“新工科”背景下電工學實驗教學改革探索

摘 要 通過對傳統電工學實驗教學中存在的問題分析以及對新興工科人才的要求，提出實驗教學改革的重要意義，并以食品類專業為例，探討具體改革方案。

關鍵詞 新工科;電工學實驗;學科交叉融合

近年來，隨著經濟的發展出現了新技術、新產業、新業態與新模式，傳統工科教學已經不能滿足新經濟的需要，國家開始大力發展和探索“新工科”[1]。 新興工科人才不僅要在某一學科上研究精深，還應具有“學科交叉融合”的特征，不僅能運用所掌握的知識去解決現有的問題，還有能力學習新知識、新技術以應對未來發展出現的新難題，對未來技術和產業發展起到引領作用。

現代科技的發展使電工技術滲透到生產生活的各個領域并發揮著至關重要的作用。當今時代是人工智能的時代，電工技術作為人工智能實現的重要載體與各行各業緊密結合，不僅高科技領域，還與衣食住行和文化生活息息相關。

“電工學”課程是一類面向非電類專業本科學生開設的電技術基礎課，目的是使學生獲得電工技術的基本理論知識及初步實驗技能，為學科的交叉提供延伸的接口，培養適應時代發展的高素質人才[2]。現今很多學科實驗及科研項目的開展離不開電工學的技術支持。武漢輕工大學電工電子示范教學中心為了適應“新工科”建設背景對人才的需求，主動探索人才培養的新模式，打造教育和教學的新質量。

1傳統電工學實驗教學中的問題

電工學實驗課程不同于傳統的隨理論課開設模式，而是采用獨立設課模式，且該課程面向的是未經過專業實驗基礎訓練和實驗技能經驗較少的二年級學生，能夠幫助學生“承上啟下”地連接基礎課和專業課學習。在傳統教學模式下，電工學實驗以進行與理論學習相關的驗證性實驗為主，在一個學期內對不同專業的學生進行統一的實驗教學。雖然可以鍛煉基礎實驗技能，但是由于驗證性實驗本身缺乏探索性和挑戰性，學生的思考空間很小，學習積極性不高，且各個實驗項目內容互相獨立，學生很難成體系的掌握實驗技能和方法。另一方面，各專業實驗教學內容陳舊一致，與工程應用結合程度低，缺乏與各專業背景相關的學科交叉及生活實踐知識，難以很好的解決工程應用問題。

為了更好地培養新興工科人才，電工學實驗作為工科院校基礎訓練的重要課程之一，如何在實際教學過程中提高學生實踐能力和綜合素質迫切需要解決。

2改革思路

“ 新工科” 背景下的學科交叉與融合，在實驗項目設計時即可體現。實驗授課強調學以致用，不同專業對電工學的需求各不相同，故實驗內容的設計要結合專業背景，首先要打破“大鍋飯”式的實驗教學形式，針對不同專業的學生分類教學。教師需要圍繞專業培養方案、實際教學情況和專業應用情況，結合授課對象的專業特點和現實需求設計與專業相關的電類實驗項目，比如生產上用到的吹膜機組中往往裝備多臺電動機，所以要求包裝工程專業的學生設計一個基于延時繼電器、交流接觸器的多電動機控制的設計任務。先從最簡單的直接啟動開始，依次要求學生設計點動、常動、正反轉等相關的電路，更深一步可以要求學生設計三臺電動機的順序控制電路并連線實現相應的功能[3]。在這個過程中讓學生能真切感受到所學知識在實際工作和生活中的用處，同時還能夠幫助學生建立起工程意識，并開展工程思維方式和工程實踐能力訓練。

另外授課教師應與相關專業教師建立長期聯系，收集整理典型教學案例，亦可將專業教師科研成果引進實驗室，相關教學資源和實驗內容進行有機融合。這是一個溝通和積累的過程，可以相對固定各專業的“電工學”授課教師，做出與時俱進，并有專業針對性的教學案例[4]。

3以食品類專業為例淺談改革

電工學實驗課程是食品類專業設置的一門基礎核心課程，位于課程體系的前期學習，在整個食品加工類專業課程體系中起技術支持的作用。通過學習本課程，使學生能夠有安全用電知識、能讀懂電路圖及進行簡單電路連接，能夠操作和維護常見食品機械電氣設備，具有良好的食品機械操作及保養職業素養。

根據專業培養方案，對“電工學”課程內容進行了教學模塊的有機劃分，包括電工基礎知識、電路分析方法、三相交流電路、磁路與繼電器、模擬電子技術，數字電子技術、電工測量與安全;然后，根據專業特色及需求對各個模塊進行整合重組，比如食品科學與工程專業，根據其專業需求，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用性。在實驗項目的設計上，以磁路與繼電器環節為例，設計了繼電器控制牛奶攪拌機轉向的電路，使學生感覺到學習電工學對于專業的價值，增強課程自信[5]。

4結束語

實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑，是培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺，本文對在“新工科”背景下從實驗設計方面實現電工學實驗教學的學科交叉融合做了一些改革和探索，并取得了初步成效，但尚未達到系統化、理論化的高度。在人才培養模式不斷深化改革的形勢下，只有不斷探索、改革、創新教學方式方法，才能提升學生參與電工學實驗課程的積極性，進而獲得更好的教學效果[3]。

參考文獻

[1] 胡熙茜，侯世英，孫韜.“新工科”背景下電工學實驗教學設計與改革[J].工業和信息化教育，2019，（8）：13-16.

[2] 魏玲，耿大勇，朱延楓.電工電子技術課程教學改革研究[J].電子測試，2017，（2）：94-96.

[3] 杜東升，徐廣謙.高等農業院校非電專業電工學實驗教學改革初探[J].新校園（上旬刊），2017，（2）：87.

[4] 佟麗娜，秦傳磊.面向創新能力培養的“電工電子學”實踐教學探究[J].實驗技術與管理，2019，（9）：16-18.

[5] 宋樹杰，趙武奇，張清安.“新工科”背景下食品科學與工程專業“電工學”課程教學體系改革的探索[J].農產品加工，2019，479（9）：104-105，108.

作者簡介

張玉姣（1984-），女;碩士研究生，實驗師，現就職單位：武漢輕工大學電氣與電子工程學院。