“新工科”理念驅動的電工學教學改革探索

于坤杰　梁靜　毛曉波　岳彩通

摘? 要：新工科建設背景下，人才培養(yǎng)提出了新的目標。本文針對《電工學》課程傳統(tǒng)教學模式和內容中出現(xiàn)的問題，從教學內容、教學方式和創(chuàng)新實踐3個方面提出了教學改革方案。該方案根據(jù)電工學課程的特點，加入更加新穎的教學模式，使學生的學習更加有參與性，以此來充分調動學生的積極性。該方案的主要目的在于提高學生的動手能力，使學生能夠通過更多的實踐，提升切實解決實際問題的能力，著力培養(yǎng)能夠服務社會的需求型人才，積極探索新型的教學模式來完成新型工科人才的培養(yǎng)要求。

關鍵詞：新工科? 電工學? 教學改革? 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）06（c）-0138-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， talent training puts forward new goals. Aiming at the problems in the traditional teaching mode and content of Electrotechnics， this paper puts forward a teaching reform scheme from three aspects： teaching content， teaching method and innovative practice. According to the characteristics of electrotechnics course， the program adds a more novel teaching mode to make students' learning more participatory， so as to fully mobilize students' enthusiasm. The main purpose of the program is to improve students' practical ability， enable students to improve their ability to solve practical problems through more practice， strive to cultivate demand-oriented talents who can serve the society， and actively explore new teaching modes to meet the training requirements of new engineering talents.

Key Words： New engineering; Electrotechnics; Teaching reform; Talent training

《電工學》是一門涉及多個工業(yè)學科的基礎工業(yè)應用技術的綜合性學科，是一門集電學多學科于一體的基礎課程。本課程的目的是幫助學生掌握電路操作的基本原理、電機操作原理、電氣PLC控制技術、安全供電和功率測量技術[1]。通過人才的發(fā)展來對新一輪的科技革命作出有效應對，從而滿足我國戰(zhàn)略規(guī)劃中的一系列目標要求。從2017年2月以來，教育部積極支持推進“新工科建設”工程，項目明確了新工科建設概念和基本內涵，并在此基礎上支持積極探索人才培養(yǎng)的道路，提出當下國內高等院校的學科建設需要著力進行新時代創(chuàng)新型人才體系培養(yǎng)建設[2]。2020年5月，教育部提出要求，強調需要推進新工科建設的再拓展、再突破、再深化、再出發(fā)，加快推動高校的機制創(chuàng)新，著力培養(yǎng)一批創(chuàng)新科技的領軍型人才，進行搶占未來科技發(fā)展先機的前瞻性和戰(zhàn)略性培養(yǎng)。因此，為了契合“新工科的核心內容（新理念、新結構、新模式、新質量、新體系）”，就勢必需要對工科中的諸多學科進行多交叉融合、教研學融合、產學研融合，使之更加適應多元化、創(chuàng)新型現(xiàn)代工程技術人才的培養(yǎng)要求[3-4]。

1? 教學現(xiàn)狀

《電工學》是工科非電類專業(yè)的一門基礎課程，課程目標是使學生能夠對普通電路進行分析、設計、檢查、實驗、調試，并且能夠熟悉使用基本的電工儀表，了解電動機的原理和使用，能通過對電路的分析計算，判斷出現(xiàn)的問題并解決，能對實際的簡單工程問題作出合理的假設并解決。其特點是內容廣泛豐富，強調實踐應用。但是課程涵蓋了多學科的理論知識，課程內容較多，而傳統(tǒng)理論教學又側重于相關理論驗證及推導，課程內容枯燥，對于非電專業(yè)學生來說，相關的數(shù)學分析和電磁相關理論比較難懂[5]。不僅如此，實驗課程占比少，課程內容也基本以演示、驗證為主，學生缺少動手和創(chuàng)新的機會，不能將實驗現(xiàn)象和具體生活實際聯(lián)系起來，不能綜合應用理論知識解決實際工程問題。因此，要符合新工科建設背景的需求，教學改革迫在眉睫。

首先，造成此現(xiàn)象的主要原因是教學方法和模式的僵化。按照一般的傳統(tǒng)教學方式，教師只是單純地站在講臺上授課，將知識填鴨式地塞給學生，而學生只能被動接受，不能夠有效地參與到課程中，這導致學生的學習積極性相對較低，且純粹的聽課使得學生缺乏思考和探索，課堂互動性不足，這些問題都使傳統(tǒng)的授課方法效率大打折扣?！峨姽W》課程教學涉及的專業(yè)較多，學生掌握專業(yè)知識的方向與層次都不盡相同，教師更不容易掌握學生的學習程度，某些知識重復教學，浪費時間和資源。另外，實驗也局限于課本，學生難以應對實際問題。我國工科教育長期以來有“重科學，重理論，輕實踐，輕技術”的特點，隨著高校建設體系的不斷健全，當前的高校實踐人才培養(yǎng)的發(fā)展方向開始出現(xiàn)改變，逐漸開始由量轉向質，這是“新工科”建設的一個重要趨勢[6]。在“新工科”的建設背景下，本科生的教育方式應該從側重理論轉變?yōu)槔碚摵蛯嶋H相結合，加強學生的實踐創(chuàng)新能力，促進知識和實踐結合，以適應新工科建設和發(fā)展的要求。

