新工科背景下電類專業(yè)基礎(chǔ)課改革與實(shí)踐

沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院 李姿 陳玉玲 孔德尉

新工科從2016年被提出，是我國(guó)工程教育的一大革新，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，“中國(guó)制造”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是引領(lǐng)社會(huì)進(jìn)步的思想動(dòng)力源，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是大學(xué)的主要任務(wù)。新工科中蘊(yùn)含著五新，即“新理念、新思路、新方法、新發(fā)展、新要求”。

2017年6月，教育部召開的新工科研究與實(shí)踐專家組第一次工作會(huì)議上審議通過了《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，在該指南中提出了新工科建設(shè)的指導(dǎo)意見，主要包括“注重創(chuàng)新模式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、質(zhì)量保障、分類發(fā)展”等要求。

信息與控制學(xué)院共計(jì)8個(gè)專業(yè)，其中電類基礎(chǔ)課程覆蓋其中的6個(gè)專業(yè)。電工基礎(chǔ)教研室主要負(fù)責(zé)信息學(xué)院電類基礎(chǔ)課和相關(guān)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的講授，主要課程包括“電路”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“數(shù)字邏輯和數(shù)字電路”和“電工電子技術(shù)”，主要實(shí)訓(xùn)包括“電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)”和“模數(shù)電綜合實(shí)訓(xùn)”等集中實(shí)踐環(huán)節(jié)。

電類基礎(chǔ)課程作為信息學(xué)院電類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其理論內(nèi)容多、實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生需要在理論的指導(dǎo)下抽象出解決實(shí)際問題的電路模型，并能通過實(shí)踐提高對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。

1 電類基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀

目前，學(xué)生在電類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)存在以下幾個(gè)問題。

（1）模擬電子技術(shù)課程中的某些概念理論性較強(qiáng)，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)理解還較為吃力，認(rèn)為其枯燥、無(wú)頭緒。

（2）分析電路時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確說明電路的基本功能。

（3）數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于邏輯抽象及狀態(tài)賦值的問題不能準(zhǔn)確把握。

（4）電路與模擬電路課程之間的關(guān)聯(lián)性較大，學(xué)生對(duì)于前續(xù)課程某些知識(shí)點(diǎn)理解不到位，直接導(dǎo)致后續(xù)課程內(nèi)容的掌握效果不佳。

（5）理論內(nèi)容與實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密，實(shí)踐中對(duì)驗(yàn)證類的項(xiàng)目多，綜合設(shè)計(jì)類的項(xiàng)目少，學(xué)生缺少實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)效果不理想。

2 電類基礎(chǔ)課程體系改革方向

通過理解新工科的內(nèi)涵，結(jié)合信息學(xué)院的實(shí)際情況，電類專業(yè)基礎(chǔ)課程需要進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)踐性教學(xué)地位，完善電類基礎(chǔ)課程教學(xué)體系。通過課程團(tuán)隊(duì)、師生合作、產(chǎn)教融合、以賽促學(xué)等途徑強(qiáng)化教學(xué)的實(shí)施效果；通過加強(qiáng)社會(huì)實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式來(lái)拓寬教學(xué)的內(nèi)涵和空間。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

沈陽(yáng)工學(xué)院是一所地方應(yīng)用型院校，電類基礎(chǔ)課程是工科類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)踐性較強(qiáng)，涉及電氣、自動(dòng)化、通信、電信、計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足“新工科”人才培養(yǎng)的需求，故課程團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)過多方調(diào)研，積極努力調(diào)整課程內(nèi)容與授課方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

電工教研室涉及的“電路”“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程率先走出了改革的步伐：課前利用自建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)視頻的預(yù)習(xí)，課上采用現(xiàn)代化教學(xué)手段“雨課堂”或“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)現(xiàn)師生的實(shí)時(shí)互動(dòng)，隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的情況增加適當(dāng)?shù)臏y(cè)試題目，或分組討論總結(jié)課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，適當(dāng)發(fā)放課堂紅包活躍氣氛，讓學(xué)生在課中做“主體”。課后根據(jù)學(xué)生的情況在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中與學(xué)生積極互動(dòng)，并開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生積極投入到實(shí)驗(yàn)室中，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力（圖1）。

圖1 自建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

2.2 系統(tǒng)化知識(shí)框架，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力

思維導(dǎo)圖是對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)及與其相關(guān)聯(lián)的知識(shí)有機(jī)融合的簡(jiǎn)單、明了的圖形。思維導(dǎo)應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的思維“地圖”，其簡(jiǎn)單卻又極其有效，對(duì)于高效地復(fù)習(xí)有很大的幫助。故“數(shù)字電子技術(shù)”課程組率先將思維導(dǎo)圖引入課程中，引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖實(shí)現(xiàn)對(duì)每一階段性知識(shí)點(diǎn)集合的總結(jié)中，有助于學(xué)生對(duì)課程體系的深入理解（圖2）。

圖2 學(xué)生思維導(dǎo)圖作品

2.3 加大實(shí)踐教學(xué)力度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

根據(jù)各專業(yè)人才培養(yǎng)調(diào)研情況，結(jié)合課程內(nèi)容，電類各專業(yè)課程團(tuán)隊(duì)一直認(rèn)為應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力這個(gè)切入點(diǎn)實(shí)施課程教學(xué)改革，加大課程中實(shí)踐教學(xué)的比例，充分利用課程中的理實(shí)融合、課堂中的實(shí)操練習(xí)、仿真練習(xí)、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)等實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的考查（圖3）。

圖3 自制仿真項(xiàng)目

電類基礎(chǔ)課程中都在理論講解過程中穿插生產(chǎn)實(shí)際、企業(yè)案例等讓學(xué)生真實(shí)感受到企業(yè)崗位的真實(shí)案例，通過實(shí)驗(yàn)課程中的理論設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、元器件操作驗(yàn)證等一系列過程使學(xué)生對(duì)企業(yè)真實(shí)化設(shè)計(jì)流程有了初步了解，并通過軟硬件的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的全方位培養(yǎng)。

2.4 建立合理的考核機(jī)制，注重學(xué)習(xí)的積累過程

考核是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)一門課程學(xué)習(xí)的有效途徑與方法，多元化的考核方式可以更加全面地考核學(xué)生。電類專業(yè)基礎(chǔ)課程在近幾年的教學(xué)改革中力求“重過程考核、重實(shí)踐考核”，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，并建立較為完善的實(shí)踐考核機(jī)制，從實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)中觀察學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的操作過程，從實(shí)踐考核中觀察學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院電類基礎(chǔ)課出發(fā)，提出了新工科背景下的電類基礎(chǔ)課的教學(xué)改革思路與方法。在新工科教育理念的引領(lǐng)下，為提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提出了教改的一系列方案，上述教學(xué)改革思路與方法還在進(jìn)一步實(shí)踐中，雖取得了階段性成果，但還需要進(jìn)一步的完善。