基于“新工科”背景下电工基础课程教学改革与实践——以昌吉学院为例进行探讨

张 建 于晓燕 牟 翔 刘富春 唐利华

昌吉学院，新疆 昌吉 831100

随着科技的变革，为了适应社会人才需求的发展，2017年，“新工科”的概念教育部首次提出，三个纲领性文件“复旦共识［1］”“天大行动［2］”和“北京指南［3］”形成了，2020年5月，“新工科”的建设行动进一步推进深化。昌吉学院属于地方本科院校，地处“丝绸之路”核心带——乌昌地区，“新工科”的内涵文件指出地方高校结合自身办学特色，发挥自身优势，培养具有工程实践能力的高素质应用型技术人才。面对信息技术快速和工业产业升级，在“新工科”的建设中，昌吉学院要设置和发展新兴工科专业规划布局，进一步加快课程改革，推动“新工科”专业建设。

电工基础课程是工科类专业的一门专业技术基础课。其目的为专业课程服务，建立基础和桥梁让专业中课程间建立联系。在“新工科”专业中，不同的专业对电工基础课程内容需求不同。以昌吉学院为例，航空系无人机应用技术专业都有该课程。但是，对电工基础课程知识要求不同。在实际教学中发现，电工基础课程的内容与非电类专业其他专业课程的相关度较弱。缺乏前导课程和后续课程，电工基础课程的内容与其他专业课程衔接不上，导致学生不明白电工基础课程开设的目的，该课程的学习让学生学习积极性不高。同时，电工基础课程具有很强的理论性和实践性，学生在学习的过程中会遇到一定的障碍。在实际教学实施中，电工基础课程普遍存在内容多、学时少的特点。以昌吉学院为例，航空系飞行器维修专业中的电工基础课程分别开设在第二学期，设置课时为32学时或48学时。如何用极其有限的学时讲完相应的内容，给授课老师带来极大挑战，也增加了学生学习困难。

文献［4］指出在电工基础课程中应用项目教学法，坚持以职业实践为主体，开展实施教学活动以项目课程为主题。文献［5］指出了电工基础课程中“任务驱动”法重点培养学生的动手能力和专业技能。文献［6］提出深度融合教育信息技术和先进的教学模式构建智慧课堂，促进学生参与教学全过程。文献［7］提出将仿真软件应用于电工基础课程的教学当中。文献［8］提出实行理论课的“四位一体”和实验课“四个结合”的教学方法改革。文献［9］指出应用型本科院校电工基础课程实验教学平台建设思路。在新工科的背景下，根据昌吉学院的办学定位和专业特色，对于电工基础课程改革，本文提出教师在教学设计方面采用项目式教学设计，学生在学习上采用任务驱动式学习，在知识传授上采用理论和实践一体化的传授模式。此外，针对开设电工基础课程的不同专业需求，对课程内容进行整改，模块化设计，提出“1+X”改革模式。

一、教学改革

昌吉学院办学层次定为应用型本科高校不同于普通本科，其人才培养应具备两大基本特征：一是必须符合本科教育的学业标准；二是办学方向和科学定位着眼点的应用型，它是应用型本科教育的核心，昌吉学院的专业办学应该既强调“岗位型”，又强调“发展后劲”。以航空系飞行器维修专业电工基础课程作为专业基础课程，如何实施体现“新工科”背景下应用特色，该课程教学目标应该体现知识结构和创新意识，知识结构应表现为与专业息息相关；能力结构上，强调实践综合能力。为此，昌吉学院航空系无人机专业必须确定电工课程突出应用特色，提高教学质量的改革目标，并以突出应用型特色作为教改的前提，以提高教学质量。

针对电工基础课程，在教学内容上，调整教学内容，满足本科学业基础，坚持必须够用的原则。针对教学改革所应具备的知识结构，对教学内容重新调整，将教学内容调整为模块化，能将理论部分嵌入到实验当中，即教学内容项目化设计；学生学习采用任务驱动式教学方式；从教师和学生角度来看，整个教学行为体现了理论和实践一体化的教学改革模式。项目式教学设计、任务驱动式学习和理论和实践一体化传授模式这三者的关系如图1所示。

