新工科背景下機(jī)電類專業(yè)電工學(xué)課程教學(xué)模式探索

【摘 "要】 文章旨在對(duì)新工科背景下機(jī)電類專業(yè)電工學(xué)課程教學(xué)模式進(jìn)行探索。通過分析新工科教育的核心特征，詳細(xì)探討了電工學(xué)領(lǐng)域教學(xué)的改革，包括實(shí)踐導(dǎo)向、跨學(xué)科能力培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。文章強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新工科教育中的融合與創(chuàng)新，介紹了基于互聯(lián)網(wǎng)的在線學(xué)習(xí)模式在電工學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。最后，探討了教師在教學(xué)實(shí)踐中的創(chuàng)新方法，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新意識(shí)。通過對(duì)新工科教育的研究與思考，為電工學(xué)教育改革提供有益的參考，以促進(jìn)新工科教育的持續(xù)發(fā)展，對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需求的工科人才具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】 新工科教育；電工學(xué)課程；教學(xué)改革

傳統(tǒng)工科致力于解決實(shí)際工程問題的理論和技術(shù)，但隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)的興起以及社會(huì)治理、組織模式、產(chǎn)業(yè)和商業(yè)體系框架的變革，傳統(tǒng)工程問題解決面臨新挑戰(zhàn)，迫使工科教育進(jìn)行重新審視。新工科的興起應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，旨在優(yōu)化和升級(jí)工科學(xué)科內(nèi)容和體系，同時(shí)探索未來工科學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)、方式和內(nèi)容。國(guó)家高度關(guān)注新工科建設(shè)，以滿足工業(yè)4.0時(shí)代的需求。在這一背景下，對(duì)工科教育的改革尤為必要。本文從培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題能力的角度出發(fā)，提出了電工學(xué)課程的教學(xué)改革思路和方法，以滿足新工科教育改革的實(shí)踐要求。

一、新工科理念與電工學(xué)教學(xué)

（一）新工科理念與電工學(xué)教學(xué)關(guān)注的方向

新工科作為中國(guó)特色的高等工程教育改革方案，應(yīng)對(duì)全球形勢(shì)和國(guó)內(nèi)工程教育發(fā)展需求，同時(shí)為國(guó)家戰(zhàn)略服務(wù)。其主要關(guān)注三個(gè)方面：首先，對(duì)傳統(tǒng)工科改革升級(jí)；其次，創(chuàng)設(shè)面向新經(jīng)濟(jì)的新型工科專業(yè)；最后，促使工科與其他學(xué)科融合，催生全新交叉領(lǐng)域。新工科教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐導(dǎo)向、跨學(xué)科綜合能力培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，為適應(yīng)急速變革的工業(yè)環(huán)境培養(yǎng)具備綜合素養(yǎng)的工科人才。其特質(zhì)凸顯在以下方面：

首先，實(shí)踐導(dǎo)向是新工科教育的核心特征之一。傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)著重理論，忽視實(shí)踐能力培養(yǎng)。新工科強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。其次，新工科教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科綜合能力。傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)單一學(xué)科基礎(chǔ)，缺乏綜合應(yīng)用。新工科鼓勵(lì)學(xué)生跨學(xué)科，結(jié)合電工學(xué)與計(jì)算機(jī)、機(jī)械、控制等，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程問題。最后，新工科注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)。傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)重知識(shí)傳授，忽視學(xué)生創(chuàng)新潛能。新工科通過培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)創(chuàng)造力，使學(xué)生具備自主創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與教育緊密融合，為新工科教育注入新內(nèi)涵。新興的互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模式，已成為備受歡迎的新工科教育模式。這種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在線教學(xué)模式，不僅借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，還涵蓋如小規(guī)模在線課程模式、混合式教學(xué)模式等多樣的教學(xué)方式。

