“新工科”背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”課程教學(xué)體系改革的探索

宋樹杰，趙武奇，張清安

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710119）

教育部于2017年2月20日發(fā)布了《高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》，由此拉開了各高校開展“新工科”的研究實踐與探索[1]。與傳統(tǒng)工科相比，“新工科”更加強調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性，不同學(xué)科知識的繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享。尤其重視電子控制、通信技術(shù)、人工智能與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的有機結(jié)合與發(fā)展。因此，非電類工科專業(yè)，如機械設(shè)計制造及其自動化、食品科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)機械等專業(yè)更加需要加強電工類課程的學(xué)習(xí)，加強電工實踐能力與所學(xué)專業(yè)的有機結(jié)合，以培養(yǎng)與時俱進的高技能人才。

“電工學(xué)”是非電類工科專業(yè)必修的基礎(chǔ)核心課程[2-3]，也是理論與實踐結(jié)合、應(yīng)用非常廣泛的一門課程。按照“新工科”的要求，該課程既要突出其基礎(chǔ)性，又要強調(diào)其實踐應(yīng)用性，還要與所學(xué)專業(yè)進行有機結(jié)合，突出專業(yè)特色性。據(jù)此，應(yīng)該對“新工科”背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”課程教學(xué)體系改革進行探索，適應(yīng)“新工科”的發(fā)展要求，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。通過對食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”教學(xué)中的問題進行分析，對“電工學(xué)”課程體系的各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)提出了改革思路，并進行了相關(guān)的教學(xué)實踐。

1 食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”教學(xué)中存在的問題

1.1 重視程度低，課時量少

“電工學(xué)”課程通常得不到足夠的重視，如食品科學(xué)與工程專業(yè)，其專業(yè)主干課程主要與化學(xué)相關(guān)，其4年工程類課程中關(guān)于電學(xué)的課程只有“電工學(xué)”一門，且課程總學(xué)時僅為36個，僅是其他電學(xué)類專業(yè)或者近電學(xué)類專業(yè)的課時量的1/3。同時，“電工學(xué)”的知識對于食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生來說并非全部有意義，此情況嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及效率。課程重視程度低、少課時量直接導(dǎo)致了該課程教學(xué)效率與質(zhì)量的下降。但電工學(xué)作為工程類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，對于學(xué)生“新工科”背景下的發(fā)展作用是比較大的。因此，需要食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)該加強電工學(xué)知識的掌握，學(xué)校、學(xué)院和教師學(xué)生也重視電工學(xué)課程的教學(xué)效率與質(zhì)量，為國家培養(yǎng)新型工程技術(shù)人才。

1.2 教學(xué)內(nèi)容多，缺乏實踐

“電工學(xué)”課程內(nèi)容復(fù)雜繁多，主要涉及電路的基本定律、電路的穩(wěn)態(tài)分析與暫態(tài)分析方法、正弦交流電路、三相電路、磁路分析，電動機、繼電器及可編程控制器等[4]。內(nèi)容的繁多使教師備課、學(xué)生學(xué)習(xí)無法抓住重點及內(nèi)容之間的關(guān)系網(wǎng)，影響了教學(xué)的效果及效率。同時，“電工學(xué)”也是一門理論與實踐相互結(jié)合驗證的課程，但大部分食品科學(xué)與工程專業(yè)的教師，對“電工學(xué)”僅僅進行書本知識的教學(xué)，忽略了學(xué)生電學(xué)技術(shù)與操作技巧的傳授，使學(xué)生缺乏實驗鍛煉，無法將理論知識與實踐應(yīng)用相結(jié)合，這不符合“新工科”背景下工科學(xué)生的全面發(fā)展的要求。

1.3 教學(xué)手段與反饋存在問題

對“電工學(xué)”課程不太重視，導(dǎo)致教師的教學(xué)手段單一、陳舊，使得教學(xué)課程沉悶無趣，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性。同時，大部分“電工學(xué)”課程的考試僅是單一的筆試測驗，一方面忽略了對學(xué)生實踐操作技能的檢驗，另一方面單一的考試形式無法使教師更全面具體地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況及問題，進而無法進行針對性的教學(xué)。

2 課程體系改革的建議

2.1 圍繞專業(yè)，精選教學(xué)內(nèi)容

“電工學(xué)”是非電類工科必修的基礎(chǔ)核心課程，很多專業(yè)需要學(xué)習(xí)，但不同專業(yè)對電工學(xué)的需求各不相同。因此，為了滿足不同專業(yè)學(xué)生的需求，教師需要圍繞專業(yè)培養(yǎng)方案、實際教學(xué)情況和專業(yè)應(yīng)用情況，精選教學(xué)內(nèi)容并進行創(chuàng)新和調(diào)整。首先，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，對“電工學(xué)”課程內(nèi)容進行教學(xué)模塊的有機劃分，一般包括電工基礎(chǔ)知識、電路分析方法、三相交流電路、磁路與繼電器、數(shù)字電子技術(shù)、電工測量與安全等；然后，根據(jù)專業(yè)特色及需求對各個模塊進行整合重組，比如食品科學(xué)與工程專業(yè)，根據(jù)其專業(yè)需求，需要重點講解三相交流電路、磁路與繼電器和電工測量與安全，以提高其食品工廠的應(yīng)用性。

