“新工科”理念驱动的电工学教学改革探索

于坤杰　梁静　毛晓波　岳彩通

摘  要：新工科建设背景下，人才培养提出了新的目标。本文针对《电工学》课程传统教学模式和内容中出现的问题，从教学内容、教学方式和创新实践3个方面提出了教学改革方案。该方案根据电工学课程的特点，加入更加新颖的教学模式，使学生的学习更加有参与性，以此来充分调动学生的积极性。该方案的主要目的在于提高学生的动手能力，使学生能够通过更多的实践，提升切实解决实际问题的能力，着力培养能够服务社会的需求型人才，积极探索新型的教学模式来完成新型工科人才的培养要求。

关键词：新工科  电工学  教学改革  人才培养

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

《电工学》是一门涉及多个工业学科的基础工业应用技术的综合性学科，是一门集电学多学科于一体的基础课程。本课程的目的是帮助学生掌握电路操作的基本原理、电机操作原理、电气PLC控制技术、安全供电和功率测量技术[1]。通过人才的发展来对新一轮的科技革命作出有效应对，从而满足我国战略规划中的一系列目标要求。从2017年2月以来，教育部积极支持推进“新工科建设”工程，项目明确了新工科建设概念和基本内涵，并在此基础上支持积极探索人才培养的道路，提出当下国内高等院校的学科建设需要着力进行新时代创新型人才体系培养建设[2]。2020年5月，教育部提出要求，强调需要推进新工科建设的再拓展、再突破、再深化、再出发，加快推动高校的机制创新，着力培养一批创新科技的领军型人才，进行抢占未来科技发展先机的前瞻性和战略性培养。因此，为了契合“新工科的核心内容（新理念、新结构、新模式、新质量、新体系）”，就势必需要对工科中的诸多学科进行多交叉融合、教研学融合、产学研融合，使之更加适应多元化、创新型现代工程技术人才的培养要求[3-4]。

1  教学现状

《电工学》是工科非电类专业的一门基础课程，课程目标是使学生能够对普通电路进行分析、设计、检查、实验、调试，并且能够熟悉使用基本的电工仪表，了解电动机的原理和使用，能通过对电路的分析计算，判断出现的问题并解决，能对实际的简单工程问题作出合理的假设并解决。其特点是内容广泛丰富，强调实践应用。但是课程涵盖了多学科的理论知识，课程内容较多，而传统理论教学又侧重于相关理论验证及推导，课程内容枯燥，对于非电专业学生来说，相关的数学分析和电磁相关理论比较难懂[5]。不僅如此，实验课程占比少，课程内容也基本以演示、验证为主，学生缺少动手和创新的机会，不能将实验现象和具体生活实际联系起来，不能综合应用理论知识解决实际工程问题。因此，要符合新工科建设背景的需求，教学改革迫在眉睫。

首先，造成此现象的主要原因是教学方法和模式的僵化。按照一般的传统教学方式，教师只是单纯地站在讲台上授课，将知识填鸭式地塞给学生，而学生只能被动接受，不能够有效地参与到课程中，这导致学生的学习积极性相对较低，且纯粹的听课使得学生缺乏思考和探索，课堂互动性不足，这些问题都使传统的授课方法效率大打折扣。《电工学》课程教学涉及的专业较多，学生掌握专业知识的方向与层次都不尽相同，教师更不容易掌握学生的学习程度，某些知识重复教学，浪费时间和资源。另外，实验也局限于课本，学生难以应对实际问题。我国工科教育长期以来有“重科学，重理论，轻实践，轻技术”的特点，随着高校建设体系的不断健全，当前的高校实践人才培养的发展方向开始出现改变，逐渐开始由量转向质，这是“新工科”建设的一个重要趋势[6]。在“新工科”的建设背景下，本科生的教育方式应该从侧重理论转变为理论和实际相结合，加强学生的实践创新能力，促进知识和实践结合，以适应新工科建设和发展的要求。

2  教学改革探索

新工科建设的提出势必要求加速进行课程改革的步伐，对高等教育的教学模式、教学手段和评价标准进一步的改革和完善提出了更新的要求。针对《电工学》这一门课程在教学过程中存在的部分问题，为适应学生多元化发展，提高学生综合素质，努力培养一批满足社会需求的高素质复合型人才，从教学内容、教学方式和实践创新3个方面提出改革方案，以实现新工科背景下的教学目标。