2? 教學改革探索

新工科建設的提出勢必要求加速進行課程改革的步伐，對高等教育的教學模式、教學手段和評價標準進一步的改革和完善提出了更新的要求。針對《電工學》這一門課程在教學過程中存在的部分問題，為適應學生多元化發(fā)展，提高學生綜合素質，努力培養(yǎng)一批滿足社會需求的高素質復合型人才，從教學內容、教學方式和實踐創(chuàng)新3個方面提出改革方案，以實現(xiàn)新工科背景下的教學目標。

2.1 合理設計教學內容

在《電工學》理論學習階段，將復雜枯燥的專業(yè)課程理論與本專業(yè)具體、實際的問題相結合，教學內容的設置不能脫離社會的需求。首先，根據(jù)學生專業(yè)情況對課程內容適當調整，做到以學生為中心，因材施教。在教學過程中適當?shù)匮a充與其他學科相關的內容，以適應實際應用問題需求，為學生提供必要的專業(yè)知識支撐，加強學生綜合運用電路分析知識解決問題的能力。如何在教學過程中適當穿插、補充交叉學科知識，引導學生自覺通過各種途徑解決問題，要求教師具備扎實的專業(yè)知識和生產實踐常識。

其次，電工學教學目的應當清晰明確，其核心目標是使學生能夠掌握基本概念，并在此基礎上對相關的知識進行實踐應用。所以應當與電類等專業(yè)作出清晰的區(qū)分，像電類等專業(yè)要求學生掌握大量的理論知識和公式推導[7];在進行教學的過程中，注意將理論與推導等部分內容更加精簡，重點確定基本的相關概念和原理，并與實際應用相結合，加深學生對課程內容的理解;把課后作業(yè)與相應的工程實際問題相結合，促使學生嘗試著運用所學的專業(yè)知識來解決實際存在的不同問題，從而激發(fā)學生的學習興趣，提升創(chuàng)新實踐能力，讓學生在進行實踐過程中接觸到實際工程問題，能夠與社會需要相聯(lián)系。

最后，課程設計也要合理化，由于電工學是部分專業(yè)課程的基礎性課程，所以對于電工學中屬于前置內容的部分教學要求可適當增加，以便更好地為后續(xù)課程服務，而那些與其他電類課程重復的內容，可以適當精簡，這樣既可以縮短課時又能夠減輕學生負擔。電工學課程應當重點強調培養(yǎng)學生根據(jù)掌握的知識去動手解決問題的能力。精簡理論知識課時，為實驗節(jié)省出更多時間，進而激發(fā)學生的學習興趣，增強課程的參與度，提高學生的能力。

2.2 改革教學方式

傳統(tǒng)的教學方法過于古板單一，太過強調教師的傳授而忽略了學生對知識的接受效果，這種方法降低了學生的積極性、主動性。為了豐富教學手段、加強師生之間的互動環(huán)節(jié)，從而進一步調動學生的積極性和參與度，激發(fā)學生學習的興趣，可以嘗試開展以學生為中心的新形式教學方法;可以嘗試改革考核形式，不唯理論成績論好壞，建立綜合評價體系;還可以借助智能設備開展信息化智能教學。

教學方式需要發(fā)生改變，從“以教師為中心”轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”，實現(xiàn)這一目的有效途徑是因材施教。值得一提的是，“以學生為中心”這一理念并不新穎，但是要切合實際，落實到實處。在新工科背景下，教學講解要和實際問題相結合，學習知識的最終目的就是讓學生能夠通過自己的知識來自主進行進一步的學習與思考，讓學生帶著問題運用專業(yè)知識，充分激發(fā)學生的學習興趣，讓學生主動思考、勤于提問，讓學生與教師互動起來，讓課堂與社會接軌。還可以在教師主導下采取分組討論、分組實驗設計、個人匯報等形式，讓學生把握教學主陣地，讓學生逐步建立學習電工學課程的信心，讓教師和學生之間建起橋梁，進而對該課程產生興趣，使課堂不再是教師的“一言堂”，而是教師和學生一起參與的、暢聊無阻的互動小組。

