基于“新工科”培養創新實踐能力的課程教學模式改革探索
——以《電工電子技術》課程為例

王莉靜

（三門峽職業技術學院，河南 三門峽472000）

1 引 言

自2017 年教育部啟動了“新工科”發展研究工作以來，探索建立新工科發展范式，成為了工程教學改革發展的“指路標”。這一戰略的提出是適應我國經濟發展的重要舉措，也是在大數據、互聯網＋快速發展的背景下應運而生。新工科建設的目標是實現從學科導向轉向以產業需求為導向，強調依據產業技術發展更新教學內容和課程體系，強調加強國際合作交流，借鑒國外人才培養優勢，增強工程教育國際競爭力。[1]同時，注重模式創新，深入推進產教融合、校企合作，強調注重質量保障，建立完善工程專業認證制度。

“新工科”培養的主要是實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。[2]新工科是教育理念上的一種創新，強調人才培養目標要與產業發展深度融合，畢業生能夠滿足企業的用人要求；人才培養過程必須突破原有的知識體系，實現不同學科的交叉融合；課程體系要符合個性化教育發展的要求，提倡模塊化、項目化教學，注重學科交叉與產業合作的培養。形成一種“問產業需求建專業、以崗位需求培養人才、以新時代的卓越人才標準優化課程體系”，塑造高職工程教育可持續發展的生態可調系統。

2 高職院校工科專業課程體系的存在的不足

傳統產業的轉型升級，需要越來越多從中端到高端的各種新型工程類技術技能人才。2017 年，教育部、人社部和工信部聯合發布的《制造業10 大重點領域人才需求預測》顯示，到2020 年，10 個領域的人才需求為1800 萬人，人才缺口預計大750 萬。[3]作為工程人才重要供給側的高職院校培養適應產業發展，行業需求的高素質技術技能型人才已經迫在眉睫。

（1）高職院校缺乏準確的辦學定位，并未根據傳統產業的轉型升級對相應的工科專業人才培養標準進行改革，不能滿足產業轉型升級對新技術及崗位素質的要求。

（2）高職院校的新工科建設仍處于探索階段，育人模式沒有形成體系，缺少一套完備成熟的理論和方法。

（3）高職院校和企業缺乏協作導致人才培養難以系統。高職院校要深化“產教融合 校企合作”，按照區域產業發展的類型、特點，調整、革新人才培養。

（4）缺少專兼結合的高素質教師團隊和創新服務平臺。

3 電工電子技術課程的教育教學模式探索

高職院校傳統工科類專業在辦學方面仍然采取“教學＋實訓”的培養模式。

教學過程沿用理論課與實踐課交替或理實一體化的教學形式。二十年來，高職院校電工電子技術 課程的教育方法模式不斷的探索和改革，目前較為突出的教育教學方法有以下幾種：

（1）項目帶動，任務驅動教學法：指教師結合企業的生產實際將某一教學內容設計為一個或多個具體的項目，每個項目下有一個或多個任務，如基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律的學習，先引入生活或生產中的項目案例，提出如何求解電流、電壓參數，引發學生思考，使學生在學和作的過程中掌握求解電壓或電流所具備的知識內容，達到教學目標，從而提高學生發現、分析和解決問題的能力。

（2）交互式翻轉課堂教學法：是指針對教學內容，設置能力目標，將目標與知識體系結合，形成一些合適的知識模塊，讓學生利用課后時間完成該模塊的內容，如制作一分鐘有趣的動畫、生動明晰的上課PPT、做出可以實現運動的物理模型、上臺授課等任務。使學生主動參與到教學過程中來，實現教與學的角色翻轉，讓學生體會如何在教師的角度思考教學內容和分析問題，可以有效提學生對課程內容的理解，實現被動學習向主動學習轉變。

（3）引導討論式教學法[4]：在教學過程中，由授課教師總結以往學生在學習或實踐此部分教學內容時常出現的問題，給出課程內容概念，將學生進行分組討論，引導學生主動去思考如何解決或避免問題的再次出現，經過主動的思考和探索，再進行課程內容的講解，可以有效提高學生自主學習、溝通交流和團隊協作能力。[5]

