“新工科”背景下非电类工科专业“电工电子实验”课程教学改革探索与实践

杨咪 曾新红

摘  要：“新工科”背景下，人才的培养模式面临新的变革，实践教学是工程教育的重要组成环节，应该更新发展，以适应“新工科”时代的需求。本文对当前的非电类专业“电工电子实验”教学进行分析，指出传统教学中存在的关键问题，并建议建立以学生为中心，多样性、差异性和多元化的教学模式，提出了一种基于移动端“雨课堂”的实践教学改革方法，以提高教学质量，使教改取得良好的效果。

关键词：电工电子;实践教学;雨课堂;教学改革

中图分类号：G64    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）27-0117-03

《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》提出“新工科”相关理念，这对高校尤其是工科背景高校未来的办学走向有较强的引导作用，指引了工程教育改革新路径[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，旨在把學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”是一门重要的工程技术基础课程，应用性强，是实践教学过程中极其重要的一个环节， 为学生毕业后从事相关的工程技术或研发工作打下理论和实践基础。很多电类和非电类专业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、应用知识的重要措施，也是培养学生成为应用型、创新型人才的重要环节。

广州航海学院多个非电类专业开设了此类课程，有独立成课的专业，如能源与动力工程专业、机器人工程专业，也有配套理论教学的实验方案，如机械工程专业“电工电子技术”、船舶与海洋工程专业“电工学”、轮机工程专业“电工学”等。非电类专业学生的电类理论基础知识有限，进而影响实验效果，不利于实践教学，在培养新型高素质、复合型工程技术人方面存在明显不足。

一、课程教学现状和存在的问题

（一）教师主导授课，学生被动学习

长期以来，实验课教学方式单一。在实验室中，多以教师主导为主，采用和理论课类似的模式，教师在课前讲解与示范，学生实验;学生以教师给出的实验指导资料为参考撰写实验报告，缺少思考过程，报告呈现单一，预习报告成为一种形式;教师讲完后，学生完成相同的实验内容，由教师检查实验结果和数据。这种传统的、长期存在的教学模式有其合理性，也存在一些弊端。大多数学生之前缺少思考过程，对实验结果的合理与否缺少个人判断。

（二）注重知识的传授，忽视学生的差异性

现有的实验课程多遵循制定好的教学大纲，由于“电工电子实验”是“电工技术”“电子技术”等课程的配套实验课程，项目设置上注重理论教学大纲知识点目标的达成，各项实验步骤设置也都是围绕此目标来设置。在课堂上，学生在同样的时间内完成同样的实验内容，常有学习能力强、准备充分的学生提前完成实验，部分学生因为种种原因不能按时完成，影响教学效果。

这种教学方式的弊端是，没有考虑学生的水平差异。学生的学习兴趣、动力、学习能力差异巨大，有的学生完成得好，后续劲头更足，有的学生则因实验的效果不佳影响其后续的学习积极性。

（三）验证性实验占比过大

“电工电子实验”是“电工技术”“电子技术”等课程的配套实验课程，学时有限，独立成课的课程也仅有18个学时，常规教学项目以验证性实验为主，以促进学生对知识的理解和消化吸收，涉及的知识点单一、操作简单，学生只需对着实验箱模块，照着实验指导书连接几根导线调试好仪器测好数据就能完成实验，对电路设计思路和具体的工程应用所知甚少。“互联网+”时代，学生接收信息的渠道丰富，注意力易被分散，设计、创新实验少，固有的教学模式难以引起学生的兴趣，需要加入新鲜元素，提升学生实际应用能力。

这些问题使学生的工程思维和创新应用能力被束缚，自主学习、应用电类基础理论知识解决实际问题的能力得不到培养，不能为后续专业课程的学习奠定扎实的基础，这与工程教育的目标相违背。如何在实践教学中体现工程教育要求，贯彻“新工科”理念，更好地实现人才培养目标，是课程教学改革探索的重点。

二、课程教学改革的措施

（一）更新教学理念，转变教学模式

高校要改变“教师主导授课，学生被动接受、学习”的现状，教学理念应“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。学生成为学习的主体，教师变为学生学习的引领者，甚至是合作者，让学生从被动地接受知识变为主动学习，以学生为本，给学生以一定自由发展空间，有利于创新型、实践能力强的高素质人才的培养[3-4]。

