新工科视角下电工学教学改革实施探讨

冯晓艳

[摘           要]  工业4.0时代的到来、《中国制造2025》给我国制造业制定了宏伟蓝图，新工科的概念应运而生，具体到高等教育领域，新工科对工科专业的学科建设、专业教学提出了新的教学要求。具体到电工学课程，授课教师就应积极落实新工科理念的教学要求，积极实施教学改革，结合混合式教学模式，多层次教学任务设计实现“以人为本，因材施教”，挖掘学生的科研素养，促进学生个性化发展和能力成长，挖掘学生的创新潜质，为我国制造业培养出技术型、技能型人才。

[关    键   词]  新工科;电工学;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）01-0164-02

我国是世界上制造业门类最齐全的国家，几乎涵盖了制造业大类下的每一项制造业，这是我国制造业引以为豪的成就，但是随着产业结构的转型升级，我国制造业也面临着升级换代的挑战。为了促进制造业的顺利转型，我国制定了工业4.0发展规划，并颁布了《中国制造业2025》的宏伟目标。制造业的升级换代离不开高等教育加强各种层次技术人才的培养，为了满足社会各界对新兴技术人才的需求，教育部适时提出了“新工科”的教育理念，给我国工科专业各门课程的教学提出了新的要求，作为一门核心课程，电工学的教学就应积极落实新工科的理念要求，授课教师实施有效的教学，为我国制造业培养出具有创新理念的技术型、技能型人才。

一、新工科与电工学教学

（一）新工科教育理念的特征

新工科是有别于传统工科教学所提出的一种新的教学理念，是特定经济发展阶段的产物。随着我国经济发展的加速，产业机构调整、制造业的升级换代、社会各界环保意识等因素吹起了发展新兴工科的号角，加之新兴的工业技术、新材料新工艺、新的制造业模式等新兴工业因素的要求，为了促进工业专业教学的良性发展，满足社会各界对新兴工业技术人才的需求，我国教育部提出了新工科的教学理念，具体到教学领域，新工科教学应以工程教育理念的要求为指导，调整传统的学科专业结构以优化专业结构，实现分类发展与综合发展，把新技术新材料新形态的知识内容融入工科专业进而演变出新的工科专业，促进传统工科专业的升级换代，探索出人才培养的新型模式，不断提升工科科学的教学效果，最终为我国制造业培养出具有创新精神、具备实践操作能力的技术型、技能型人才。

随着互联网的发展，互联网技术与教育领域的深度融合，也为新工科增添了新的教学内涵，互联网技术促进了新工科教学理念、教学模式的不断创新，深深影响了新工科的教与学，新兴的互联网学习模式已经成为深受欢迎的新工科教学模式。互聯网技术所带来的在线教学模式不是单一地利用网络学习，而是包含着多种多样的教学方式，随着学者对互联网教学模式研究的不断深入，推出了众多适宜于电工学教学的在线学习模式，如小规模在线学习课程模式、混合式教学模式等。小规模在线学习课程模式适宜小规模的学习人群，教师可以挑选出特定目标的学生进行教学，充分发挥目标学生的学习主体性与积极性，进而促进他们的个性化发展，同时对教学过程进行有效控制，确保教学目标的顺利实现;混合教学模式则鼓励传统教学与在线教学实现深度结合，教师本着灵活多样的原则来做好课程设计，让学生不再受到时间和空间的限制来进行专业知识的学习。同时，教师还可以采用多元化的教学方法，在实施理论教学的基础上，还可以播放网络视频、使用实践教学方式辅助软件来优化实践环节等，引导学生进行自主学习，培养他们的创新意识与动手能力，达到传统理论教学所起不到的效果。

（二）电工学教学

电工学是我国高校工科专业中非电专业开设的电工电子技术基础课程，如机械、材料、动力、车辆等，是连接这些专业学生进行基础知识和专业知识学习的有效桥梁，同时也是这些专业学生将理论知识学习与实践操作环节相结合的有效课程。这门课程的教学任务一般为48学时，分为理论教学与实验环节两部分，学时各占一半。按照新工科的理念，电工学的教学与实验就可以实施多样化的方法与途径。

二、新工科对电工学教学改革的具体要求

（一）利用在线学习方式，优化理论教学与实验环节设计

不可否认的是，我国工科专业的学生知识基础存在一定的差异，有的学生数学好一些，有的学生则物理知识好一些，传统的教学模式，教师单单依靠在讲台上讲授，这种不利于学生的个性化发展。同时，这门课程还需要大量的课后实验来巩固所学的理论知识。对于实践操作能力而言，这些学生也存在差异性，来自城市地区的学生动手能力稍强一些，因为他们在中学阶段做过了大量的实验，得到了一定的锻炼;来自农村地区的学生，由于教学资源与实验室场地的制约，能得到实验操作的机会并不多，这也需要教师考虑到差异性设计出不同的实验环节。理论教学中，教师可以按照新工科教学指南的要求，改变传统的章节结构模式，实施专题化讲授，有重点、分层次地讲授专题内容，同时通过雨课堂、智慧课堂、微视频学习等模式向不同层次的学生推送不同的学习内容，鼓励他们积极使用数字学习资料，树立信息化学习理念，提升自主学习能力，查漏补缺，达到共同提高的目的。实验环节中，电工学包括基础性验证性操作实验和综合性设计实训实验等两个环节，教师也不一定让全体学生都完成这两个实验环节，基础差的学生可以重点演练第一个基础性试验，提升动手能力，然后再尝试完成第二个环节中一些相对简单的实验;基础好的学生可以直接跳过第一个环节，重点操作第二个实验，培养他们的创新能力，并尝试引导他们进行适度的科技攻关，这种分层次实验的做法让不同层次的学生都得到锻炼与提升。

