基于“新工科”培养创新实践能力的课程教学模式改革探索——以《电工电子技术》课程为例

王莉静

（三门峡职业技术学院，河南 三门峡472000）

1 引 言

自2017 年教育部启动了“新工科”发展研究工作以来，探索建立新工科发展范式，成为了工程教学改革发展的“指路标”。这一战略的提出是适应我国经济发展的重要举措，也是在大数据、互联网＋快速发展的背景下应运而生。新工科建设的目标是实现从学科导向转向以产业需求为导向，强调依据产业技术发展更新教学内容和课程体系，强调加强国际合作交流，借鉴国外人才培养优势，增强工程教育国际竞争力。[1]同时，注重模式创新，深入推进产教融合、校企合作，强调注重质量保障，建立完善工程专业认证制度。

“新工科”培养的主要是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。[2]新工科是教育理念上的一种创新，强调人才培养目标要与产业发展深度融合，毕业生能够满足企业的用人要求；人才培养过程必须突破原有的知识体系，实现不同学科的交叉融合；课程体系要符合个性化教育发展的要求，提倡模块化、项目化教学，注重学科交叉与产业合作的培养。形成一种“问产业需求建专业、以岗位需求培养人才、以新时代的卓越人才标准优化课程体系”，塑造高职工程教育可持续发展的生态可调系统。

2 高职院校工科专业课程体系的存在的不足

传统产业的转型升级，需要越来越多从中端到高端的各种新型工程类技术技能人才。2017 年，教育部、人社部和工信部联合发布的《制造业10 大重点领域人才需求预测》显示，到2020 年，10 个领域的人才需求为1800 万人，人才缺口预计大750 万。[3]作为工程人才重要供给侧的高职院校培养适应产业发展，行业需求的高素质技术技能型人才已经迫在眉睫。

（1）高职院校缺乏准确的办学定位，并未根据传统产业的转型升级对相应的工科专业人才培养标准进行改革，不能满足产业转型升级对新技术及岗位素质的要求。

（2）高职院校的新工科建设仍处于探索阶段，育人模式没有形成体系，缺少一套完备成熟的理论和方法。

（3）高职院校和企业缺乏协作导致人才培养难以系统。高职院校要深化“产教融合 校企合作”，按照区域产业发展的类型、特点，调整、革新人才培养。

（4）缺少专兼结合的高素质教师团队和创新服务平台。

3 电工电子技术课程的教育教学模式探索

高职院校传统工科类专业在办学方面仍然采取“教学＋实训”的培养模式。

教学过程沿用理论课与实践课交替或理实一体化的教学形式。二十年来，高职院校电工电子技术 课程的教育方法模式不断的探索和改革，目前较为突出的教育教学方法有以下几种：

（1）项目带动，任务驱动教学法：指教师结合企业的生产实际将某一教学内容设计为一个或多个具体的项目，每个项目下有一个或多个任务，如基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律的学习，先引入生活或生产中的项目案例，提出如何求解电流、电压参数，引发学生思考，使学生在学和作的过程中掌握求解电压或电流所具备的知识内容，达到教学目标，从而提高学生发现、分析和解决问题的能力。

（2）交互式翻转课堂教学法：是指针对教学内容，设置能力目标，将目标与知识体系结合，形成一些合适的知识模块，让学生利用课后时间完成该模块的内容，如制作一分钟有趣的动画、生动明晰的上课PPT、做出可以实现运动的物理模型、上台授课等任务。使学生主动参与到教学过程中来，实现教与学的角色翻转，让学生体会如何在教师的角度思考教学内容和分析问题，可以有效提学生对课程内容的理解，实现被动学习向主动学习转变。

（3）引导讨论式教学法[4]：在教学过程中，由授课教师总结以往学生在学习或实践此部分教学内容时常出现的问题，给出课程内容概念，将学生进行分组讨论，引导学生主动去思考如何解决或避免问题的再次出现，经过主动的思考和探索，再进行课程内容的讲解，可以有效提高学生自主学习、沟通交流和团队协作能力。[5]