2.1 合理设计教学内容

在《电工学》理论学习阶段，将复杂枯燥的专业课程理论与本专业具体、实际的问题相结合，教学内容的设置不能脱离社会的需求。首先，根据学生专业情况对课程内容适当调整，做到以学生为中心，因材施教。在教学过程中适当地补充与其他学科相关的内容，以适应实际应用问题需求，为学生提供必要的专业知识支撑，加强学生综合运用电路分析知识解决问题的能力。如何在教学过程中适当穿插、补充交叉学科知识，引导学生自觉通过各种途径解决问题，要求教师具备扎实的专业知识和生产实践常识。

其次，电工学教学目的应当清晰明确，其核心目标是使学生能够掌握基本概念，并在此基础上对相关的知识进行实践应用。所以应当与电类等专业作出清晰的區分，像电类等专业要求学生掌握大量的理论知识和公式推导[7];在进行教学的过程中，注意将理论与推导等部分内容更加精简，重点确定基本的相关概念和原理，并与实际应用相结合，加深学生对课程内容的理解;把课后作业与相应的工程实际问题相结合，促使学生尝试着运用所学的专业知识来解决实际存在的不同问题，从而激发学生的学习兴趣，提升创新实践能力，让学生在进行实践过程中接触到实际工程问题，能够与社会需要相联系。

最后，课程设计也要合理化，由于电工学是部分专业课程的基础性课程，所以对于电工学中属于前置内容的部分教学要求可适当增加，以便更好地为后续课程服务，而那些与其他电类课程重复的内容，可以适当精简，这样既可以缩短课时又能够减轻学生负担。电工学课程应当重点强调培养学生根据掌握的知识去动手解决问题的能力。精简理论知识课时，为实验节省出更多时间，进而激发学生的学习兴趣，增强课程的参与度，提高学生的能力。

2.2 改革教学方式

传统的教学方法过于古板单一，太过强调教师的传授而忽略了学生对知识的接受效果，这种方法降低了学生的积极性、主动性。为了丰富教学手段、加强师生之间的互动环节，从而进一步调动学生的积极性和参与度，激发学生学习的兴趣，可以尝试开展以学生为中心的新形式教学方法;可以尝试改革考核形式，不唯理论成绩论好坏，建立综合评价体系;还可以借助智能设备开展信息化智能教学。

教学方式需要发生改变，从“以教师为中心”转变为“以学生为中心”，实现这一目的有效途径是因材施教。值得一提的是，“以学生为中心”这一理念并不新颖，但是要切合实际，落实到实处。在新工科背景下，教学讲解要和实际问题相结合，学习知识的最终目的就是让学生能够通过自己的知识来自主进行进一步的学习与思考，让学生带着问题运用专业知识，充分激发学生的学习兴趣，让学生主动思考、勤于提问，让学生与教师互动起来，让课堂与社会接轨。还可以在教师主导下采取分组讨论、分组实验设计、个人汇报等形式，让学生把握教学主阵地，让学生逐步建立学习电工学课程的信心，让教师和学生之间建起桥梁，进而对该课程产生兴趣，使课堂不再是教师的“一言堂”，而是教师和学生一起参与的、畅聊无阻的互动小组。

利用互联网终端的交互功能，促进课内外的相互融合。在课堂中，教师可以将事先准备好的测验发送到学生的设备上，并且要求学生在规定时间完成检验，系统将会把学生的回答情况实时传送回教师端。这种互动教学方式不仅可以辅助教师即时掌握学生的学习状况来调整自己授课的进度及策略，并且还能有效地起到监督的作用，让学生参与到课堂中来。在课后，教师也可以根据学生的课堂表现和答题情况推送一些课程中的扩展内容作为课后的思考和作业，以此来巩固学生的学习状态，这一部分推送的内容也需要完成后在平台提交。通过智能终端，能有效地将课堂中和课后相结合，这种课上课下的结合方式能有效帮助教师及时发现问题，从而在上课时对发现的问题进行解决和补充。同时，平台还可以建立协作小组来进行互相帮助，可以呼吁所有的学生都积极地发布自己的问题疑惑、学习心得、总结反思和对教师的建议，给教师和学生提供交互机会。