2.2 利用教學(xué)資源，改進教學(xué)手段

教學(xué)手段與方法是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要措施之一，也可以檢驗教學(xué)效果。通過改進教學(xué)手段，使學(xué)生參與到“電工學(xué)”課程學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中思考，在思考過程中提高。“電工學(xué)”的課程內(nèi)容相對比較枯燥無趣，教師需要為學(xué)生建立一個生動有趣的教學(xué)課堂。教師利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，制作吸引人的課件，多利用動態(tài)圖片表達(dá)電路中變化過程，增強學(xué)生的理解與掌握，降低電工學(xué)的學(xué)習(xí)難度。也可以采用PBL教學(xué)法結(jié)合學(xué)生的生活學(xué)習(xí)實際，通過“提問-解答-再提問”的教學(xué)循環(huán)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進而改善教學(xué)氣氛，提升教學(xué)效果。

2.3 加強實踐環(huán)節(jié)，提高主觀能動性

“電工學(xué)”的實踐環(huán)節(jié)主要包括實驗教學(xué)，其在加深和鞏固基礎(chǔ)理論知識的同時，也可以培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維、分析問題及電工動手能力。由于學(xué)生的重視程度不高，在“電工學(xué)”的實踐教學(xué)中，其課時往往很少，有的專業(yè)甚至沒有開始相關(guān)實驗課。為了滿足“新工科”對學(xué)生的要求，教師可以從以下幾個方面入手，加強食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。①增加電類實驗基礎(chǔ)操作教學(xué)。食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生其電類實驗操作能力較差，對此類實驗操作感覺到陌生。教師可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)能力，增加實驗操作基礎(chǔ)內(nèi)容的教學(xué)，先在課堂中引導(dǎo)學(xué)生進行實踐，再鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識與實踐相結(jié)合，既可以提高學(xué)生對知識的掌握，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。②設(shè)計與專業(yè)相關(guān)的電類實驗項目。“新工科”背景下的學(xué)科交叉與融合，在實驗項目設(shè)計時即可體現(xiàn)。以食品類專業(yè)為例，可以設(shè)計繼電器控制牛奶攪拌機轉(zhuǎn)向的電路，使學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)電工學(xué)對于專業(yè)的價值，增強課程自信。③改善實驗評估。電工學(xué)試驗作為理論課程的重要補充，教師需要重點觀察學(xué)生的操作能力，對電學(xué)儀器的熟悉程度，面對問題分析及解決的方法及態(tài)度等，可以根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平制定不同的實驗項目，實施針對性教學(xué)。④實行開放實驗項目。鼓勵食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生積極參加開放實驗項目，提高自身電學(xué)知識及實踐能力。開放實驗項目需教師與學(xué)生共同設(shè)計，創(chuàng)新性與基礎(chǔ)性并存，且與本專業(yè)相結(jié)合，解決實際問題。學(xué)生得到學(xué)以致用的鍛煉。

2.4 改革考核方式，綜合評價教學(xué)效果

全面了解學(xué)生的“電工學(xué)”學(xué)習(xí)情況，單一試卷考試的弊端較多，需要改革考核方式。教師需要打通教與學(xué)的反饋通道，豐富考核方式。教師可以從以下幾個方面入手：①考試形式多元化。以實驗成績與平時測驗成績?yōu)橹?，結(jié)合最終考試，使考核形式能夠準(zhǔn)確、有效、全面地評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，促進學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)。②增加實驗考核及開放實驗附加成績。教師需要重點觀察學(xué)生的操作能力，對電學(xué)儀器的熟悉程度，面對問題時分析及解決的方法及態(tài)度等，合理地給出各個學(xué)生的試驗考核成績。同時，鼓勵食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生積極參加開放實驗項目，提高自身電學(xué)知識及實踐能力，并以此類項目作為鼓勵成績，提高學(xué)生的參與度。③打通教與學(xué)的反饋通道。利用微信小程序，實現(xiàn)小課間實時教學(xué)反饋，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時調(diào)整課堂進程及教學(xué)方法。

3 結(jié)語

在“新工科”工程人才培養(yǎng)思想的指導(dǎo)下，針對食品科學(xué)與工程專業(yè)“電工學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了該課程存在的問題。在課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實踐環(huán)節(jié)及考核方法諸方面進行改革，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)其交叉與融合的創(chuàng)新思維意識，提升學(xué)生電工、電子應(yīng)用水平，才可以滿足以促進“新工科”背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力，從而促進新工程人才的培養(yǎng)。