“新工科”背景下以专业为导向电工电子实验开放模式的探索与实践

郎文杰 杨风 宋小鹏 李世伟

[摘 要] 为提高学生学习兴趣，增强学生实践动手能力，推动电工电子实践课程的教学改革，在“新工科”背景下，以专业为导向对实验内容、教学模式、考核手段和开放模式等方面进行了优化和改革，为培养全方位创新型人才奠定了坚实的基础。

[关键词] 实践教学改革;教学方式;考核方式;开放模式

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）41-0387-02    [收稿日期] 2020-04-02

一、引言

2010年6月23日，教育部在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，在此基础上提出了“新工科”概念，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，进一步明确了“新工科”建设的内容和步骤[1]。“新工科”建设以培养多元化、创新型和复合型的高素质工程人才为目的，旨在把学生培养成创新能力强、工程实践能力强的具有世界竞争力的复合型高素质人才[2]。电工电子实验是实践教学过程中极其重要的一个环节，很多电类和非电类专业一般都会在不同深度和层次上开设这门课程，是培养学生探索知识、发现知识能力的重要措施，也是培养学生成为应用型、创新型人才的重要环节[3]。

二、传统实践教学现状

（一）实践教学规模大

我校电工电子实验教学示范中心是全校规模最大的教学实体，承担全校理工科专业学生的电工电子开放实验工作，实验项目多，参加学生多。

（二）实践内容设置专业针对性不强，内容固定，开放模式单一

我校电工电子实验教学中心在提高性、设计性、综合性实验项目的内容设計上比较固定，形式较为单一。实验内容专业性不强，仅以实验总学时加以简单区分。在实验内容的开放管理模式上也按照电类、非电类进行简单开放管理，形式较为单一。这样容易忽视学生个人兴趣的培养，不利于独立思考和创新精神的培养。

（三）实践教学教师参与多

传统实验过程中以教师为中心，教师给出每个实验的实验目的、实验原理和实验电路接线，学生按照老师的讲解或比对实验指导书比葫芦画瓢，机械地照抄照搬实验指导书中给出的连线图进行连线，记录实验数据而不顾数据的优劣或压根就不知道数据的优劣，在相同的时间内按统一的实验模式完成相同的实验内容。

（四）学生从思想上轻视实验课

由于学生从思想上对实验课认识不够，认为实验课和理论课不能相提并论。在实验前不对实验项目进行预习，不认真思考实验项目的实验目的和实验内容。简单地认为实验课只是对所学理论、定理的验证，导致做实验的过程中存在互相抄袭、比葫芦画瓢的现象，实验课变成走过场。学生只要按照既定的实验目的、实验方法和实验步骤即可完成实验，对测得的实验数据不能正确判断其优劣，更不能对实验原理进行透彻分析，缺乏自由探索和自主研学精神，探索知识、发现知识的能力得不到锻炼[4]。

（五）实验课的考核方式单一

传统的实验考核方式以实验报告考核为主。由于在实验过程中参加实验人数较多，实验内容较为固定，教师很难真正掌握每一位学生的具体实验情况，学生之间存在操作、数据抄袭现象;因此，教师很难客观地根据学生的报告评定学生的实践能力。

三、“新工科”背景下以专业为导向电工电子实验开放模式的探索与实践

（一）以专业为导向精心优化、设计实验内容。

实验教学改革中重要的内涵建设之一是实验内容建设，只有精心设计、优化实验内容，在实验内容上不断推陈出新、有所突破，才有可能达到提高实验教学效果的目的。在“新工科”背景下，结合我校各专业特点，兼顾工科专业的工程性、实践性等特点，使学生在理论上建立系统观，在实践上建立工程观，尽早接触、了解所学专业和方向，实验中心组织全体教师重新对实验内容进行了精心重构和设计。

1.夯实验证性实验。坚实的基础是进行创新的前提。几年来，电工电子实验教学中心为满足规模发展需要，在基础阶段所开出的实验项目基本都是验证性实验（各门类的基础实验、认知训练等）。中心对各类实验项目按照电类和非电类进行设计。整个电类学生都进行完全相同的验证性实验，同样，整个非电类学生也都进行完全相同的验证性实验。

2.重构、优化设计性、综合性实验。设计性实验是教师给出实验任务要求，学生经过分析研究后给出设计方案，自主完成实验项目。综合性实验要求更高，要求学生能够把平时实验课程中掌握的相关知识和技能综合在一起，独立完成一个复杂的实验项目。实验项目的复杂化决定了研究和分析方法的多元化，有利于学生思维能力以及创新能力的培养。我校的综合性实验一般都安排在实验课程的中后期[5]。为加强对学生探索知识、发现知识能力的培养，“新工科”背景下我校电工电子实验教学中心以专业应用背景为导向改革实验教学模式，组织中心教师重点对设计性、综合性实验项目和内容进行了充分、反复的讨论和修改。针对不同专业的学生实施不同的实验教学内容并进行教学设计。例如综合性实验三相电路连接和功率测量，电子信息类专业学生只需完成正常的Y、△基本接线，并对其线电压、相电压、线电流、相电流和功率进行测量并分析它们之间的关系，加深对理论的理解和认识，在实践上建立工程观，从而培养一定的电力工程技术意识。

（二）提高有效预习，改变实验教学方式

实验预习环节是整个实验过程中的重要组成部分，有效的实验预习环节往往可以起到事半功倍的作用。随着设计性和综合性实验项目的优化和增加，如何在确保安全的情况下让学生进行有效预习是一个亟待解决的问题。为了提高学生的分析设计能力和实际实验操作的效率，电工电子实验教学中心在改革实验内容的基础上，构建实验教学平台，引进Multisim等仿真软件，将现场实验不易实现及带有危险性的实验操作通过直观仿真展示出来，使学生做到心中有数，提高实际实验操作的效率，避免安全事故的发生。

（三）完善实验室开放模式

实验中心是我校最大规模的教学实体，为满足规模发展需要，中心对验证性的实验项目按照电类、非电类进行集中开放管理。验证性实验的目的是训练学生掌握基本实验原理、基本实验方法和基本实验技能。对于设计性、综合性实验以学生专业特色为工程背景，以专业为单位进行开放管理。在实验过程中虚拟与实际相结合，增强了学生个人兴趣、独立思考和解决实际问题的能力。

（四）改进考核方式

传统的实验考核方式不能全面客观的反映学生的真实水平，为进一步体现学生的能力，我校实验中心改进考核方式，从实验项目的预习到项目的结束，整个过程进行监控，围绕实验能力、态度及探索知识、发现知识的能力等多个方面进行考核。

四、结束语

我中心在“新工科”背景下以专业为导向对实验内容、教学模式、考核手段和开放模式等方面进行了优化和改革。不仅培养了学生学习兴趣，提高了学生实践动手能力，而且满足了规模发展需要，夯实了基础实践能力，支撑了学科水平提高。

参考文献

[1]朱君，宋树祥，秦柳丽，等.“新工科”创新理念的电子信息类专业基础实践教学改革[J].实验技术与管理，2017，34（11）：148-152.

[2]李杰，余亚东.基于工程应用的电路分析教学改革的研究与探索[J].教育现代化，2018，5（45）：108-109.

[3]田梅，邵高平.培养学生创新能力的电工电子实验教学模式探索[J].中国电子教育，2016（1）：52-54.

[4]石端银，张晓鹏，李文宇.“翻转课堂”在数学实验课教学中的应用[J].实验室研究与探索，2016，35（1）：176-177.