（4）混合式教學法[6]：是針對傳統課堂的枯燥和新型碎片化教學MOOC 的缺陷，將兩者有機混合的教學方法。整個教學過程中，由教師進行設計，將傳統教學和SPOC＋翻轉課堂按照適當教學進度進行交替，并引入Proteus 軟件仿真技術加強實踐教學環節，多種教學方法融合，全方面提高學生的自主學習和實踐動手能力。

以上四種教學方式的探索和實踐都有效的提高了學生的自主學習能力和實踐能力。但新經濟、新技術到新的崗位要求，再到新的教育，呼喚著培養更高層次的職業教。為了讓學生實現與崗位的無縫對接，對于電工電子技術課程教學方法的探索也應從如何讓學生主動學習轉變到如何提高學生創新實踐能力的研究上來。

4 面向創新實踐能力培養的教育教學改革與實踐

《電工電子技術》是一門重要的技術基礎課程，教學內容幾乎涉及到電工與電子學科的各個領域，在課程體系中起著紐帶作用。信息化時代的大數據、互聯網＋、工業機器人技術、智能控制技術都與電工電子技術密不可分，但仍存在教學方法陳舊、教學內容更新慢，理論與實踐脫節、缺乏創新能力培養等問題，傳統的教學模式已經不能適應現代教學要求。只要在課程體系、教學內容、教學方法、教學手段等環節深入探索、持久改革，才能適應現代化人才培養的需求。

4.1 構建模塊化課程體系

“課程是高校人才培養的媒介，課程體系的構建是協調高校人才能力培養與就業市場需求關系的關鍵點”[7]。對接新技術、新崗位，按照對新知識、新技能要求，積極開展“專業＋技術“課程體系建設，并服務于大數據、互聯網＋、人工智能等新興產業，構建符合產業需要的優勢并保持下去。

表1 電工電子技術課程對應的職業描述

通過表1 的職業描述可見，以發展學生技術技能、鍛煉學生職業能力為核心進行模塊化設計。打破學科體系壁壘，實現交叉融合，以產業需求和專業應用來重構模塊，使學生通過模塊學習來掌握課程知識內容，具備職業能力，服務產業需求。模塊化課程體系具有實用性、交叉性與綜合性等特點。

表2 模塊化課程體系樣例

依據表2 模塊化課程體系樣例，以培養學生職業能力為目標，在課程體系中增加實踐環節比重，如在一年級增加教學認知實習，在校內實訓基地完成入門階段的的能力培養。二年級設置課程設計和工程實習，在合作企業鞏固模塊化課程內容，參與企業項目的輔助工作。三年級設置畢業設計和頂崗實習，以企業標準全方位要求學生，校內教師和企業導師聯合指導，立體培養，確保全方位、高標準錘煉學生的職業技能。[8]

模塊化課程嘗試為學生構建盡可能寬和厚的基礎，以行業的標準選擇提煉教學內容，以實際的工程項目為依托，采用基于工作過程的項目化教學，在保證基本素養模塊和專業素養模塊都具備的前提下，加強創新實踐能力培養，為學生今后的崗位變化打下扎實基礎，提供廣泛普適性的能力。

4.2 創新校企合作育人新模式，建立產教良性互動新機制

以項目化方式，開展模塊化教學。按照“教學項目對接實際工程項目、教學內容對接專業和職業要求、課程標準對接行業、企業標準”的原則，對課程內容重構、優化組合，將真實的工程項目拆分成多個子任務，將分布在不同課程的內容模塊按照內部聯系優化組合，以小任務方式呈現教學內容，各教學內容之間可以模塊化移植，體現了模塊化教學的靈活性。[8]

（1）高職院校要變革單一主體的人才培養模式，進一步深化產教融合、全面。推進校企協同育人。具體而言，就是要以產教深度融合理念為引領，實施工學交替、校企合作，構建雙主體協同育人。[9]將理論、實踐應用到探究性學習過程，培養學生的職業素養和實踐能力，通過理論和實踐交替螺旋進行，形成學生在真實生產中的體驗和經歷，形成未來工作崗位所需要的職綜合素質和能力。[9]

