［摘要］近年來，脈沖功率技術(shù)在國防、科研領(lǐng)域取得了令人矚目的研究成果，“脈沖功率基礎(chǔ)”是一門講解脈沖功率技術(shù)的專業(yè)課程，對(duì)電氣工程學(xué)科體系非常重要。立足于課程定位、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核等內(nèi)容，對(duì)武漢大學(xué)的“脈沖功率基礎(chǔ)”課程建設(shè)進(jìn)行了全面介紹，對(duì)脈沖功率技術(shù)與傳統(tǒng)文化相結(jié)合的課程思政建設(shè)進(jìn)行了初步探析，最后提出了未來的努力方向。希望后續(xù)能夠與開展相關(guān)課程的教師切磋探討，共同進(jìn)步。［關(guān)鍵詞］脈沖功率技術(shù)；課程建設(shè)；課程思政引言脈沖功率技術(shù)是基于國防科研需求發(fā)展起來的，以電氣科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，把電工新技術(shù)和高電壓大電流技術(shù)融為一體的新興學(xué)科［1-2］，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其體系已基本成熟。脈沖功率技術(shù)在國防科研和高新技術(shù)領(lǐng)域有著極為重要的應(yīng)用，而且現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用于工業(yè)和民用部門，它是高新技術(shù)研究的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一，有著極其廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前景。近年來，脈沖功率技術(shù)不斷吸收材料科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、人工智能等學(xué)科的新知識(shí)和新技術(shù)，在脈沖功率裝置的小型化、重復(fù)性、可靠性等方面有了長足進(jìn)步，拓展了其分析設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)了電工學(xué)科的發(fā)展。與此同時(shí)，我國一些高校進(jìn)行了卓有成效的脈沖功率技術(shù)課程建設(shè)工作，其中清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、海軍工程大學(xué)、國防科技大學(xué)等少數(shù)學(xué)校開設(shè)了脈沖功率技術(shù)專業(yè)課程，編寫了多本相關(guān)教材，發(fā)表了學(xué)術(shù)和教學(xué)相關(guān)著作。經(jīng)過多年努力，課程建設(shè)取得了較好的成績。例如2009年，武漢大學(xué)王瑩教授對(duì)脈沖功率技術(shù)的定義、歷史、組成、儲(chǔ)能或脈沖發(fā)生系統(tǒng)、脈沖壓縮或成形系統(tǒng)、負(fù)載類型及其應(yīng)用等進(jìn)行了全面論述，對(duì)脈沖功率科學(xué)體系進(jìn)行了梳理，編寫了《脈沖功率科學(xué)與技術(shù)》。2011年，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織專家對(duì)脈沖功率學(xué)科的發(fā)展方向進(jìn)行了專題研討，總結(jié)了當(dāng)時(shí)的研究成果，建議重點(diǎn)突破高功率、高可靠性、脈沖功率開關(guān)、能量轉(zhuǎn)換等4個(gè)技術(shù)方向［3］。2022年，海軍工程大學(xué)探討了“脈沖功率”課程的課程思政建設(shè)問題，從頂層規(guī)劃、思政元素挖掘和教學(xué)方式設(shè)計(jì)三個(gè)方面，探究了“脈沖功率基礎(chǔ)”課程思政建設(shè)的策略，從行業(yè)、國家、國際競(jìng)爭(zhēng)等角度，選取裝置、關(guān)鍵元器件、科研人員等作為思政切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定“四個(gè)自信”，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，將思政理論無痕地融入專業(yè)課學(xué)習(xí)中［4-5］。2023年，國防科技大學(xué)開展了研究生在“脈沖功率技術(shù)”課程上的實(shí)踐性教學(xué)探索，分析了“脈沖功率基礎(chǔ)”課程在電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科下物理電子學(xué)方向研究生教育中的基本情況，以及前期教育教學(xué)中遇到的一些問題，闡述了該課程的實(shí)踐性教學(xué)探索過程及取得的成效，給出了針對(duì)研究生前沿課程實(shí)踐性教學(xué)探索的若干建議［6］。武漢大學(xué)開設(shè)“脈沖功率基礎(chǔ)”課程已13年左右。筆者開展相關(guān)教學(xué)11年，逐漸形成了對(duì)脈沖功率技術(shù)的理解及課程建設(shè)風(fēng)格。為了推進(jìn)新工科建設(shè)與發(fā)展，深化高等工程教育改革，本文對(duì)課程的總體定位、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核、課程思政等方面進(jìn)行了總結(jié)和介紹，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式的改革，積極探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的新模式。