新工科背景下基于微课程的实验教学反思

朱万浩

（华南理工大学广州学院电气工程学院，广州510800）

0 引言

近年来，在我国推行的工程教育专业认证体系已实现和国际实质接轨。教育部为将工程教育改革进一步深化，2017年决定实施“新工科”研究与实践，旨在培养未来创新型、多元化的优秀人才[1]。这种形势下，对高校的工程教育既是机遇亦是挑战。与此同时，教育部多次举办微课教学比赛，在教育界掀起了一股微课热潮，由此推动了基于微课的高等教育教学改革研究。

1 问题的提出

在进行实验教学微课程教学改革时，通过学习各大高校的微课视频发现存在一些问题。微课设计者大多注重如何将教材内容细分成相关知识点，通过精美画面、时下热点、或幽默风趣的教学风格等方式制作成能引起学生兴趣的短视频。而其用于参考的教材有些甚至与十几年前的教材内容几乎相同。同时，因微课制作需要投入大量的时间与精力，有一大部分教师仅仅是将该课程的某一小部分内容制作成微课参加比赛，没有形成一个系统的微课程。而实验教学课程的相关微课视频也毫不例外地存在上述问题。

2 反思及对策

在新工科背景下，该如何进行基于微课程的实验教学改革呢？笔者总结了三个对策解决上述问题。

2.1 明确教学优势，树立跨学科思维

在我国的高等院校中，学科被分裂成专业，专业又可再细分成更多的专业。2017年教育部在召开的多次关于“新工科”的研讨会中都指出要探索面向复杂工程问题的课程模式，开设跨学科课程，组建跨学科项目平台及教学团队等[2]。

实验教学内容以实验技术为主，而这些技术的发展趋势的典型特征就是多学科的融合，具有跨学科，多学科交叉融合的天然优势。新工科人才培养是多专多能，以实验教学课程为载体，非常适合针对从多学科的角度上去思考问题。且此课程教学对象涉及工科、理科、文科、管理类等各个学院的学生。因此也有利于开展非常具体的有针对性的跨界交流活动，对激发灵感，收获新的创意非常有益[3]。

但目前还有很大一部分的非工科学生认为自己并不是工科学生，以后也不可能从事这样的工作，为何要学习这么专业的实验技术知识，而工科学生也仅仅在这门课程中学习了本学科内的技术知识，没有学习到跨学科的知识。且实验教学现行教材主要以传统制造技术为主，未能体现机械、电子、信息、材料、管理和人文等多学科有机融合的教学内容，无法体现新工科形式下复合型人才的培养目标。

因此，微课视频应在专业技术知识的基础上拓展一些跨学科的知识。比如，从工程经济学角度分析数控冲床的折旧，在当年是应该更新设备、改装还是修理设备，根据需要比选哪种方案更为经济，从管理学的角度分析实验教学课程及学生实际接触到的设备的制造企业的管理基本理论、基本方法等基础知识；从环境保护的角度介绍制造过程中产生的环境污染问题及其相应的环境保护措施等。

2.2 明确教学目标，培养创新意识

十多年前，这门课称之为电子工艺实习，主要学习传统的电子产品制造技术，它是实践技术基础课程中非常重要的一门课[4]。随着时代的发展，各大高校开始把传统的电子工艺实习转变成现代的实验教学课程。而它的教学目标，不仅仅是要学习工艺知识，提高工程实践能力，更重要的是要着力提升综合素质，培养创新精神及能力[5]。

虽然目前实验教学课程教学内容丰富，但由于教学时间有限，教师通常在介绍某种焊接技术时几乎都是采用讲解概念、应用和特点后，通过在实训场地学习使用设备，焊接出一个小作品的方式来提高学生的实践能力。且近十几年来进行实训的学生在每个工艺实训时制作的作品基本都是一致的。学生在实训后普遍反映动手能力得到了提高，且培养了团队合作意识。由此可见，实验教学重点都放在如何提高学生的动手实践能力上，却很少关注创新意识的提高。

部分高校的实验教学的教学改革开始采用微课来弥补此课程理论教学的不足，通过碎片化的学习提高学习效率及学习效果。这些微课的学习视频基本是围绕教材的知识点，通过将其梳理成重难点、关键点，结合学生感兴趣的新闻热点或易引起共鸣的问题激发学生自主学习的兴趣，达到教学效果[6]。但是，参考教材基本还是沿用时间比较久的电子工艺实习的教材，有些新教材虽然有变动，但在同一种技术的内容上基本雷同，这足以说明我们的创新不够，不足以体现“新工科”的特色。

李培根院士指出新工科之“新”，如果只是在传统的方法和手段上进行改革，那么他仍然是从实用主义、工具主义的角度去理解工程教育之新，虽然是有益的，但绝对是肤浅的。教师和学生应该从更高层面去理解工程教育，从教育和文化的层面去重观工程教育，这才是工科之“新”的关键及高度[7]。所以，把相关技术的文化融入到教学内容或教材中是非常有必要的。在微课设计时应有一集8～10 min的视频解析该技术是在什么背景下，如何出现，并不断发展至今，以后的研究趋势又是怎样的。这种技术的文化往往也是非常有趣，学生也非常感兴趣的，能够加深学生对技术、对工程的理解。通过这些文化，不仅可以启发学生如何去发现问题，而且可以培养解决问题的创新意识，这种创新效果是非常不同的。

2.3 明确教学体系，完善知识系统

系统的观念是行业对优秀人才的基本要求，这也是新工科建设的基础。实验教学时间集中几天或几周，教学内容丰富。每种技术都是由不同的教师负责，教材内容也是将各种技术独立成相应章节。在实习后，学生往往都有一定的收获及体会。但是却没有教师将这些不同的知识点相互联系起来，进行对比分析和整合，培养系统思维。从学生实习结束后交上来的实习报告来看，部分学生将不同技术混淆，有些居然连技术名称都写错。大部分学生仅仅回忆上课内容，没有对该技术进行更深入的思考或对不同技术提出自己的看法。

因此，在微课程设计的最后应该有几集微课来弥补这些不足。通过总结归纳各种工艺的相似或不同之处，加深学生对技术的理解，形成系统性的知识。例如，通过对直流稳压电源的制作和万用板多谐闪烁电路的对比，让学生明白厂家制作电路板和万用板的区别。学生实际制作产品过程非常具体形象的，教师用理论其联系起来，有利于学生在各个单元学完相应知识点的最后把思路理清，再将各个单元重新整合，形成系统的思维。

3 结语

时代在不断地进步，各种技术不断创新和变革，高等学校的工程教育需理清思路，不仅要回归教学内容，也要不断学习新技术，新方法，以培养新时代的“新工科”人才。本文通过反思目前的电子工艺实验教学，提出实验教学课程在微课程制作和教学的实践经验中的一些问题，提出反思及对策，希望从教学内容上体现新工科的特点，为学生以后的专业成长起到一些借鉴作用。