利用互聯(lián)網(wǎng)終端的交互功能，促進課內外的相互融合。在課堂中，教師可以將事先準備好的測驗發(fā)送到學生的設備上，并且要求學生在規(guī)定時間完成檢驗，系統(tǒng)將會把學生的回答情況實時傳送回教師端。這種互動教學方式不僅可以輔助教師即時掌握學生的學習狀況來調整自己授課的進度及策略，并且還能有效地起到監(jiān)督的作用，讓學生參與到課堂中來。在課后，教師也可以根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)和答題情況推送一些課程中的擴展內容作為課后的思考和作業(yè)，以此來鞏固學生的學習狀態(tài)，這一部分推送的內容也需要完成后在平臺提交。通過智能終端，能有效地將課堂中和課后相結合，這種課上課下的結合方式能有效幫助教師及時發(fā)現(xiàn)問題，從而在上課時對發(fā)現(xiàn)的問題進行解決和補充。同時，平臺還可以建立協(xié)作小組來進行互相幫助，可以呼吁所有的學生都積極地發(fā)布自己的問題疑惑、學習心得、總結反思和對教師的建議，給教師和學生提供交互機會。

多樣化考核形式。改變傳統(tǒng)的過度關注考試成績的傳統(tǒng)方式，設計和完善多元化評價標準。教師需要通過實際的情況，來對不同的學生進行適合其自身的教育，可以分配給他們不同的課程設計任務并給出具體的任務要求，課程的任務原則需要以問題為導向，而不是開展大量、寬泛的理論考試，由于開展了多種多樣的具體課程，所以對于每一個學生都能對他們各自的知識進行強化，提升學生的動手能力。學生成績與具體的工程項目成果掛鉤，重視過程評價和能力評價，通過加快學生理論知識和動手實踐能力的相互融合，培養(yǎng)學生在面對實際問題時的解決能力。鼓勵學生間互相幫助，在班級平臺及時反饋問題，方便教師掌握學生學習程度，這些都可以作為過程評價的一種，作為學生考核的一個參考。

2.3 強調實踐創(chuàng)新

電工學的實驗教學尤為重要。對于實驗內容，鼓勵減少基礎性的電工實驗和驗證性實驗，提升實驗標準，增加設計性和綜合性的實驗。課堂上適當縮減實驗理論方法教授時間，以學生在實驗中提問為主，大大增加學生自主學習的時間，鼓勵學生自己動手、動腦做實驗。推動建立多專業(yè)合作的機制，建立綜合學生小組，不同專業(yè)的學生可以合作完成以實際工程項目為基礎的課程設計任務。通過交流合作來解決存在的實際問題，從而有效提高學生的團體意識和協(xié)同能力，最大程度地為學生實踐與創(chuàng)新提供條件。

除了在課程中對學生布置課程設計的任務，還需要將課程與課外相結合，積極開展課外的相關實踐培養(yǎng)。根據(jù)不同學生不同的興趣方向，對他們進行分組，提供不同的任務，教師的主要工作是培養(yǎng)學生的自主拓展能力和解決實際問題的素養(yǎng)，秉持著這種原則對不同小組的學生進行指導，以期鍛煉學生應用所學知識進行實踐的能力。鼓勵學生參加相關的競賽，保證學生追蹤和接收前沿新技術。另外，還應結合領域的特點，邀請相關的專家學者或業(yè)界精英對學生進行指導和教學，對接課堂與企業(yè)，培養(yǎng)社會需求型人才。結合實驗課程、企業(yè)合作、學科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽構建多階段、多層次、多種類的實踐創(chuàng)新體系。

3? 結語

《電工學》是高等院校工科的一門基礎課程，主要適用于非電類專業(yè)的學生，學生完成這門課程的學習后能夠綜合所學電路知識以解決一部分工程問題。在新的工科專業(yè)培養(yǎng)建設背景下，本文積極探索這門工科非電類課程的改革，以適應此背景下的人才培養(yǎng)目標。在此要求下，針對教學內容、教學方式和實踐創(chuàng)新3個方面提出改革方案。教學內容調整了理論教學和實踐能力的比重，更加側重將理論與實際相結合，通過加強實踐部分的教學，切實提高學生解決實際問題的能力;對課堂教學的方式進行了創(chuàng)新，根據(jù)學生各自的特點采用多元化的考核方式，開展了以學生為中心的智慧課堂;課堂與社會建立對接渠道，提高學生的社會實踐能力，將知識與實踐結合，加強學生的綜合素質培養(yǎng)。在新工科背景下，課堂改革強調學生應用實踐能力的培養(yǎng)，提高相關課程的教學質量，加強學生的綜合素質培養(yǎng)，為工程技術人才培養(yǎng)方案作出貢獻。

參考文獻

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