新工科視角下電工學(xué)教學(xué)改革實(shí)施探討

馮曉艷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 工業(yè)4.0時(shí)代的到來、《中國制造2025》給我國制造業(yè)制定了宏偉藍(lán)圖，新工科的概念應(yīng)運(yùn)而生，具體到高等教育領(lǐng)域，新工科對(duì)工科專業(yè)的學(xué)科建設(shè)、專業(yè)教學(xué)提出了新的教學(xué)要求。具體到電工學(xué)課程，授課教師就應(yīng)積極落實(shí)新工科理念的教學(xué)要求，積極實(shí)施教學(xué)改革，結(jié)合混合式教學(xué)模式，多層次教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“以人為本，因材施教”，挖掘?qū)W生的科研素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和能力成長，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛質(zhì)，為我國制造業(yè)培養(yǎng)出技術(shù)型、技能型人才。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 新工科;電工學(xué);教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）01-0164-02

我國是世界上制造業(yè)門類最齊全的國家，幾乎涵蓋了制造業(yè)大類下的每一項(xiàng)制造業(yè)，這是我國制造業(yè)引以為豪的成就，但是隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，我國制造業(yè)也面臨著升級(jí)換代的挑戰(zhàn)。為了促進(jìn)制造業(yè)的順利轉(zhuǎn)型，我國制定了工業(yè)4.0發(fā)展規(guī)劃，并頒布了《中國制造業(yè)2025》的宏偉目標(biāo)。制造業(yè)的升級(jí)換代離不開高等教育加強(qiáng)各種層次技術(shù)人才的培養(yǎng)，為了滿足社會(huì)各界對(duì)新興技術(shù)人才的需求，教育部適時(shí)提出了“新工科”的教育理念，給我國工科專業(yè)各門課程的教學(xué)提出了新的要求，作為一門核心課程，電工學(xué)的教學(xué)就應(yīng)積極落實(shí)新工科的理念要求，授課教師實(shí)施有效的教學(xué)，為我國制造業(yè)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新理念的技術(shù)型、技能型人才。

一、新工科與電工學(xué)教學(xué)

（一）新工科教育理念的特征

新工科是有別于傳統(tǒng)工科教學(xué)所提出的一種新的教學(xué)理念，是特定經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的產(chǎn)物。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速，產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)整、制造業(yè)的升級(jí)換代、社會(huì)各界環(huán)保意識(shí)等因素吹起了發(fā)展新興工科的號(hào)角，加之新興的工業(yè)技術(shù)、新材料新工藝、新的制造業(yè)模式等新興工業(yè)因素的要求，為了促進(jìn)工業(yè)專業(yè)教學(xué)的良性發(fā)展，滿足社會(huì)各界對(duì)新興工業(yè)技術(shù)人才的需求，我國教育部提出了新工科的教學(xué)理念，具體到教學(xué)領(lǐng)域，新工科教學(xué)應(yīng)以工程教育理念的要求為指導(dǎo)，調(diào)整傳統(tǒng)的學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)以優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分類發(fā)展與綜合發(fā)展，把新技術(shù)新材料新形態(tài)的知識(shí)內(nèi)容融入工科專業(yè)進(jìn)而演變出新的工科專業(yè)，促進(jìn)傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)換代，探索出人才培養(yǎng)的新型模式，不斷提升工科科學(xué)的教學(xué)效果，最終為我國制造業(yè)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神、具備實(shí)踐操作能力的技術(shù)型、技能型人才。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與教育領(lǐng)域的深度融合，也為新工科增添了新的教學(xué)內(nèi)涵，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)了新工科教學(xué)理念、教學(xué)模式的不斷創(chuàng)新，深深影響了新工科的教與學(xué)，新興的互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模式已經(jīng)成為深受歡迎的新工科教學(xué)模式?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)所帶來的在線教學(xué)模式不是單一地利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，而是包含著多種多樣的教學(xué)方式，隨著學(xué)者對(duì)互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式研究的不斷深入，推出了眾多適宜于電工學(xué)教學(xué)的在線學(xué)習(xí)模式，如小規(guī)模在線學(xué)習(xí)課程模式、混合式教學(xué)模式等。小規(guī)模在線學(xué)習(xí)課程模式適宜小規(guī)模的學(xué)習(xí)人群，教師可以挑選出特定目標(biāo)的學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，充分發(fā)揮目標(biāo)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性與積極性，進(jìn)而促進(jìn)他們的個(gè)性化發(fā)展，同時(shí)對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行有效控制，確保教學(xué)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn);混合教學(xué)模式則鼓勵(lì)傳統(tǒng)教學(xué)與在線教學(xué)實(shí)現(xiàn)深度結(jié)合，教師本著靈活多樣的原則來做好課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生不再受到時(shí)間和空間的限制來進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師還可以采用多元化的教學(xué)方法，在實(shí)施理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，還可以播放網(wǎng)絡(luò)視頻、使用實(shí)踐教學(xué)方式輔助軟件來優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)與動(dòng)手能力，達(dá)到傳統(tǒng)理論教學(xué)所起不到的效果。