一、總體定位“脈沖功率基礎(chǔ)”課程是武漢大學(xué)電氣工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程教材為北京航空航天大學(xué)出版社出版的《脈沖功率科學(xué)與技術(shù)》，該書是脈沖功率技術(shù)教學(xué)和研究的重要學(xué)習(xí)參考書。該書的特點(diǎn)是系統(tǒng)框架清晰、內(nèi)容豐富、論述全面、體系嚴(yán)謹(jǐn)。但是由于本課程學(xué)時(shí)有限，共28學(xué)時(shí)（2023年已改為32學(xué)時(shí)），僅能擇其重點(diǎn)、要點(diǎn)進(jìn)行講解，因此武漢大學(xué)“脈沖功率基礎(chǔ)”課程定位為：旨在通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解和掌握脈沖功率技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，初步培養(yǎng)學(xué)生在脈沖功率技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中分析和解決問題的能力。二、課程目標(biāo)根據(jù)《脈沖功率科學(xué)與技術(shù)》教材內(nèi)容框架，以及我校電氣專業(yè)特色和背景，提出了“脈沖功率基礎(chǔ)”課程的教學(xué)目標(biāo)，即讓學(xué)生理解和掌握以下4個(gè)方面的內(nèi)容：（1）熟悉脈沖功率技術(shù)的發(fā)展歷史及其與電力系統(tǒng)技術(shù)的相關(guān)性。（2）掌握脈沖功率技術(shù)的知識(shí)體系，包括脈沖功率技術(shù)的基本原理、基本結(jié)構(gòu)組成，重點(diǎn)掌握4種脈沖功率電源的充放電特性，開關(guān)與電源的配合方式及限制條件，電壓、電流等參量的測(cè)量方法。（3）熟悉脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，分析其在應(yīng)用中面臨的電磁、溫度、應(yīng)力等限制條件，分析一種典型應(yīng)用技術(shù)問題。（4）建立社會(huì)背景和工程背景，拓展學(xué)生的應(yīng)用分析思維，認(rèn)識(shí)更廣闊的知識(shí)體系和文化屬性，開展自我分析和批評(píng)，審視自身發(fā)展，培養(yǎng)人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)及社會(huì)責(zé)任感。三、課程內(nèi)容由于課時(shí)有限，無法按照教材進(jìn)行逐章講解，而是擇其框架和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行講解。本課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括掌握脈沖功率技術(shù)的基本原理、脈沖功率技術(shù)考察的特征量、高壓大功率脈沖裝置基本結(jié)構(gòu)形式（電容儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、慣性儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能）、脈沖功率系統(tǒng)開關(guān)（閉合開關(guān)、斷路開關(guān)、半導(dǎo)體開關(guān)等）、脈沖功率測(cè)量技術(shù)、等離子體技術(shù)以及脈沖功率技術(shù)的典型應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本課程開設(shè)在大三下學(xué)期，在此之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“電路”“大學(xué)物理”“工程電磁場(chǎng)”“電機(jī)學(xué)”“高電壓工程”等課程，因此容易理解“脈沖功率基礎(chǔ)”課程所涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。本課程為后續(xù)“高壓電器”“高電壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)”“電力拖動(dòng)與控制”等課程提供了研究方向、應(yīng)用案例和基礎(chǔ)分析方法，也為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中高電壓與絕緣技術(shù)方向提供了選題內(nèi)容和研究方法。四、教學(xué)方法新工科教育面臨兩大問題：一是學(xué)生知識(shí)面過窄，缺乏對(duì)工程及工程問題的基本認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)、解決工程實(shí)際問題的能力較弱；二是缺乏創(chuàng)新思維培育及創(chuàng)新能力訓(xùn)練［7］。教學(xué)方法創(chuàng)新是探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)、提升高等工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要抓手。選課之初，學(xué)生覺得脈沖功率技術(shù)是“高大上”的科學(xué)技術(shù)，充滿科幻色彩，因此充滿好奇，但也心存畏懼，怕難以聽懂。