新工科背景下機電類專業電工學課程教學模式探索

【摘 "要】 文章旨在對新工科背景下機電類專業電工學課程教學模式進行探索。通過分析新工科教育的核心特征，詳細探討了電工學領域教學的改革，包括實踐導向、跨學科能力培養和創新意識培養。文章強調互聯網技術在新工科教育中的融合與創新，介紹了基于互聯網的在線學習模式在電工學教學中的應用。最后，探討了教師在教學實踐中的創新方法，以培養學生的實際操作能力和創新意識。通過對新工科教育的研究與思考，為電工學教育改革提供有益的參考，以促進新工科教育的持續發展，對培養適應現代工業發展需求的工科人才具有重要意義。

【關鍵詞】 新工科教育；電工學課程；教學改革

傳統工科致力于解決實際工程問題的理論和技術，但隨著大數據、人工智能、互聯網的興起以及社會治理、組織模式、產業和商業體系框架的變革，傳統工程問題解決面臨新挑戰，迫使工科教育進行重新審視。新工科的興起應對這一挑戰，旨在優化和升級工科學科內容和體系，同時探索未來工科學生培養的目標、方式和內容。國家高度關注新工科建設，以滿足工業4.0時代的需求。在這一背景下，對工科教育的改革尤為必要。本文從培養解決復雜工程問題能力的角度出發，提出了電工學課程的教學改革思路和方法，以滿足新工科教育改革的實踐要求。

一、新工科理念與電工學教學

（一）新工科理念與電工學教學關注的方向

新工科作為中國特色的高等工程教育改革方案，應對全球形勢和國內工程教育發展需求，同時為國家戰略服務。其主要關注三個方面：首先，對傳統工科改革升級；其次，創設面向新經濟的新型工科專業；最后，促使工科與其他學科融合，催生全新交叉領域。新工科教育強調實踐導向、跨學科綜合能力培養和創新思維的培養，為適應急速變革的工業環境培養具備綜合素養的工科人才。其特質凸顯在以下方面：

首先，實踐導向是新工科教育的核心特征之一。傳統電工學教學著重理論，忽視實踐能力培養。新工科強調理論與實踐結合，培養解決實際問題的能力。其次，新工科教育強調跨學科綜合能力。傳統電工學教學單一學科基礎，缺乏綜合應用。新工科鼓勵學生跨學科，結合電工學與計算機、機械、控制等，以應對復雜工程問題。最后，新工科注重培養創新意識和創業素養。傳統電工學教學重知識傳授，忽視學生創新潛能。新工科通過培養創新意識、團隊合作和創業素養，激發創造力，使學生具備自主創新和創業能力。

隨著互聯網的飛速發展，互聯網技術與教育緊密融合，為新工科教育注入新內涵。新興的互聯網學習模式，已成為備受歡迎的新工科教育模式。這種基于互聯網技術的在線教學模式，不僅借助網絡進行學習，還涵蓋如小規模在線課程模式、混合式教學模式等多樣的教學方式。

教師在教學實踐中也能充分發揮創意，采用多元化的教學方法。在傳授理論知識的同時，可以借助網絡視頻、實踐教學軟件等輔助工具，優化實踐環節，引導學生進行自主學習。這種方法培養了學生的創新意識與實際操作能力，達到了傳統理論教學所無法達到的效果。整個過程不僅讓學生更加深入地理解知識，還在很大程度上激發了他們的學習興趣與主動性，為新工科教學的持續發展注入新的活力。

（二）傳統電工學教學不足之處

電工學在我國主要作為非電類專業學生的基礎課程。該課程自20世紀60年代構建，包含專業課程如“電路分析”“模擬電路”“數字電路”和“電機學”，近年納入“電力電子技術”等，使課程更充實。電工學為兩學期，72學時，分理論和實驗，理論占54學時，實驗占18學時。電工學是大二必修課，具有工程性、實踐性、綜合性。然而，在72學時內，許多非電類專業學生因電學知識匱乏難以理解課程知識，需要教師不斷革新其教學方法。傳統模式單一，學生缺乏主動學習意愿，特別是非電類專業的學生，往往低估“電工與電子技術”等課程重要性。現在，“電工學”常用的教學模式為“教師講授，學生聽課”，學生被動接受知識，難以綜合運用知識，導致理論脫節。教師手繪電路圖，浪費課堂時間，未解決知識所需容量與學時不平衡的問題。傳統電工學過于注重理論，不利于創新實踐，無法培養新工程人才。

其次，傳統電工學教學偏重理論、缺少實踐。電工學作為一門應用性較強的學科，單純的理論授課無法滿足學生對實際應用能力的需求。學生在實際工程中遇到的問題往往是復雜的，需要結合理論知識進行解決。然而，傳統電工學教學難以提供足夠的實踐機會和項目實踐，學生很難將所學的理論知識應用到實際中去，限制了他們綜合解決問題能力的發展。

最后，傳統電工學教學忽視了學生的創新意識和創業素養的培養。在快速變化的科技環境下，創新能力和創業精神對于電工學專業的學生來說至關重要。然而，傳統的教學模式往往注重知識傳授和應用，忽視了學生的創新潛力的培養。學生缺乏創新的思維方式和創業的實踐經驗，難以應對未來工業發展的挑戰。