（二）電工學(xué)教學(xué)

電工學(xué)是我國高校工科專業(yè)中非電專業(yè)開設(shè)的電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程，如機(jī)械、材料、動(dòng)力、車輛等，是連接這些專業(yè)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的有效橋梁，同時(shí)也是這些專業(yè)學(xué)生將理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作環(huán)節(jié)相結(jié)合的有效課程。這門課程的教學(xué)任務(wù)一般為48學(xué)時(shí)，分為理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)兩部分，學(xué)時(shí)各占一半。按照新工科的理念，電工學(xué)的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)就可以實(shí)施多樣化的方法與途徑。

二、新工科對(duì)電工學(xué)教學(xué)改革的具體要求

（一）利用在線學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

不可否認(rèn)的是，我國工科專業(yè)的學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)存在一定的差異，有的學(xué)生數(shù)學(xué)好一些，有的學(xué)生則物理知識(shí)好一些，傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師單單依靠在講臺(tái)上講授，這種不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。同時(shí)，這門課程還需要大量的課后實(shí)驗(yàn)來鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。對(duì)于實(shí)踐操作能力而言，這些學(xué)生也存在差異性，來自城市地區(qū)的學(xué)生動(dòng)手能力稍強(qiáng)一些，因?yàn)樗麄冊谥袑W(xué)階段做過了大量的實(shí)驗(yàn)，得到了一定的鍛煉;來自農(nóng)村地區(qū)的學(xué)生，由于教學(xué)資源與實(shí)驗(yàn)室場地的制約，能得到實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)并不多，這也需要教師考慮到差異性設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。理論教學(xué)中，教師可以按照新工科教學(xué)指南的要求，改變傳統(tǒng)的章節(jié)結(jié)構(gòu)模式，實(shí)施專題化講授，有重點(diǎn)、分層次地講授專題內(nèi)容，同時(shí)通過雨課堂、智慧課堂、微視頻學(xué)習(xí)等模式向不同層次的學(xué)生推送不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，鼓勵(lì)他們積極使用數(shù)字學(xué)習(xí)資料，樹立信息化學(xué)習(xí)理念，提升自主學(xué)習(xí)能力，查漏補(bǔ)缺，達(dá)到共同提高的目的。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，電工學(xué)包括基礎(chǔ)性驗(yàn)證性操作實(shí)驗(yàn)和綜合性設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)等兩個(gè)環(huán)節(jié)，教師也不一定讓全體學(xué)生都完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)差的學(xué)生可以重點(diǎn)演練第一個(gè)基礎(chǔ)性試驗(yàn)，提升動(dòng)手能力，然后再嘗試完成第二個(gè)環(huán)節(jié)中一些相對(duì)簡單的實(shí)驗(yàn);基礎(chǔ)好的學(xué)生可以直接跳過第一個(gè)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)操作第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，并嘗試引導(dǎo)他們進(jìn)行適度的科技攻關(guān)，這種分層次實(shí)驗(yàn)的做法讓不同層次的學(xué)生都得到鍛煉與提升。

（二）實(shí)施多元化考核方式

傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往通過期末一張?jiān)嚲淼某煽儊砼卸▽W(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這種試卷考核的方式很難全面反映出學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，新工科教育理念中最重要的一條就是參考工程教育精神，這種精神對(duì)于考核環(huán)節(jié)來說，就是重在過程考核，弱化期末試卷考試的分值比重。電子學(xué)教師就可以實(shí)施多元化考核方式，把學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)成績、期中期末考試成績納入學(xué)習(xí)考核中，通過加權(quán)算分的方式，來衡量客觀的學(xué)習(xí)成績，鼓勵(lì)學(xué)生把重心放在日常學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，徹底改變考試前幾天突擊復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。

（三）參加電子創(chuàng)新競賽

對(duì)于教學(xué)而言，創(chuàng)新不是無源之水、無本之木，學(xué)生需要吸收前人的理論成果、再搭配相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，才能完成創(chuàng)新精神培養(yǎng)的前期準(zhǔn)備。教師在為學(xué)生講授完理論知識(shí)，知道他們完成實(shí)驗(yàn)操作后，為了激發(fā)他們的創(chuàng)新熱情，就應(yīng)鼓勵(lì)這些學(xué)生走出課程，積極參加電子創(chuàng)新競賽，如大創(chuàng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”競賽、挑戰(zhàn)杯等競賽活動(dòng)，以賽代練，通過參加競賽的方式把自己的創(chuàng)意、創(chuàng)新、思維、構(gòu)思等意識(shí)類的知識(shí)具體轉(zhuǎn)化為實(shí)際模型，在同行、專家的指導(dǎo)下，不斷提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與動(dòng)手能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

三、新工科視角下電工學(xué)教學(xué)改革的實(shí)施措施

（一）優(yōu)化理論教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)施混合式教學(xué)

1.有效引導(dǎo)課前預(yù)習(xí)

