“新工科”背景下非電類工科專業(yè)“電工電子實驗”課程教學改革探索與實踐

楊咪 曾新紅

摘? 要：“新工科”背景下，人才的培養(yǎng)模式面臨新的變革，實踐教學是工程教育的重要組成環(huán)節(jié)，應該更新發(fā)展，以適應“新工科”時代的需求。本文對當前的非電類專業(yè)“電工電子實驗”教學進行分析，指出傳統(tǒng)教學中存在的關(guān)鍵問題，并建議建立以學生為中心，多樣性、差異性和多元化的教學模式，提出了一種基于移動端“雨課堂”的實踐教學改革方法，以提高教學質(zhì)量，使教改取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：電工電子;實踐教學;雨課堂;教學改革

中圖分類號：G64? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）27-0117-03

《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》提出“新工科”相關(guān)理念，這對高校尤其是工科背景高校未來的辦學走向有較強的引導作用，指引了工程教育改革新路徑[1]?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)以培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型和復合型的高素質(zhì)工程人才為目的，旨在把學生培養(yǎng)成創(chuàng)新能力強、工程實踐能力強的具有世界競爭力的復合型高素質(zhì)人才[2]。“電工電子實驗”是一門重要的工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，應用性強，是實踐教學過程中極其重要的一個環(huán)節(jié)， 為學生畢業(yè)后從事相關(guān)的工程技術(shù)或研發(fā)工作打下理論和實踐基礎(chǔ)。很多電類和非電類專業(yè)都會在不同深度和層次上開設(shè)這門課程，是培養(yǎng)學生探索知識、應用知識的重要措施，也是培養(yǎng)學生成為應用型、創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。

廣州航海學院多個非電類專業(yè)開設(shè)了此類課程，有獨立成課的專業(yè)，如能源與動力工程專業(yè)、機器人工程專業(yè)，也有配套理論教學的實驗方案，如機械工程專業(yè)“電工電子技術(shù)”、船舶與海洋工程專業(yè)“電工學”、輪機工程專業(yè)“電工學”等。非電類專業(yè)學生的電類理論基礎(chǔ)知識有限，進而影響實驗效果，不利于實踐教學，在培養(yǎng)新型高素質(zhì)、復合型工程技術(shù)人方面存在明顯不足。

一、課程教學現(xiàn)狀和存在的問題

（一）教師主導授課，學生被動學習

長期以來，實驗課教學方式單一。在實驗室中，多以教師主導為主，采用和理論課類似的模式，教師在課前講解與示范，學生實驗;學生以教師給出的實驗指導資料為參考撰寫實驗報告，缺少思考過程，報告呈現(xiàn)單一，預習報告成為一種形式;教師講完后，學生完成相同的實驗內(nèi)容，由教師檢查實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)。這種傳統(tǒng)的、長期存在的教學模式有其合理性，也存在一些弊端。大多數(shù)學生之前缺少思考過程，對實驗結(jié)果的合理與否缺少個人判斷。

（二）注重知識的傳授，忽視學生的差異性

現(xiàn)有的實驗課程多遵循制定好的教學大綱，由于“電工電子實驗”是“電工技術(shù)”“電子技術(shù)”等課程的配套實驗課程，項目設(shè)置上注重理論教學大綱知識點目標的達成，各項實驗步驟設(shè)置也都是圍繞此目標來設(shè)置。在課堂上，學生在同樣的時間內(nèi)完成同樣的實驗內(nèi)容，常有學習能力強、準備充分的學生提前完成實驗，部分學生因為種種原因不能按時完成，影響教學效果。

這種教學方式的弊端是，沒有考慮學生的水平差異。學生的學習興趣、動力、學習能力差異巨大，有的學生完成得好，后續(xù)勁頭更足，有的學生則因?qū)嶒灥男Ч患延绊懫浜罄m(xù)的學習積極性。

（三）驗證性實驗占比過大

“電工電子實驗”是“電工技術(shù)”“電子技術(shù)”等課程的配套實驗課程，學時有限，獨立成課的課程也僅有18個學時，常規(guī)教學項目以驗證性實驗為主，以促進學生對知識的理解和消化吸收，涉及的知識點單一、操作簡單，學生只需對著實驗箱模塊，照著實驗指導書連接幾根導線調(diào)試好儀器測好數(shù)據(jù)就能完成實驗，對電路設(shè)計思路和具體的工程應用所知甚少?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代，學生接收信息的渠道豐富，注意力易被分散，設(shè)計、創(chuàng)新實驗少，固有的教學模式難以引起學生的興趣，需要加入新鮮元素，提升學生實際應用能力。

這些問題使學生的工程思維和創(chuàng)新應用能力被束縛，自主學習、應用電類基礎(chǔ)理論知識解決實際問題的能力得不到培養(yǎng)，不能為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定扎實的基礎(chǔ)，這與工程教育的目標相違背。如何在實踐教學中體現(xiàn)工程教育要求，貫徹“新工科”理念，更好地實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標，是課程教學改革探索的重點。

二、課程教學改革的措施

（一）更新教學理念，轉(zhuǎn)變教學模式

高校要改變“教師主導授課，學生被動接受、學習”的現(xiàn)狀，教學理念應“以教師為中心”向“以學生為中心”轉(zhuǎn)變。學生成為學習的主體，教師變?yōu)閷W生學習的引領(lǐng)者，甚至是合作者，讓學生從被動地接受知識變?yōu)橹鲃訉W習，以學生為本，給學生以一定自由發(fā)展空間，有利于創(chuàng)新型、實踐能力強的高素質(zhì)人才的培養(yǎng)[3-4]。