（4）混合式教学法[6]：是针对传统课堂的枯燥和新型碎片化教学MOOC 的缺陷，将两者有机混合的教学方法。整个教学过程中，由教师进行设计，将传统教学和SPOC＋翻转课堂按照适当教学进度进行交替，并引入Proteus 软件仿真技术加强实践教学环节，多种教学方法融合，全方面提高学生的自主学习和实践动手能力。

以上四种教学方式的探索和实践都有效的提高了学生的自主学习能力和实践能力。但新经济、新技术到新的岗位要求，再到新的教育，呼唤着培养更高层次的职业教。为了让学生实现与岗位的无缝对接，对于电工电子技术课程教学方法的探索也应从如何让学生主动学习转变到如何提高学生创新实践能力的研究上来。

4 面向创新实践能力培养的教育教学改革与实践

《电工电子技术》是一门重要的技术基础课程，教学内容几乎涉及到电工与电子学科的各个领域，在课程体系中起着纽带作用。信息化时代的大数据、互联网＋、工业机器人技术、智能控制技术都与电工电子技术密不可分，但仍存在教学方法陈旧、教学内容更新慢，理论与实践脱节、缺乏创新能力培养等问题，传统的教学模式已经不能适应现代教学要求。只要在课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等环节深入探索、持久改革，才能适应现代化人才培养的需求。

4.1 构建模块化课程体系

“课程是高校人才培养的媒介，课程体系的构建是协调高校人才能力培养与就业市场需求关系的关键点”[7]。对接新技术、新岗位，按照对新知识、新技能要求，积极开展“专业＋技术“课程体系建设，并服务于大数据、互联网＋、人工智能等新兴产业，构建符合产业需要的优势并保持下去。

表1 电工电子技术课程对应的职业描述

通过表1 的职业描述可见，以发展学生技术技能、锻炼学生职业能力为核心进行模块化设计。打破学科体系壁垒，实现交叉融合，以产业需求和专业应用来重构模块，使学生通过模块学习来掌握课程知识内容，具备职业能力，服务产业需求。模块化课程体系具有实用性、交叉性与综合性等特点。

表2 模块化课程体系样例

依据表2 模块化课程体系样例，以培养学生职业能力为目标，在课程体系中增加实践环节比重，如在一年级增加教学认知实习，在校内实训基地完成入门阶段的的能力培养。二年级设置课程设计和工程实习，在合作企业巩固模块化课程内容，参与企业项目的辅助工作。三年级设置毕业设计和顶岗实习，以企业标准全方位要求学生，校内教师和企业导师联合指导，立体培养，确保全方位、高标准锤炼学生的职业技能。[8]

模块化课程尝试为学生构建尽可能宽和厚的基础，以行业的标准选择提炼教学内容，以实际的工程项目为依托，采用基于工作过程的项目化教学，在保证基本素养模块和专业素养模块都具备的前提下，加强创新实践能力培养，为学生今后的岗位变化打下扎实基础，提供广泛普适性的能力。

4.2 创新校企合作育人新模式，建立产教良性互动新机制

以项目化方式，开展模块化教学。按照“教学项目对接实际工程项目、教学内容对接专业和职业要求、课程标准对接行业、企业标准”的原则，对课程内容重构、优化组合，将真实的工程项目拆分成多个子任务，将分布在不同课程的内容模块按照内部联系优化组合，以小任务方式呈现教学内容，各教学内容之间可以模块化移植，体现了模块化教学的灵活性。[8]

（1）高职院校要变革单一主体的人才培养模式，进一步深化产教融合、全面。推进校企协同育人。具体而言，就是要以产教深度融合理念为引领，实施工学交替、校企合作，构建双主体协同育人。[9]将理论、实践应用到探究性学习过程，培养学生的职业素养和实践能力，通过理论和实践交替螺旋进行，形成学生在真实生产中的体验和经历，形成未来工作岗位所需要的职综合素质和能力。[9]