傳統(tǒng)的單一講授方式時(shí)期，教師雖然也布置了課前預(yù)習(xí)的任務(wù)，但由于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，加之這門課程的理論性較強(qiáng)而且很多概念都很深?yuàn)W，學(xué)生在自我預(yù)習(xí)時(shí)往往摸不清頭緒不知道該如何下手，最后預(yù)習(xí)任務(wù)只能是不了了之。實(shí)施混合式教學(xué)后，教師就可以通過微信、QQ、雨課堂等在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，給學(xué)生推送重難點(diǎn)知識(shí)與解答方式，有計(jì)劃有目的有組織地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有的放矢的預(yù)習(xí)，為隨后的課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。隨后，教師再精選授課內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，把理論講授知識(shí)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、課堂討論內(nèi)容、課后作業(yè)以及參考書目等內(nèi)容通過視頻、課件、微視頻、快閃的方式，或進(jìn)行課堂講授，或利用網(wǎng)絡(luò)途徑提供給學(xué)生，方便后續(xù)學(xué)習(xí)。

2.有效組織課堂教學(xué)

通過前期的復(fù)習(xí)，學(xué)生對(duì)一些知識(shí)有了初步了解，但很多內(nèi)容還需要教師的講授與指導(dǎo)，教師不單單重視課堂講授，還可以挑選出一些在線資源，幫助學(xué)生攻克重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)。比如，知識(shí)點(diǎn)“基于PLC控制的智能生產(chǎn)”就是一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，而且具備應(yīng)用性特征，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)單純依靠教師的講授，很難把碎片化的知識(shí)內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，這種情況下，教師就可以通過智慧課堂、雨課堂等在線學(xué)習(xí)資源，給學(xué)生播放知名專家、教授或行業(yè)人士的專題講座，幫助學(xué)生加深理解與認(rèn)識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)到最前沿的知識(shí)。一些知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)還需要與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，教師可以把實(shí)驗(yàn)任務(wù)細(xì)分成各個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分成小組，每個(gè)小組領(lǐng)取一到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師提問，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時(shí)通過小組間的分享與交流，最終達(dá)成學(xué)習(xí)共識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提升學(xué)習(xí)效果，順便提升他們的動(dòng)手能力，為以后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。

3.重視課后教學(xué)評(píng)價(jià)

電工學(xué)教學(xué)過程中，教師對(duì)學(xué)生作業(yè)的驗(yàn)收和對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，組織學(xué)生通過交流討論了解學(xué)習(xí)和實(shí)踐的成果與不足，可以為下一步學(xué)習(xí)起到警示、激勵(lì)和指導(dǎo)作用。首先，學(xué)生按照要求完成預(yù)習(xí)報(bào)告并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告;其次，教師對(duì)作業(yè)和報(bào)告進(jìn)行批閱、評(píng)價(jià)，并結(jié)合實(shí)體課堂表現(xiàn)給出階段成績。

（二）改革考核與評(píng)價(jià)方式

對(duì)于電工學(xué)的教學(xué)考核，授課教師就可以結(jié)合新工科教學(xué)理念，考慮到多層次教學(xué)模式的學(xué)習(xí)效果與學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層次多元化的評(píng)價(jià)，具體考核方式如下：

1.基礎(chǔ)知識(shí)考核

學(xué)生完成基本層次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，即讓各單元能夠獨(dú)立運(yùn)行，在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和答辯后，可達(dá)到“及格”及以上的成績。

2.綜合學(xué)習(xí)情況考核

兩組學(xué)生在基本考核的基礎(chǔ)上，通過完成輸送單元的運(yùn)行，讓整個(gè)生產(chǎn)線能夠有序地運(yùn)行，滿足綜合層次的要求，達(dá)到“良”及以上的成績。

3.創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力考核

在完成綜合考核的驗(yàn)收后，學(xué)生可以繼續(xù)進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)收時(shí)根據(jù)學(xué)生的完成情況及創(chuàng)意難度、新穎度進(jìn)行評(píng)分，并在原有分?jǐn)?shù)上給出附加分。評(píng)分時(shí)，將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績及答辯展示成績按一定比例合計(jì)為最終成績，其中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收成績占60%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占20%，答辯展示與回答提問成績占20%。通過學(xué)生答辯與現(xiàn)場回答問題的表現(xiàn)，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面客觀的評(píng)價(jià)。

四、結(jié)語

新工科理念下電工學(xué)混合式教學(xué)是落實(shí)教學(xué)改革的有效舉措，學(xué)生在信息檢索、自主學(xué)習(xí)、PLC編程及工程實(shí)際接線的過程中不斷學(xué)習(xí)，建立大系統(tǒng)概念，提高獨(dú)立分析能力和解決復(fù)雜工程問題的能力，達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)目的，大大地提高了學(xué)生對(duì)電工學(xué)課程的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李正良，廖瑞金，董凌燕.“新工科”專業(yè)建設(shè)：內(nèi)涵、路徑與培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2018（2）：20-25，51.

[2]蘇小紅，趙玲玲，葉麟，等.基于MOOC+SPOC的混合式教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2015（7）：60-65.

[3]崔貫勛.基于云計(jì)算技術(shù)的MOOC實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（8）：119-123，157.

編輯 曾彥慧