新工科背景下基于微課程的實驗教學反思

朱萬浩

（華南理工大學廣州學院電氣工程學院，廣州510800）

0 引言

近年來，在我國推行的工程教育專業認證體系已實現和國際實質接軌。教育部為將工程教育改革進一步深化，2017年決定實施“新工科”研究與實踐，旨在培養未來創新型、多元化的優秀人才[1]。這種形勢下，對高校的工程教育既是機遇亦是挑戰。與此同時，教育部多次舉辦微課教學比賽，在教育界掀起了一股微課熱潮，由此推動了基于微課的高等教育教學改革研究。

1 問題的提出

在進行實驗教學微課程教學改革時，通過學習各大高校的微課視頻發現存在一些問題。微課設計者大多注重如何將教材內容細分成相關知識點，通過精美畫面、時下熱點、或幽默風趣的教學風格等方式制作成能引起學生興趣的短視頻。而其用于參考的教材有些甚至與十幾年前的教材內容幾乎相同。同時，因微課制作需要投入大量的時間與精力，有一大部分教師僅僅是將該課程的某一小部分內容制作成微課參加比賽，沒有形成一個系統的微課程。而實驗教學課程的相關微課視頻也毫不例外地存在上述問題。

2 反思及對策

在新工科背景下，該如何進行基于微課程的實驗教學改革呢？筆者總結了三個對策解決上述問題。

2.1 明確教學優勢，樹立跨學科思維

在我國的高等院校中，學科被分裂成專業，專業又可再細分成更多的專業。2017年教育部在召開的多次關于“新工科”的研討會中都指出要探索面向復雜工程問題的課程模式，開設跨學科課程，組建跨學科項目平臺及教學團隊等[2]。

實驗教學內容以實驗技術為主，而這些技術的發展趨勢的典型特征就是多學科的融合，具有跨學科，多學科交叉融合的天然優勢。新工科人才培養是多專多能，以實驗教學課程為載體，非常適合針對從多學科的角度上去思考問題。且此課程教學對象涉及工科、理科、文科、管理類等各個學院的學生。因此也有利于開展非常具體的有針對性的跨界交流活動，對激發靈感，收獲新的創意非常有益[3]。

但目前還有很大一部分的非工科學生認為自己并不是工科學生，以后也不可能從事這樣的工作，為何要學習這么專業的實驗技術知識，而工科學生也僅僅在這門課程中學習了本學科內的技術知識，沒有學習到跨學科的知識。且實驗教學現行教材主要以傳統制造技術為主，未能體現機械、電子、信息、材料、管理和人文等多學科有機融合的教學內容，無法體現新工科形式下復合型人才的培養目標。

因此，微課視頻應在專業技術知識的基礎上拓展一些跨學科的知識。比如，從工程經濟學角度分析數控沖床的折舊，在當年是應該更新設備、改裝還是修理設備，根據需要比選哪種方案更為經濟，從管理學的角度分析實驗教學課程及學生實際接觸到的設備的制造企業的管理基本理論、基本方法等基礎知識；從環境保護的角度介紹制造過程中產生的環境污染問題及其相應的環境保護措施等。

2.2 明確教學目標，培養創新意識

十多年前，這門課稱之為電子工藝實習，主要學習傳統的電子產品制造技術，它是實踐技術基礎課程中非常重要的一門課[4]。隨著時代的發展，各大高校開始把傳統的電子工藝實習轉變成現代的實驗教學課程。而它的教學目標，不僅僅是要學習工藝知識，提高工程實踐能力，更重要的是要著力提升綜合素質，培養創新精神及能力[5]。

雖然目前實驗教學課程教學內容豐富，但由于教學時間有限，教師通常在介紹某種焊接技術時幾乎都是采用講解概念、應用和特點后，通過在實訓場地學習使用設備，焊接出一個小作品的方式來提高學生的實踐能力。且近十幾年來進行實訓的學生在每個工藝實訓時制作的作品基本都是一致的。學生在實訓后普遍反映動手能力得到了提高，且培養了團隊合作意識。由此可見，實驗教學重點都放在如何提高學生的動手實踐能力上，卻很少關注創新意識的提高。

部分高校的實驗教學的教學改革開始采用微課來彌補此課程理論教學的不足，通過碎片化的學習提高學習效率及學習效果。這些微課的學習視頻基本是圍繞教材的知識點，通過將其梳理成重難點、關鍵點，結合學生感興趣的新聞熱點或易引起共鳴的問題激發學生自主學習的興趣，達到教學效果[6]。但是，參考教材基本還是沿用時間比較久的電子工藝實習的教材，有些新教材雖然有變動，但在同一種技術的內容上基本雷同，這足以說明我們的創新不夠，不足以體現“新工科”的特色。

李培根院士指出新工科之“新”，如果只是在傳統的方法和手段上進行改革，那么他仍然是從實用主義、工具主義的角度去理解工程教育之新，雖然是有益的，但絕對是膚淺的。教師和學生應該從更高層面去理解工程教育，從教育和文化的層面去重觀工程教育，這才是工科之“新”的關鍵及高度[7]。所以，把相關技術的文化融入到教學內容或教材中是非常有必要的。在微課設計時應有一集8～10 min的視頻解析該技術是在什么背景下，如何出現，并不斷發展至今，以后的研究趨勢又是怎樣的。這種技術的文化往往也是非常有趣，學生也非常感興趣的，能夠加深學生對技術、對工程的理解。通過這些文化，不僅可以啟發學生如何去發現問題，而且可以培養解決問題的創新意識，這種創新效果是非常不同的。

2.3 明確教學體系，完善知識系統

系統的觀念是行業對優秀人才的基本要求，這也是新工科建設的基礎。實驗教學時間集中幾天或幾周，教學內容豐富。每種技術都是由不同的教師負責，教材內容也是將各種技術獨立成相應章節。在實習后，學生往往都有一定的收獲及體會。但是卻沒有教師將這些不同的知識點相互聯系起來，進行對比分析和整合，培養系統思維。從學生實習結束后交上來的實習報告來看，部分學生將不同技術混淆，有些居然連技術名稱都寫錯。大部分學生僅僅回憶上課內容，沒有對該技術進行更深入的思考或對不同技術提出自己的看法。

因此，在微課程設計的最后應該有幾集微課來彌補這些不足。通過總結歸納各種工藝的相似或不同之處，加深學生對技術的理解，形成系統性的知識。例如，通過對直流穩壓電源的制作和萬用板多諧閃爍電路的對比，讓學生明白廠家制作電路板和萬用板的區別。學生實際制作產品過程非常具體形象的，教師用理論其聯系起來，有利于學生在各個單元學完相應知識點的最后把思路理清，再將各個單元重新整合，形成系統的思維。

3 結語

時代在不斷地進步，各種技術不斷創新和變革，高等學校的工程教育需理清思路，不僅要回歸教學內容，也要不斷學習新技術，新方法，以培養新時代的“新工科”人才。本文通過反思目前的電子工藝實驗教學，提出實驗教學課程在微課程制作和教學的實踐經驗中的一些問題，提出反思及對策，希望從教學內容上體現新工科的特點，為學生以后的專業成長起到一些借鑒作用。