多样化考核形式。改变传统的过度关注考试成绩的传统方式，设计和完善多元化评价标准。教师需要通过实际的情况，来对不同的学生进行适合其自身的教育，可以分配给他们不同的课程设计任务并给出具体的任务要求，课程的任务原则需要以问题为导向，而不是开展大量、宽泛的理论考试，由于开展了多种多样的具体课程，所以对于每一个学生都能对他们各自的知识进行强化，提升学生的动手能力。学生成绩与具体的工程项目成果挂钩，重视过程评价和能力评价，通过加快学生理论知识和动手实践能力的相互融合，培养学生在面对实际问题时的解决能力。鼓励学生间互相帮助，在班级平台及时反馈问题，方便教师掌握学生学习程度，这些都可以作为过程评价的一种，作为学生考核的一个参考。

2.3 强调实践创新

电工学的实验教学尤为重要。对于实验内容，鼓励减少基础性的电工实验和验证性实验，提升实验标准，增加设计性和综合性的实验。课堂上适当缩减实验理论方法教授时间，以学生在实验中提问为主，大大增加学生自主学习的时间，鼓励学生自己动手、动脑做实验。推动建立多专业合作的机制，建立综合学生小组，不同专业的学生可以合作完成以实际工程项目为基础的课程设计任务。通过交流合作来解决存在的实际问题，从而有效提高学生的团体意识和协同能力，最大程度地为学生实践与创新提供条件。

除了在课程中对学生布置课程设计的任务，还需要将课程与课外相结合，积极开展课外的相关实践培养。根据不同学生不同的兴趣方向，对他们进行分组，提供不同的任务，教师的主要工作是培养学生的自主拓展能力和解决实际问题的素养，秉持着这种原则对不同小组的学生进行指导，以期锻炼学生应用所学知识进行实践的能力。鼓励学生参加相关的竞赛，保证学生追踪和接收前沿新技术。另外，还应结合领域的特点，邀请相关的专家学者或业界精英对学生进行指导和教学，对接课堂与企业，培养社会需求型人才。结合实验课程、企业合作、学科竞赛和创新创业大赛构建多阶段、多层次、多种类的实践创新体系。

3  结语

《电工学》是高等院校工科的一门基础课程，主要适用于非电类专业的学生，学生完成这门课程的学习后能够综合所学电路知识以解决一部分工程问题。在新的工科专业培养建设背景下，本文积极探索这门工科非电类课程的改革，以适应此背景下的人才培养目标。在此要求下，针对教学内容、教学方式和实践创新3个方面提出改革方案。教学内容调整了理论教学和实践能力的比重，更加侧重将理论与实际相结合，通过加强实践部分的教学，切实提高学生解决实际问题的能力;对课堂教学的方式进行了创新，根据学生各自的特点采用多元化的考核方式，开展了以学生为中心的智慧课堂;课堂与社会建立对接渠道，提高学生的社会实践能力，将知识与实践结合，加强学生的综合素质培养。在新工科背景下，课堂改革强调学生应用实践能力的培养，提高相关课程的教学质量，加强学生的综合素质培养，为工程技术人才培养方案作出贡献。

参考文献

[1] 杨晶显，王凯.《电工学》课程教学改革探索[J].科技创新导报，2018，15（17）：201-202.

[2] 白宏燕.浅论电工学绪论课教学[J].科技资讯，2020，18（29）：172-174

[3] 任艺欣.新媒体技术在学校体育教学中的应用研究[J].当代体育科技，2020，10（36）：116-118.

[4] 吕雪.基于网络的电工学精品课程建设[J].科技资讯，2010（30）：181.

[5] 陈婷婷，刘元盛，修丽梅.新工科背景下的模拟电子技术课程教学改革[J].教育教学论坛，2020（37）：154-155.

[6] 崔益峰.虚拟化技术在高职院校计算机实践教学中的应用[J].福建电脑，2018，12（5）：187-188.

[7] 王思民，朱慧.《电工学》课程教学改革研究与实践[J].科技创新导报，2010（20）：174.