教師在教學(xué)實(shí)踐中也能充分發(fā)揮創(chuàng)意，采用多元化的教學(xué)方法。在傳授理論知識(shí)的同時(shí)，可以借助網(wǎng)絡(luò)視頻、實(shí)踐教學(xué)軟件等輔助工具，優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。這種方法培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)際操作能力，達(dá)到了傳統(tǒng)理論教學(xué)所無法達(dá)到的效果。整個(gè)過程不僅讓學(xué)生更加深入地理解知識(shí)，還在很大程度上激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性，為新工科教學(xué)的持續(xù)發(fā)展注入新的活力。

（二）傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)不足之處

電工學(xué)在我國(guó)主要作為非電類專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程。該課程自20世紀(jì)60年代構(gòu)建，包含專業(yè)課程如“電路分析”“模擬電路”“數(shù)字電路”和“電機(jī)學(xué)”，近年納入“電力電子技術(shù)”等，使課程更充實(shí)。電工學(xué)為兩學(xué)期，72學(xué)時(shí)，分理論和實(shí)驗(yàn)，理論占54學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)占18學(xué)時(shí)。電工學(xué)是大二必修課，具有工程性、實(shí)踐性、綜合性。然而，在72學(xué)時(shí)內(nèi)，許多非電類專業(yè)學(xué)生因電學(xué)知識(shí)匱乏難以理解課程知識(shí)，需要教師不斷革新其教學(xué)方法。傳統(tǒng)模式單一，學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿，特別是非電類專業(yè)的學(xué)生，往往低估“電工與電子技術(shù)”等課程重要性?，F(xiàn)在，“電工學(xué)”常用的教學(xué)模式為“教師講授，學(xué)生聽課”，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，難以綜合運(yùn)用知識(shí)，導(dǎo)致理論脫節(jié)。教師手繪電路圖，浪費(fèi)課堂時(shí)間，未解決知識(shí)所需容量與學(xué)時(shí)不平衡的問題。傳統(tǒng)電工學(xué)過于注重理論，不利于創(chuàng)新實(shí)踐，無法培養(yǎng)新工程人才。

其次，傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)偏重理論、缺少實(shí)踐。電工學(xué)作為一門應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，單純的理論授課無法滿足學(xué)生對(duì)實(shí)際應(yīng)用能力的需求。學(xué)生在實(shí)際工程中遇到的問題往往是復(fù)雜的，需要結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行解決。然而，傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)難以提供足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)和項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生很難將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去，限制了他們綜合解決問題能力的發(fā)展。

最后，傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)忽視了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在快速變化的科技環(huán)境下，創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神對(duì)于電工學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往注重知識(shí)傳授和應(yīng)用，忽視了學(xué)生的創(chuàng)新潛力的培養(yǎng)。學(xué)生缺乏創(chuàng)新的思維方式和創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難以應(yīng)對(duì)未來工業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

因此，面對(duì)新工科背景下電工學(xué)教育的需求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式亟待改革和創(chuàng)新，下文詳細(xì)探討了新工科對(duì)電工學(xué)教育改革的具體要求，以指導(dǎo)教育實(shí)踐的改進(jìn)和創(chuàng)新。

二、新工科對(duì)電工學(xué)教學(xué)改革的具體要求

（一）優(yōu)化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：利用在線學(xué)習(xí)方式

針對(duì)我國(guó)工科專業(yè)學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的差異，傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求。因此，新工科教育理念強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。在電工學(xué)課程中，可以采用在線學(xué)習(xí)方式來優(yōu)化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。通過專題化講授，有針對(duì)性地講授專題內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)生的不同水平推送學(xué)習(xí)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生積極利用多媒體學(xué)習(xí)資料，樹立信息化學(xué)習(xí)理念，提升自主學(xué)習(xí)能力。對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，可以采用分層次設(shè)計(jì)，讓學(xué)生根據(jù)自身水平選擇不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而使得不同層次的學(xué)生都能得到適當(dāng)?shù)腻憻捙c提升。

