“新工科”背景下電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

摘 要 通過對(duì)傳統(tǒng)電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題分析以及對(duì)新興工科人才的要求，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要意義，并以食品類專業(yè)為例，探討具體改革方案。

關(guān)鍵詞 新工科;電工學(xué)實(shí)驗(yàn);學(xué)科交叉融合

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展出現(xiàn)了新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)與新模式，傳統(tǒng)工科教學(xué)已經(jīng)不能滿足新經(jīng)濟(jì)的需要，國(guó)家開始大力發(fā)展和探索“新工科”[1]。 新興工科人才不僅要在某一學(xué)科上研究精深，還應(yīng)具有“學(xué)科交叉融合”的特征，不僅能運(yùn)用所掌握的知識(shí)去解決現(xiàn)有的問題，還有能力學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)以應(yīng)對(duì)未來發(fā)展出現(xiàn)的新難題，對(duì)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到引領(lǐng)作用。

現(xiàn)代科技的發(fā)展使電工技術(shù)滲透到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。當(dāng)今時(shí)代是人工智能的時(shí)代，電工技術(shù)作為人工智能實(shí)現(xiàn)的重要載體與各行各業(yè)緊密結(jié)合，不僅高科技領(lǐng)域，還與衣食住行和文化生活息息相關(guān)。

“電工學(xué)”課程是一類面向非電類專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的電技術(shù)基礎(chǔ)課，目的是使學(xué)生獲得電工技術(shù)的基本理論知識(shí)及初步實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)科的交叉提供延伸的接口，培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)人才[2]?，F(xiàn)今很多學(xué)科實(shí)驗(yàn)及科研項(xiàng)目的開展離不開電工學(xué)的技術(shù)支持。武漢輕工大學(xué)電工電子示范教學(xué)中心為了適應(yīng)“新工科”建設(shè)背景對(duì)人才的需求，主動(dòng)探索人才培養(yǎng)的新模式，打造教育和教學(xué)的新質(zhì)量。

1傳統(tǒng)電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題

電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不同于傳統(tǒng)的隨理論課開設(shè)模式，而是采用獨(dú)立設(shè)課模式，且該課程面向的是未經(jīng)過專業(yè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)技能經(jīng)驗(yàn)較少的二年級(jí)學(xué)生，能夠幫助學(xué)生“承上啟下”地連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，電工學(xué)實(shí)驗(yàn)以進(jìn)行與理論學(xué)習(xí)相關(guān)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在一個(gè)學(xué)期內(nèi)對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。雖然可以鍛煉基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，但是由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)本身缺乏探索性和挑戰(zhàn)性，學(xué)生的思考空間很小，學(xué)習(xí)積極性不高，且各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容互相獨(dú)立，學(xué)生很難成體系的掌握實(shí)驗(yàn)技能和方法。另一方面，各專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊一致，與工程應(yīng)用結(jié)合程度低，缺乏與各專業(yè)背景相關(guān)的學(xué)科交叉及生活實(shí)踐知識(shí)，難以很好的解決工程應(yīng)用問題。

為了更好地培養(yǎng)新興工科人才，電工學(xué)實(shí)驗(yàn)作為工科院?；A(chǔ)訓(xùn)練的重要課程之一，如何在實(shí)際教學(xué)過程中提高學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)迫切需要解決。