如何能在短短二十幾個(gè)學(xué)時(shí)中讓學(xué)生理解并掌握脈沖功率技術(shù)，這對(duì)教學(xué)方法提出了很高的要求。筆者在“脈沖功率基礎(chǔ)”課程實(shí)踐中主要采用了內(nèi)容PPT講解、難點(diǎn)提問、黑板作答、多媒體視頻呈現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室參觀、結(jié)課PPT匯報(bào)及評(píng)審等六種形式，通過線上線下不同渠道交流，不斷訓(xùn)練學(xué)生對(duì)典型脈沖功率電路的分析能力，修正學(xué)生對(duì)脈沖功率知識(shí)的理解，鍛煉其科技論文寫作的規(guī)范性。多年的課程實(shí)踐表明，目前所用的教學(xué)手段缺一不可。其中，PPT講解是基本授課過程，是最需要吸引學(xué)生注意力的部分，教師需要對(duì)課件不斷改進(jìn)完善，注重其邏輯性和表現(xiàn)力才能抓住學(xué)生的注意力。但畢竟這門課是選修課，部分學(xué)生重視度不夠，容易在課上走神或?qū)W習(xí)其他課程。難點(diǎn)提問和黑板作答是觸發(fā)學(xué)生緊張情緒，使其從溜號(hào)狀態(tài)緊急拉回學(xué)習(xí)狀態(tài)的重要方法，能夠有效幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)要點(diǎn)和難點(diǎn)。該方法特別適用于部分枯燥但很重要的知識(shí)點(diǎn)，是提高學(xué)生聽課效果的靈丹妙藥。但是上述方法不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此可增加多媒體視頻和實(shí)驗(yàn)室參觀環(huán)節(jié)。利用網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)質(zhì)的視頻資源能夠讓很多脈沖功率技術(shù)的表現(xiàn)力更直觀、更震撼，能夠極大提高學(xué)生的注意力。通常講解普通PPT課件的抬頭率僅有60%～70%，而在播放多媒體視頻和在實(shí)驗(yàn)室參觀時(shí)，學(xué)生的抬頭率會(huì)達(dá)到90%以上。結(jié)課報(bào)告中很多學(xué)生反饋要進(jìn)一步提高多媒體視頻和實(shí)驗(yàn)室參觀的教學(xué)占比。結(jié)課PPT匯報(bào)及評(píng)審是考查學(xué)生對(duì)脈沖功率技術(shù)應(yīng)用的匯報(bào)，學(xué)生通過選題及PPT匯報(bào)評(píng)審旁聽，能夠了解到脈沖功率技術(shù)應(yīng)用面廣，所含技術(shù)包羅萬象，能夠從工程實(shí)際角度認(rèn)識(shí)脈沖功率技術(shù)不同方法的優(yōu)點(diǎn)和局限性，獲得寫作能力和分析研究問題的能力。該方法適合新工科建設(shè)要求的課堂知識(shí)學(xué)以致用，在工程訓(xùn)練中提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，是不可或缺的教學(xué)方法。上述六種教學(xué)方法得到了學(xué)生的充分肯定，幫助筆者實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。五、課程考核課程考核是“脈沖功率基礎(chǔ)”課程解決新工科教育難題的另一個(gè)有效手段。按照課程內(nèi)容布置作業(yè)和考核，課程考核方法上鼓勵(lì)學(xué)生分組開展仿真實(shí)驗(yàn)，并形成較為系統(tǒng)的研究成果，盡早實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合，踏入工程研究的門檻，這樣在開展本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生項(xiàng)目時(shí)能夠快速上手。目前“脈沖功率基礎(chǔ)”課程的選課學(xué)生有1/3正在開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，由于脈沖功率技術(shù)涉及眾多學(xué)科交叉及創(chuàng)新，學(xué)生所開展的國家級(jí)、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐課題大多能夠用于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，因此鼓勵(lì)他們將“大創(chuàng)”課題內(nèi)容作為課程報(bào)告。通過問卷調(diào)查了解學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，課程安排合理，內(nèi)容豐富，考核方式得當(dāng)，大多數(shù)學(xué)生感覺學(xué)習(xí)壓力適中，基本掌握了脈沖功率的作用機(jī)理。學(xué)生認(rèn)識(shí)到電氣科學(xué)是一個(gè)很大的學(xué)科，電力系統(tǒng)雖然非常重要，但脈沖功率技術(shù)涉及武器、大科學(xué)裝置、民用等方方面面，也是非常有意義的學(xué)科。學(xué)生開闊了眼界，對(duì)電氣學(xué)科有了更加立體的認(rèn)知，其中的Marx發(fā)生器、特斯拉線圈、電感儲(chǔ)能放電裝置等內(nèi)容讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到高功率脈沖實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)之巧妙。