（二）多元化考核方式：強(qiáng)調(diào)過程考核

傳統(tǒng)的“一卷定成績(jī)”的應(yīng)試考核方式難以全面反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。而新工科教育理念中最核心的一條內(nèi)容就是參考工程教育精神，并反映到考核環(huán)節(jié)。簡(jiǎn)言之就是要重視考核過程。具體實(shí)施措施就是弱化期末考試權(quán)重，進(jìn)行多元化考核，通過加權(quán)算分來衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。這樣的考核方式鼓勵(lì)學(xué)生更加專注于日常學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作，從而避免僅在考試前進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。

（三）引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和問題解決的能力

在新工科教育理念下，為了培養(yǎng)適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的工科人才，可以引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和問題解決能力。通過將學(xué)生分成小組，讓他們合作完成一個(gè)真實(shí)項(xiàng)目，可以是一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作，也可以是解決實(shí)際電工問題的工程項(xiàng)目。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，動(dòng)手實(shí)踐并解決各種技術(shù)挑戰(zhàn)。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中鞏固知識(shí)，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作、溝通協(xié)調(diào)和問題解決能力。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新潛力，讓他們更加深入地理解電工學(xué)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

（四）創(chuàng)新競(jìng)賽：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與動(dòng)手能力

創(chuàng)新是新工科教育的核心要素之一。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，對(duì)于學(xué)有余力的優(yōu)秀學(xué)生，應(yīng)該多鼓勵(lì)學(xué)生參加各類電子創(chuàng)新競(jìng)賽，如大創(chuàng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯等競(jìng)賽活動(dòng)。只有通過參加學(xué)科競(jìng)賽，學(xué)生才能將學(xué)到的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際模型，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上嘗試創(chuàng)新，不斷提升創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。在競(jìng)賽的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，他們可以在經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)豐富的專家指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意和構(gòu)思，尤其是提升解決困難的能力，從而真正做到學(xué)以致用。這樣的實(shí)踐對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)和動(dòng)手能力提升具有重要意義。

三、新工科視角下電工學(xué)教學(xué)改革的具體策略

（一）優(yōu)化理論教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)行混合式教學(xué)方法

1. 有效引導(dǎo)預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)：個(gè)性化學(xué)習(xí)路線的引領(lǐng)

在新工科視角下，優(yōu)化電工學(xué)教學(xué)意味著更注重學(xué)生個(gè)體差異，因此，傳統(tǒng)的一刀切的教學(xué)方式已不再適用。通過引入混合式教學(xué)，教師可以根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，推送定制化的預(yù)習(xí)內(nèi)容。結(jié)合線上平臺(tái)，如微信、QQ、雨課堂，教師可以為學(xué)生解答難點(diǎn)疑惑，使學(xué)生在預(yù)習(xí)階段有針對(duì)性地積累知識(shí)。同時(shí)，以微視頻、課件等形式傳達(dá)知識(shí)，幫助學(xué)生提前理解課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)做好充分準(zhǔn)備。

2. 優(yōu)化課堂教學(xué)方法：實(shí)踐與理論的融合

混合式教學(xué)并不只是在線學(xué)習(xí)的延伸，而是為了更好地融合實(shí)踐與理論，讓學(xué)生在課堂上能夠深入?yún)⑴c。在課堂教學(xué)中，教師可以選擇適當(dāng)?shù)脑诰€資源，如專家講座視頻，將理論知識(shí)與工業(yè)實(shí)踐相連接。特別對(duì)于“交、直流電動(dòng)機(jī)的原理及驅(qū)動(dòng)”“PLC控制的自動(dòng)化設(shè)備”等應(yīng)用性強(qiáng)的內(nèi)容，學(xué)生可以通過在線資源深入了解真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，更好地理解知識(shí)內(nèi)涵。此外，教師可以將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分解為不同環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生分組完成，以促進(jìn)知識(shí)分享和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的互動(dòng)。