2改革思路

“ 新工科” 背景下的學(xué)科交叉與融合，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)即可體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)授課強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，不同專業(yè)對(duì)電工學(xué)的需求各不相同，故實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要結(jié)合專業(yè)背景，首先要打破“大鍋飯”式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生分類教學(xué)。教師需要圍繞專業(yè)培養(yǎng)方案、實(shí)際教學(xué)情況和專業(yè)應(yīng)用情況，結(jié)合授課對(duì)象的專業(yè)特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)需求設(shè)計(jì)與專業(yè)相關(guān)的電類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如生產(chǎn)上用到的吹膜機(jī)組中往往裝備多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，所以要求包裝工程專業(yè)的學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)基于延時(shí)繼電器、交流接觸器的多電動(dòng)機(jī)控制的設(shè)計(jì)任務(wù)。先從最簡(jiǎn)單的直接啟動(dòng)開始，依次要求學(xué)生設(shè)計(jì)點(diǎn)動(dòng)、常動(dòng)、正反轉(zhuǎn)等相關(guān)的電路，更深一步可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制電路并連線實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能[3]。在這個(gè)過程中讓學(xué)生能真切感受到所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工作和生活中的用處，同時(shí)還能夠幫助學(xué)生建立起工程意識(shí)，并開展工程思維方式和工程實(shí)踐能力訓(xùn)練。

另外授課教師應(yīng)與相關(guān)專業(yè)教師建立長(zhǎng)期聯(lián)系，收集整理典型教學(xué)案例，亦可將專業(yè)教師科研成果引進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，相關(guān)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合。這是一個(gè)溝通和積累的過程，可以相對(duì)固定各專業(yè)的“電工學(xué)”授課教師，做出與時(shí)俱進(jìn)，并有專業(yè)針對(duì)性的教學(xué)案例[4]。

3以食品類專業(yè)為例淺談改革

電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是食品類專業(yè)設(shè)置的一門基礎(chǔ)核心課程，位于課程體系的前期學(xué)習(xí)，在整個(gè)食品加工類專業(yè)課程體系中起技術(shù)支持的作用。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生能夠有安全用電知識(shí)、能讀懂電路圖及進(jìn)行簡(jiǎn)單電路連接，能夠操作和維護(hù)常見食品機(jī)械電氣設(shè)備，具有良好的食品機(jī)械操作及保養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，對(duì)“電工學(xué)”課程內(nèi)容進(jìn)行了教學(xué)模塊的有機(jī)劃分，包括電工基礎(chǔ)知識(shí)、電路分析方法、三相交流電路、磁路與繼電器、模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)、電工測(cè)量與安全;然后，根據(jù)專業(yè)特色及需求對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行整合重組，比如食品科學(xué)與工程專業(yè)，根據(jù)其專業(yè)需求，重點(diǎn)講解三相交流電路、磁路與繼電器和電工測(cè)量與安全，以提高其食品工廠的應(yīng)用性。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上，以磁路與繼電器環(huán)節(jié)為例，設(shè)計(jì)了繼電器控制牛奶攪拌機(jī)轉(zhuǎn)向的電路，使學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)電工學(xué)對(duì)于專業(yè)的價(jià)值，增強(qiáng)課程自信[5]。

4結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)是鞏固理論知識(shí)的有效途徑，是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動(dòng)手能力的重要平臺(tái)，本文對(duì)在“新工科”背景下從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科交叉融合做了一些改革和探索，并取得了初步成效，但尚未達(dá)到系統(tǒng)化、理論化的高度。在人才培養(yǎng)模式不斷深化改革的形勢(shì)下，只有不斷探索、改革、創(chuàng)新教學(xué)方式方法，才能提升學(xué)生參與電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的積極性，進(jìn)而獲得更好的教學(xué)效果[3]。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡熙茜，侯世英，孫韜.“新工科”背景下電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與改革[J].工業(yè)和信息化教育，2019，（8）：13-16.

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[3] 杜東升，徐廣謙.高等農(nóng)業(yè)院校非電專業(yè)電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].新校園（上旬刊），2017，（2）：87.

[4] 佟麗娜，秦傳磊.面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“電工電子學(xué)”實(shí)踐教學(xué)探究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，（9）：16-18.

[5] 宋樹杰，趙武奇，張清安.“新工科”背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”課程教學(xué)體系改革的探索[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2019，479（9）：104-105，108.

作者簡(jiǎn)介

張玉姣（1984-），女;碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，現(xiàn)就職單位：武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院。