（二）实施多元化考核方式

传统的教学过程中，教师往往通过期末一张试卷的成绩来判定学生的学习情况，这种试卷考核的方式很难全面反映出学生的真实学习情况。同时，新工科教育理念中最重要的一条就是参考工程教育精神，这种精神对于考核环节来说，就是重在过程考核，弱化期末试卷考试的分值比重。电子学教师就可以实施多元化考核方式，把学生的课堂表现、作业完成情况、实验成绩、期中期末考试成绩纳入学习考核中，通过加权算分的方式，来衡量客观的学习成绩，鼓励学生把重心放在日常学习与实践操作环节，彻底改变考试前几天突击复习的学习方式。

（三）参加电子创新竞赛

对于教学而言，创新不是无源之水、无本之木，学生需要吸收前人的理论成果、再搭配相应的实验操作，才能完成创新精神培养的前期准备。教师在为学生讲授完理论知识，知道他們完成实验操作后，为了激发他们的创新热情，就应鼓励这些学生走出课程，积极参加电子创新竞赛，如大创赛、“互联网+”竞赛、挑战杯等竞赛活动，以赛代练，通过参加竞赛的方式把自己的创意、创新、思维、构思等意识类的知识具体转化为实际模型，在同行、专家的指导下，不断提升学生的创新意识与动手能力，达到预期的教学效果。

三、新工科视角下电工学教学改革的实施措施

（一）优化理论教学设计，实施混合式教学

1.有效引导课前预习

传统的单一讲授方式时期，教师虽然也布置了课前预习的任务，但由于学生的自主学习能力不强，加之这门课程的理论性较强而且很多概念都很深奥，学生在自我预习时往往摸不清头绪不知道该如何下手，最后预习任务只能是不了了之。实施混合式教学后，教师就可以通过微信、QQ、雨课堂等在线学习平台，给学生推送重难点知识与解答方式，有计划有目的有组织地指导学生进行有的放矢的预习，为随后的课堂学习做好准备。随后，教师再精选授课内容，优化教学设计，把理论讲授知识、实验环节、课堂讨论内容、课后作业以及参考书目等内容通过视频、课件、微视频、快闪的方式，或进行课堂讲授，或利用网络途径提供给学生，方便后续学习。

2.有效组织课堂教学

通过前期的复习，学生对一些知识有了初步了解，但很多内容还需要教师的讲授与指导，教师不单单重视课堂讲授，还可以挑选出一些在线资源，帮助学生攻克重点与难点知识。比如，知识点“基于PLC控制的智能生产”就是一项重点内容，而且具备应用性特征，这个知识点单纯依靠教师的讲授，很难把碎片化的知识内容与工业生产实际相结合，这种情况下，教师就可以通过智慧课堂、雨课堂等在线学习资源，给学生播放知名专家、教授或行业人士的专题讲座，帮助学生加深理解与认识，同时学习到最前沿的知识。一些知识点的学习还需要与实验相结合，教师可以把实验任务细分成各个环节，让学生分成小组，每个小组领取一到两个实验任务，教师提问，学生在实验中发现问题、解决问题，同时通过小组间的分享与交流，最终达成学习共识，加深对理论知识的理解，提升学习效果，顺便提升他们的动手能力，为以后走上工作岗位打下基础。

3.重视课后教学评价

电工学教学过程中，教师对学生作业的验收和对学习效果进行评价，组织学生通过交流讨论了解学习和实践的成果与不足，可以为下一步学习起到警示、激励和指导作用。首先，学生按照要求完成预习报告并提交实验报告;其次，教师对作业和报告进行批阅、评价，并结合实体课堂表现给出阶段成绩。

（二）改革考核与评价方式

对于电工学的教学考核，授课教师就可以结合新工科教学理念，考虑到多层次教学模式的学习效果与学习情况，对学生进行分层次多元化的评价，具体考核方式如下：

1.基础知识考核

学生完成基本层次的实验任务，即让各单元能够独立运行，在完成实验报告和答辩后，可达到“及格”及以上的成绩。

2.综合学习情况考核

两组学生在基本考核的基础上，通过完成输送单元的运行，让整个生产线能够有序地运行，满足综合层次的要求，达到“良”及以上的成绩。

3.创新意识与创新能力考核

在完成综合考核的验收后，学生可以继续进行拓展实验，验收时根据学生的完成情况及创意难度、新颖度进行评分，并在原有分数上给出附加分。评分时，将实验验收成绩、实验报告成绩及答辩展示成绩按一定比例合计为最终成绩，其中实验验收成绩占60%，实验报告成绩占20%，答辩展示与回答提问成绩占20%。通过学生答辩与现场回答问题的表现，教师对学生进行全面客观的评价。

四、结语

新工科理念下电工学混合式教学是落实教学改革的有效举措，学生在信息检索、自主学习、PLC编程及工程实际接线的过程中不断学习，建立大系统概念，提高独立分析能力和解决复杂工程问题的能力，达到了理论联系实际的教学目的，大大地提高了学生对电工学课程的学习积极性和主动性。

参考文献：

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[2]苏小红，赵玲玲，叶麟，等.基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J].中国大学教学，2015（7）：60-65.

[3]崔贯勋.基于云计算技术的MOOC实践教学平台[J].实验室研究与探索，2015，34（8）：119-123，157.

编辑 曾彦慧