（二）引入多元化的教學方法，引導學生深度參與

實驗課程的學習并不僅限于實驗室現(xiàn)場，也可與時俱進，建立新的教學模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代，網(wǎng)絡早已融入每個人的生活之中，合理地在課堂上利用網(wǎng)絡，拓展學習空間，增加互動場景，可提高課堂的活躍性和學生的積極性。教師在實驗教學中可引入“雨課堂”，“雨課堂”將復雜的信息技術(shù)手段融入PPT和微信，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁，合理地利用“雨課堂”可以將課前、課中、課后的各個環(huán)節(jié)賦予全新的體驗[5]。

針對課程的同一批授課對象，學生存在個體差異，知識水平參差不齊，教學目標就會不同。為了提高知識向能力的轉(zhuǎn)化，教師可進行教學資源建設(shè)，對實驗教學項目和步驟的設(shè)置進行修正、優(yōu)化，將教學目標細化為多個小目標，使其更加翔實，對教學PPT進行重新設(shè)計：可在一些理論知識點設(shè)置主、客觀題答題環(huán)節(jié)，對實驗技術(shù)和操作注意事項設(shè)置客觀題答題環(huán)節(jié)，盡量覆蓋不同水平學生的知識和實踐盲點。

教師可將實驗內(nèi)容分為兩部分：基礎(chǔ)驗證部分與能力拓展部分?；A(chǔ)驗證部分的實驗項目要求選課學生必須完成，能力拓展部分則供學習能力較好、有求知欲的學生自行選擇，鼓勵他們自主思考、團隊協(xié)作完成，并在成績評價上給予一定拔高。拓展性實驗項目中，教師可提供參考資料由學生自行選擇，或由學生自行查閱資料后進行設(shè)計，從而實現(xiàn)差異化教學。

教師可利用“雨課堂”建立移動課堂，課前，通過“雨課堂”推送，學生微信端收到“雨課堂”推送后，在時限內(nèi)完成答題，并撰寫預習報告。課中，學生可針對之前的不足重點聽課，自主實驗。通過“雨課堂”，學生對本次實驗的內(nèi)容和重點有針對性地學習，答題環(huán)節(jié)推動學生主動思考;后臺可自動批改客觀題，實時反饋。教師結(jié)合后臺反饋數(shù)據(jù)和主觀題批改情況，只需對重點、易忽視點、難點進行講解，提高課堂的互動性和效率。

（三）層次化實驗內(nèi)容，增加設(shè)計性實驗

教師應對實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，將其層次化。教師應將驗證性實驗作為第一層次，要求學生熟練掌握;第二層次主要是設(shè)計性實驗項目，讓學生在前一層次的基礎(chǔ)上進行模仿、拓展，自主設(shè)計或改進;第三層次則是發(fā)展創(chuàng)新性實驗，不限定具體的實驗條件，教師可給出任務，學生自行查閱手冊來完成任務，或者學生自由發(fā)揮設(shè)計電路，可通過硬件實物，也可通過仿真搭建電路來實現(xiàn)既定的實驗目標。實驗由簡到難，從明確具體到靈活發(fā)揮的層次化的實驗設(shè)置，符合學生的學習規(guī)律，有利于調(diào)動學生的積極性。

三、結(jié)束語

“電工電子實驗”課程是面向工科專業(yè)開設(shè)的一門基礎(chǔ)實踐課程，采用多元化的教學方式、差異性教學目標，以學生為中心，將教學目標細化，顯著提高了課程的課堂效率，符合“新工科”教學理念。經(jīng)過在學校多個非電類專業(yè)的教學改革探索與實踐，取得了良好的教學效果。學生學習興趣、學習主動性明顯提高，溝通能力、自主學習、獨立思考能力和工程思維也明顯提升，課堂效果改進明顯，進一步促進了學生“電工”相關(guān)理論課程的學習和其他后續(xù)專業(yè)課程的學習。人才培養(yǎng)是一個長期的過程，教學改革也要在長期實踐中結(jié)合不同時期的特色要求進行調(diào)整，以培養(yǎng)高素質(zhì)人才，適應社會時代發(fā)展。

參考文獻：

[1] 張宇敬，安英博，秦響應. 多學科交叉融合的金融數(shù)據(jù)挖掘與分析工程人才培養(yǎng)模式[J]. 新西部，2019（04）：132-133.

[2] 夏靜萍，吳慶憲，姜斌. 新工科形勢下自動化專業(yè)實踐教學的分層次培養(yǎng)模式探究[J]. 云南民族大學學報：自然科學版，2020，29（02）：150-153.

[3] 張薇薇. 新工科背景下電工電子實驗教學研究與探索[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2020（10）：110-113.

[4] 梁宏. 搭建實驗實踐一體化平臺 深化實驗實踐教學改革[J]. 實驗技術(shù)與管理，2013，30（05）：1-4.

[5] 楊春敏. 基于雨課堂的食品微生物學翻轉(zhuǎn)課堂教學模式改革研究[J]. 黑龍江教育：理論與實踐，2018（04）：54-55.

（責任編輯：汪旦旦）