科培养目标和存在的问题出发，探讨了强电类专业课程的特点和学习难度，分析了题目类型设置和期中考试的必要性。选择所授专业课程，分析课程难度和成绩分布关系，对比期中考试和期末考试成绩，得到以下结论。（1）强电类专业课计算难度大，不能仅依靠课堂交互、选择、判断等快餐式考核。综合问答、计算等形式更适合衡量学生掌握专业知识程度，锻炼其动手解决问题的能力。（2）考虑专业课程内容、教师授课风格差异，引入期中考试有助于学生适应课程、改进学习方式、提高考试成绩，但是要求教师在授课时，不能泛泛介绍概念，需要花时间讲解例题和习题。
当然，课程考核成绩只是结果，更为重要的是培养过程。教师应增加备课时间、细致授课、多回答疑问，让学生对专业知识更感兴趣，增强学生的学习自信心，从而提高课程学习效果。
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