（2）新工科的“新”，体现了一个动态生长变化的概念，只有在不断的更新变化中，新工科培养的人才才能更加适应新技术和新经济的需求。因此，应着眼于互联网＋、人工智能及工业一体化的时代特征，依托产业特点和行业特征，对未来人才规格和需求变化进行研判和预测，适时调整新工科专业结构布局，优化课程体系和内容，重构质量评价指标体系，实现满足产业需求的良性互动。[9]

4.3 打破专业教师学科壁垒，建立“新工科”教学团队

为了培养适应新经济、新产业的发展的新工科人才，关键在提高师资队伍的质量和水平。

（1）打造“双师结构”师资队伍，优化师资力量。教师要同时具备教师资格和执业资格，既能够从事教学，也能够到企业完成生产实践，能够真正实现产学研相互渗透。

（2）外聘内培，盘活用好校外师资力量。科学匹配专兼职教师，建立校企协同培养教师新机制，完善合作企业的教师工作站。聘请企业技术骨干担任教学任务，内部培训提高兼职教师教学能力。

（3）尝试建立“新工科”教师认证制度，鼓励专业教师加入新工科的研究和探索。

5 建设电工电子技术优势特色的智慧课程创新实践平台

高职院校新工科专业培养创新型技术技能型人才，必须具备专业技术与信息技术的融合叠加。因此，充分发挥“互联网＋”和“人工智能”的协同作用，将数字媒体应用技术和人工智能技术融入到电工电子技术课程中，意义非常大。

（1）建立开放式教学资源平台。电工电子技术课程创新实践教育，有赖于优势特色的创新实践平台的有力支撑。我们在开放传统的电工电子实训室、电机实训室、虚拟仿真实训室的条件下，设计开发实训室手机终端或电脑终端的APP，完成实践内容的在线学习，实现学生随时随地自主学习，为推动创新实践和自主学习提供平台。老师、学生和企业职业导师都可以通过平台进行互动和交流，培训和研讨，实现资源共享。

（2）利用各类资源建立校企合作创新平台，使学生深入企业参与生产实践锻炼，解决技术难题，创新实践能力。

6 以大赛促教教学，将职业技能大赛融入到高职院校“新工科”建设中

职业技能大赛是学科门类里前沿的专业知识和技术深度融合的应用，紧紧跟随行业和产业的发展步伐。参加比赛对学生的职业能力和职业素质养成，特别是创新学习能力的培养起到关键作用。[10]如“电气控制系统安装与调试”赛项，综合运用电工电子技术、工业控制器、伺服步进电机和触摸屏设计等课程，解决电气系统的疑难问题。将此设计为一个模块进行授课、学习和实践就可以培养学生注重知识技能的灵活运用和创新思维。但是，大赛只能是小众群体参加，无法受益于广大高职学生。所以如何将大赛内容和要求融入到教学内容和方法中去，并探讨一套职业技能大赛与教学改革的融合发展之路，成为提升教学水平，建设“新工科”的关键。[10]

（1）学校和教师要适时转变观念，将职业技能大赛引入到常态化的校级专业竞赛中，推动课程改革向应用、创新方向发展。

（2）将大赛相关的内容融入到教学中，根据产业的发展变化及大赛的迭代更新合理设置课程内容，不断研判，常态化修改调整，推动“新工科”的建设。

（3）对技能大赛的项目长期收集积累和研究，并利用仿真软件，进行课程和相关实训资源的建设，初步形成相关技能的实训项目。

（4）通过技能大赛设计专业知识的指导和学习，提高教师的业务素质。只有教师对技能大赛相关内容融会贯通，才能推动教学改进，形成教学内容不断更新的长效机制，实现通过以学促赛，以赛促教的良性互动。[10]

7 结 语

人才培养是一个持续改进的工作，没有尽头。在新工科背景下，社会、企业以及产业应用对人才培养提出了更高层次的要求，即创新型实践能力的培养。本文以新工科最新成果为指导，探索分析了创新实践能力如何在课程改革与实践中培养，借鉴“新工科”的思路更新知识体系、改良教学方法，提高专业建设与区域经济的适合度、专业设置与区域产业发展的契合度以及课程体系设计与职业岗位的对接性，充分发挥为地方服务的办学优势。