图1 教学改革关系图

二、教学设计与实施

电工基础课程主要任务是研究电的规律及其应用。该课程要求服务于专业群。专业群中各专业教学标准对其提出的知识与能力要求不尽相同，有共性部分和个性部分。各专业需求共性部分为“1”，是该专业基础课程满足共性需求的基础平台部分，而各专业需求个性部分“X”，体现电工基础课程与相关专业后续课程的紧密衔接，以满足专业个性化的需求。

昌吉学院航空系有交通运输、飞行器维修、无人机专业三个专业，这三个专业都开设电工基础课程，该课程在每个专业中都发挥重要的支撑作用。以航空系无人机专业为例，学习电工基础课程是对后续课程嵌入式技术及实验、无人机电机与电调、无人机组装与调试等课程有着重要支撑作用。同时也有助于学生在无人机装配、调试、维修方面能力的加强和提高；具备无人机的装配技能和检修技能。对无人机应用技术专业的专业课程教学起到一定支撑作用，对无人机应用技术专业建设和完善人才培养方案起到了一定促进作用，并提升了专业教学质量和人才培养质量。

昌吉学院航空系开设电工基础课程的服务对象主要有飞行器维修专业、无人机专业、交通运输专业，对该课程的要求如图2所示。通过对比分析，能力分解与提炼归纳出共性的电工基础专业能力要求“1”部分及其针对这个专业的特别要求的“X”能力部分。同时，航空系开设电工基础课程如图3所示。在图3，可以看出飞行器维修专业后续课程有数控技术、液压与气动技术、机床故障及维修；无人机专业后续课程有自动控制原理、嵌入式技术与实验、无人机电机与电调；交通运输专业后续课程有通信导航监视、雷达管制与模拟飞行、空气动力学与飞行原理；根据三个专业对电工基础课程知识要求，进行分析归纳总结出各专业模块化结构体系。

图2 各专业能力要求1+“X”体系

图3 教学内容模块化结构体系

教学过程的实施，采用任务驱动小组合作学习的教学改革方法。首先，根据班级学生不同个体差异按照优中差进行分类。然后优中差比例进行小组分配；其次，教师将进行项目化教学设计进行实施；最后，教师在实践教学备课的过程中，可以选择动手能力强和专业基础知识扎实的同学一起备课，一方面这样的同学可以充当教师助手，进一步减轻教学实施的困难和压力；另一方面可以让这样的同学指导其他同学的学习，同时，对这种优秀的学生也是一种锻炼和提高。

三、课程评价体系

电工基础是以实验为基础的课程，传统的课程评价体系当中，理论考试占了很大一部分成绩，然而实验成绩占的比例很小。“新工科”的背景下，强调学生的动手能力和实践能力。尽可能将理论部分知识融入到实践教学中去，实验教学方面采用任务驱动式教学，实践教学考核评价注重过程性评价。项目教学任务得到解决，通过总结性评价纠正学员对所学知识上的模糊不清、理解上的错误和偏差，对具有创新性的案例进行讲评，从而实现“任务”到“知识”到“应用”到“创新”的一个过程。学习效果评价采用全方位评价机制，第一、对所学专业知识掌握程度的评价，即教师对学生完成当前问题解决方案的过程和结果的评价；第二、教师应注重对学院学生本身的自主学习以及与他人协作学习能力的评价。

四、总结

本文以昌吉学院为例，从课程教学改革、教学设计与实施和教学评价三个方面进行探讨。在“新工科”背景下和昌吉学院的办学定位角度考虑出发，阐述了电工基础课程改革的必要性；以昌吉学院航空系三个专业为例，给出电工基础课程教学设计和实施改革建议；教学评价符合专业特色和需求，制定更加合理电工基础课程教学评价体系，更好地有利于学院的发展。教学改革永远在路上，作为高校工科专业教师，要紧跟时代潮流。