（二）引入多元化的教学方法，引导学生深度参与

实验课程的学习并不仅限于实验室现场，也可与时俱进，建立新的教学模式。“互联网+”时代，网络早已融入每个人的生活之中，合理地在课堂上利用网络，拓展学习空间，增加互动场景，可提高课堂的活跃性和学生的积极性。教师在实验教学中可引入“雨课堂”，“雨课堂”将复杂的信息技术手段融入PPT和微信，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁，合理地利用“雨课堂”可以将课前、课中、课后的各个环节赋予全新的体验[5]。

针对课程的同一批授课对象，学生存在个体差异，知识水平参差不齐，教学目标就会不同。为了提高知识向能力的转化，教师可进行教学资源建设，对实验教学项目和步骤的设置进行修正、优化，将教学目标细化为多个小目标，使其更加翔实，对教学PPT进行重新设计：可在一些理论知识点设置主、客观题答题环节，对实验技术和操作注意事项设置客观题答题环节，尽量覆盖不同水平学生的知识和实践盲点。

教师可将实验内容分为两部分：基础验证部分与能力拓展部分。基础验证部分的实验项目要求选课学生必须完成，能力拓展部分则供学习能力较好、有求知欲的学生自行选择，鼓励他们自主思考、团队协作完成，并在成绩评价上给予一定拔高。拓展性实验项目中，教师可提供参考资料由学生自行选择，或由学生自行查阅资料后进行设计，从而实现差异化教学。

教师可利用“雨课堂”建立移动课堂，课前，通过“雨课堂”推送，学生微信端收到“雨课堂”推送后，在时限内完成答题，并撰写预习报告。课中，学生可针对之前的不足重点听课，自主实验。通过“雨课堂”，学生对本次实验的内容和重点有针对性地学习，答题环节推动学生主动思考;后台可自动批改客观题，实时反馈。教师结合后台反馈数据和主观题批改情况，只需对重点、易忽视点、难点进行讲解，提高课堂的互动性和效率。

（三）层次化实验内容，增加设计性实验

教师应对实验内容进行优化，将其层次化。教师应将验证性实验作为第一层次，要求学生熟练掌握;第二层次主要是设计性实验项目，让学生在前一层次的基础上进行模仿、拓展，自主设计或改进;第三层次则是发展创新性实验，不限定具体的实验条件，教师可给出任务，学生自行查阅手册来完成任务，或者学生自由发挥设计电路，可通过硬件实物，也可通过仿真搭建电路来实现既定的实验目标。实验由简到难，从明确具体到灵活发挥的层次化的实验设置，符合学生的学习规律，有利于调动学生的积极性。

三、结束语

“电工电子实验”课程是面向工科专业开设的一门基础实践课程，采用多元化的教学方式、差异性教学目标，以学生为中心，将教学目标细化，显著提高了课程的课堂效率，符合“新工科”教学理念。经过在学校多个非电类专业的教学改革探索与实践，取得了良好的教学效果。学生学习兴趣、学習主动性明显提高，沟通能力、自主学习、独立思考能力和工程思维也明显提升，课堂效果改进明显，进一步促进了学生“电工”相关理论课程的学习和其他后续专业课程的学习。人才培养是一个长期的过程，教学改革也要在长期实践中结合不同时期的特色要求进行调整，以培养高素质人才，适应社会时代发展。

参考文献：

[1] 张宇敬，安英博，秦响应. 多学科交叉融合的金融数据挖掘与分析工程人才培养模式[J]. 新西部，2019（04）：132-133.

[2] 夏静萍，吴庆宪，姜斌. 新工科形势下自动化专业实践教学的分层次培养模式探究[J]. 云南民族大学学报：自然科学版，2020，29（02）：150-153.

[3] 张薇薇. 新工科背景下电工电子实验教学研究与探索[J]. 物联网技术，2020（10）：110-113.

[4] 梁宏. 搭建实验实践一体化平台 深化实验实践教学改革[J]. 实验技术与管理，2013，30（05）：1-4.

[5] 杨春敏. 基于雨课堂的食品微生物学翻转课堂教学模式改革研究[J]. 黑龙江教育：理论与实践，2018（04）：54-55.

（责任编辑：汪旦旦）