通過講解和提問讓學(xué)生逐步理解脈沖功率的內(nèi)涵、知識(shí)體系、脈沖電壓、電流放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)等，提高了學(xué)生開展科學(xué)研究的興趣，鍛煉了學(xué)生的科研能力。六、課程思政思想政治建設(shè)是高校課程改革的重要內(nèi)容之一。2019年，清華大學(xué)于歆杰教授總結(jié)了理工科常見的對(duì)課程思政的7個(gè)錯(cuò)誤或片面觀點(diǎn)，論證了理解開展思政教育的必要性，從如何立德樹人、開展價(jià)值塑造、進(jìn)行能力培養(yǎng)等不同層面闡釋了課程思政方法［8］。課程思政對(duì)培養(yǎng)脈沖功率技術(shù)人才同樣具有重要作用。除了采用多媒體等手段使學(xué)生深入了解脈沖功率知識(shí)外，本課程專門從傳統(tǒng)文化和科學(xué)名人等角度進(jìn)行了課程思政建設(shè)。課程用1個(gè)學(xué)時(shí)介紹了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，如太極拳和中醫(yī)等。首先基于平時(shí)的視頻、新聞等討論大家對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的認(rèn)識(shí)和質(zhì)疑，然后本課程通過波形、力學(xué)分析，讓學(xué)生明白中醫(yī)的治病原理和太極拳的技擊技巧，通過邏輯推理，分析和理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，讓學(xué)生帶著問題思考。通過講解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中蘊(yùn)含的脈沖功率概念，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的認(rèn)同感，堅(jiān)定文化自信。課程用2個(gè)學(xué)時(shí)介紹了尼古拉·特斯拉，介紹了其對(duì)電氣學(xué)科和脈沖功率學(xué)科的貢獻(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生開發(fā)想象力和質(zhì)疑精神，更加平衡地開展科學(xué)研究工作。課程用1個(gè)學(xué)時(shí)開展了電磁線圈發(fā)射技術(shù)講座及課程訓(xùn)練點(diǎn)評(píng)，讓他們了解工程設(shè)計(jì)需要從多角度考慮，不但要解決電磁溫度應(yīng)力等耦合問題，還要關(guān)注環(huán)境友好、成本低廉等因素，這樣才能做出受歡迎的產(chǎn)品，得到令人信服的結(jié)果。課程思政取得了一定效果：（1）科學(xué)學(xué)習(xí)方法。培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)分析問題，開展模型仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，把問題和解答刻畫完整，是需要投入時(shí)間精雕細(xì)刻的。（2）端正對(duì)于科學(xué)本身的態(tài)度?？茖W(xué)的態(tài)度是不迷信，課程在講解太極拳、中醫(yī)的基本原理時(shí)，很多學(xué)生都認(rèn)為是迷信，雖然大家沒有學(xué)習(xí)接觸過，但是由于影視宣傳耳濡目染，想當(dāng)然地認(rèn)為這些都是迷信，當(dāng)筆者給大家講解完，學(xué)生恍然大悟，認(rèn)識(shí)到原來可以這么理解人體、理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，頓時(shí)就不神秘了。（3）認(rèn)識(shí)到脈沖功率科學(xué)就在我們身邊。通過體育鍛煉、太極拳、中醫(yī)、聲音傳播、按摩、武器應(yīng)用、科學(xué)裝置等，學(xué)生發(fā)現(xiàn)脈沖功率一直在我們身邊，要用科學(xué)的眼光去發(fā)現(xiàn)身邊的科學(xué)密碼。七、改進(jìn)方向上文簡(jiǎn)要介紹了“脈沖功率基礎(chǔ)”課程建設(shè)的基本思路和實(shí)施方法。雖然課程建設(shè)思路更加明確，得到了學(xué)生的肯定，但是根據(jù)學(xué)生的課程反饋意見、教學(xué)方法的進(jìn)步、脈沖功率技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向等，需要繼續(xù)完善課程體系建設(shè)，未來擬進(jìn)行以下五個(gè)方面的改進(jìn)：（1）為了適應(yīng)脈沖功率新概念武器、大科學(xué)裝置新一輪建設(shè)、新型電力系統(tǒng)等方面的研究進(jìn)展，需要不斷補(bǔ)充、更新這三個(gè)方面的教學(xué)內(nèi)容和考核題目。（2）增加布魯姆林傳輸線、脈沖等離子體方面的內(nèi)容，這是脈沖功率技術(shù)兩個(gè)非常重要的知識(shí)點(diǎn)，但之前由于課時(shí)有限，只是一帶而過，對(duì)于新增課時(shí)可以對(duì)這兩項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行更全面的講解。（3）為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化對(duì)脈沖功率基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，增加演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器