3. 加強(qiáng)課后教學(xué)評(píng)估：持續(xù)地學(xué)習(xí)反饋

課后教學(xué)評(píng)估不再僅僅是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，更應(yīng)成為學(xué)習(xí)持續(xù)反饋的機(jī)制。學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交，以及實(shí)體課堂中的表現(xiàn)，都會(huì)被納入教學(xué)評(píng)估。教師通過批閱、評(píng)價(jià)和及時(shí)反饋，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤，完善知識(shí)理解。通過學(xué)生與教師的交流，了解學(xué)習(xí)的困難和挑戰(zhàn)，從而更好地調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)優(yōu)化。

（二）創(chuàng)新考核與評(píng)價(jià)方法：多元維度的學(xué)習(xí)衡量

1. 基礎(chǔ)知識(shí)考核：建立知識(shí)框架關(guān)鍵

新工科教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐導(dǎo)向，但理論知識(shí)仍是實(shí)踐基礎(chǔ)?；A(chǔ)知識(shí)的掌握將成整個(gè)學(xué)習(xí)起點(diǎn)。通過理論知識(shí)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)考核，學(xué)生加強(qiáng)理論知識(shí)掌握，初步將所學(xué)理論與實(shí)際電學(xué)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)設(shè)備關(guān)聯(lián)。鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，串聯(lián)各章節(jié)知識(shí)，構(gòu)建電工學(xué)知識(shí)框架。在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和答辯過程中，有助于教師對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握程序進(jìn)行評(píng)估，也為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2. 跨學(xué)科協(xié)作與創(chuàng)造力評(píng)價(jià)：培養(yǎng)綜合工程師

現(xiàn)代工程已脫離單一屬性，成為多學(xué)科綜合體系。工程項(xiàng)目需跨學(xué)科協(xié)作，產(chǎn)生創(chuàng)新解決方案。學(xué)生除本專業(yè)知識(shí)，還應(yīng)涉獵相關(guān)領(lǐng)域，豐富知識(shí)儲(chǔ)備。學(xué)?？梢越M織跨學(xué)科項(xiàng)目、團(tuán)隊(duì)競(jìng)賽。在電工學(xué)課程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生與計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)的學(xué)生合作，解決跨領(lǐng)域問題，以培養(yǎng)學(xué)生未來作為綜合工程師的能力。

3. 創(chuàng)新思維與終身學(xué)習(xí)考核：培養(yǎng)持續(xù)進(jìn)化心態(tài)

當(dāng)今社會(huì)知識(shí)爆炸，技術(shù)飛速發(fā)展。缺乏創(chuàng)新思維和終身學(xué)習(xí)能力，易被淘汰。新工科背景下，工程師需創(chuàng)新思維和終身學(xué)習(xí)能力，應(yīng)對(duì)科技變革。評(píng)價(jià)學(xué)生創(chuàng)新思維、問題解決能力，可通過設(shè)計(jì)案例分析題、開放性問題等。電工學(xué)教育中，學(xué)生要面對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)等問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目中持續(xù)學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)主動(dòng)尋求知識(shí)，能有效培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

四、結(jié)語

現(xiàn)代社會(huì)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，特別是科技快速發(fā)展。工程領(lǐng)域是社會(huì)引擎，必須緊跟時(shí)代，持續(xù)創(chuàng)新。以電工學(xué)教育為切入點(diǎn)，從新工科視角探討現(xiàn)代教育下的改革，培養(yǎng)未來工科人才。解析新工科理念，認(rèn)識(shí)工程教育須應(yīng)對(duì)的全球挑戰(zhàn)，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科綜合能力和創(chuàng)新意識(shí)。新工科全面深化教學(xué)改革，將創(chuàng)新融入每個(gè)環(huán)節(jié)。在電工學(xué)教學(xué)中，提出優(yōu)化理論教學(xué)、多元化考核、電子創(chuàng)新競(jìng)賽等改革。這些符合新工科理念，也能培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題需求?；旌鲜浇虒W(xué)、綜合考核和創(chuàng)新競(jìng)賽，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為他們未來的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。新工科要求培養(yǎng)跨學(xué)科綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，不僅是教育責(zé)任，也是社會(huì)需求?？萍歼M(jìn)步下，新工科教育將拓展，培養(yǎng)更多適應(yīng)未來需求的工科人才。

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