（2）新工科的“新”，體現了一個動態生長變化的概念，只有在不斷的更新變化中，新工科培養的人才才能更加適應新技術和新經濟的需求。因此，應著眼于互聯網＋、人工智能及工業一體化的時代特征，依托產業特點和行業特征，對未來人才規格和需求變化進行研判和預測，適時調整新工科專業結構布局，優化課程體系和內容，重構質量評價指標體系，實現滿足產業需求的良性互動。[9]

4.3 打破專業教師學科壁壘，建立“新工科”教學團隊

為了培養適應新經濟、新產業的發展的新工科人才，關鍵在提高師資隊伍的質量和水平。

（1）打造“雙師結構”師資隊伍，優化師資力量。教師要同時具備教師資格和執業資格，既能夠從事教學，也能夠到企業完成生產實踐，能夠真正實現產學研相互滲透。

（2）外聘內培，盤活用好校外師資力量。科學匹配專兼職教師，建立校企協同培養教師新機制，完善合作企業的教師工作站。聘請企業技術骨干擔任教學任務，內部培訓提高兼職教師教學能力。

（3）嘗試建立“新工科”教師認證制度，鼓勵專業教師加入新工科的研究和探索。

5 建設電工電子技術優勢特色的智慧課程創新實踐平臺

高職院校新工科專業培養創新型技術技能型人才，必須具備專業技術與信息技術的融合疊加。因此，充分發揮“互聯網＋”和“人工智能”的協同作用，將數字媒體應用技術和人工智能技術融入到電工電子技術課程中，意義非常大。

（1）建立開放式教學資源平臺。電工電子技術課程創新實踐教育，有賴于優勢特色的創新實踐平臺的有力支撐。我們在開放傳統的電工電子實訓室、電機實訓室、虛擬仿真實訓室的條件下，設計開發實訓室手機終端或電腦終端的APP，完成實踐內容的在線學習，實現學生隨時隨地自主學習，為推動創新實踐和自主學習提供平臺。老師、學生和企業職業導師都可以通過平臺進行互動和交流，培訓和研討，實現資源共享。

（2）利用各類資源建立校企合作創新平臺，使學生深入企業參與生產實踐鍛煉，解決技術難題，創新實踐能力。

6 以大賽促教教學，將職業技能大賽融入到高職院校“新工科”建設中

職業技能大賽是學科門類里前沿的專業知識和技術深度融合的應用，緊緊跟隨行業和產業的發展步伐。參加比賽對學生的職業能力和職業素質養成，特別是創新學習能力的培養起到關鍵作用。[10]如“電氣控制系統安裝與調試”賽項，綜合運用電工電子技術、工業控制器、伺服步進電機和觸摸屏設計等課程，解決電氣系統的疑難問題。將此設計為一個模塊進行授課、學習和實踐就可以培養學生注重知識技能的靈活運用和創新思維。但是，大賽只能是小眾群體參加，無法受益于廣大高職學生。所以如何將大賽內容和要求融入到教學內容和方法中去，并探討一套職業技能大賽與教學改革的融合發展之路，成為提升教學水平，建設“新工科”的關鍵。[10]

（1）學校和教師要適時轉變觀念，將職業技能大賽引入到常態化的校級專業競賽中，推動課程改革向應用、創新方向發展。

（2）將大賽相關的內容融入到教學中，根據產業的發展變化及大賽的迭代更新合理設置課程內容，不斷研判，常態化修改調整，推動“新工科”的建設。

（3）對技能大賽的項目長期收集積累和研究，并利用仿真軟件，進行課程和相關實訓資源的建設，初步形成相關技能的實訓項目。

（4）通過技能大賽設計專業知識的指導和學習，提高教師的業務素質。只有教師對技能大賽相關內容融會貫通，才能推動教學改進，形成教學內容不斷更新的長效機制，實現通過以學促賽，以賽促教的良性互動。[10]

7 結 語

人才培養是一個持續改進的工作，沒有盡頭。在新工科背景下，社會、企業以及產業應用對人才培養提出了更高層次的要求，即創新型實踐能力的培養。本文以新工科最新成果為指導，探索分析了創新實踐能力如何在課程改革與實踐中培養，借鑒“新工科”的思路更新知識體系、改良教學方法，提高專業建設與區域經濟的適合度、專業設置與區域產業發展的契合度以及課程體系設計與職業崗位的對接性，充分發揮為地方服務的辦學優勢。