因此，面對新工科背景下電工學教育的需求，傳統的教學模式亟待改革和創新，下文詳細探討了新工科對電工學教育改革的具體要求，以指導教育實踐的改進和創新。

二、新工科對電工學教學改革的具體要求

（一）優化理論教學與實驗環節設計：利用在線學習方式

針對我國工科專業學生知識基礎的差異，傳統的教學模式無法滿足學生個性化發展的需求。因此，新工科教育理念強調理論與實踐的有機結合。在電工學課程中，可以采用在線學習方式來優化理論教學與實驗環節設計。通過專題化講授，有針對性地講授專題內容，并根據學生的不同水平推送學習內容，鼓勵學生積極利用多媒體學習資料，樹立信息化學習理念，提升自主學習能力。對于實驗環節，可以采用分層次設計，讓學生根據自身水平選擇不同的實驗內容，從而使得不同層次的學生都能得到適當的鍛煉與提升。

（二）多元化考核方式：強調過程考核

傳統的“一卷定成績”的應試考核方式難以全面反映學生的真實學習情況。而新工科教育理念中最核心的一條內容就是參考工程教育精神，并反映到考核環節。簡言之就是要重視考核過程。具體實施措施就是弱化期末考試權重，進行多元化考核，通過加權算分來衡量學生的學習成績。這樣的考核方式鼓勵學生更加專注于日常學習與實踐操作，從而避免僅在考試前進行突擊復習的學習方式。

（三）引入項目式學習：培養團隊合作和問題解決的能力

在新工科教育理念下，為了培養適應復雜工業環境的工科人才，可以引入項目式學習來加強學生的團隊合作和問題解決能力。通過將學生分成小組，讓他們合作完成一個真實項目，可以是一個電子產品的設計與制作，也可以是解決實際電工問題的工程項目。在項目中，學生需要運用所學的理論知識，動手實踐并解決各種技術挑戰。這樣的學習方式不僅讓學生在實際應用中鞏固知識，還能培養他們的團隊合作、溝通協調和問題解決能力。項目式學習也有助于激發學生的學習興趣和創新潛力，讓他們更加深入地理解電工學的實際應用場景。

（四）創新競賽：培養學生的創新意識與動手能力

創新是新工科教育的核心要素之一。為了激發學生的創新熱情，對于學有余力的優秀學生，應該多鼓勵學生參加各類電子創新競賽，如大創賽、“互聯網+”競賽、挑戰杯等競賽活動。只有通過參加學科競賽，學生才能將學到的理論知識轉化為實際模型，在實踐的基礎上嘗試創新，不斷提升創新意識和動手能力。在競賽的激烈競爭中，他們可以在經驗和專業知識豐富的專家指導下實現自己的創意和構思，尤其是提升解決困難的能力，從而真正做到學以致用。這樣的實踐對于學生的創新意識培養和動手能力提升具有重要意義。

三、新工科視角下電工學教學改革的具體策略

（一）優化理論教學設計，實行混合式教學方法

1. 有效引導預習學習：個性化學習路線的引領

在新工科視角下，優化電工學教學意味著更注重學生個體差異，因此，傳統的一刀切的教學方式已不再適用。通過引入混合式教學，教師可以根據學生的不同學習需求，推送定制化的預習內容。結合線上平臺，如微信、QQ、雨課堂，教師可以為學生解答難點疑惑，使學生在預習階段有針對性地積累知識。同時，以微視頻、課件等形式傳達知識，幫助學生提前理解課程內容，為課堂學習做好充分準備。

2. 優化課堂教學方法：實踐與理論的融合

混合式教學并不只是在線學習的延伸，而是為了更好地融合實踐與理論，讓學生在課堂上能夠深入參與。在課堂教學中，教師可以選擇適當的在線資源，如專家講座視頻，將理論知識與工業實踐相連接。特別對于“交、直流電動機的原理及驅動”“PLC控制的自動化設備”等應用性強的內容，學生可以通過在線資源深入了解真實應用場景，更好地理解知識內涵。此外，教師可以將實驗任務分解為不同環節，鼓勵學生分組完成，以促進知識分享和協作，實現理論與實踐的互動。

3. 加強課后教學評估：持續地學習反饋

課后教學評估不再僅僅是對學生學習成果的總結，更應成為學習持續反饋的機制。學生的預習報告、實驗報告的提交，以及實體課堂中的表現，都會被納入教學評估。教師通過批閱、評價和及時反饋，幫助學生糾正錯誤，完善知識理解。通過學生與教師的交流，了解學習的困難和挑戰，從而更好地調整教學策略，實現教學的持續優化。

（二）創新考核與評價方法：多元維度的學習衡量

1. 基礎知識考核：建立知識框架關鍵

新工科教育強調實踐導向，但理論知識仍是實踐基礎。基礎知識的掌握將成整個學習起點。通過理論知識和基礎實驗考核，學生加強理論知識掌握，初步將所學理論與實際電學現象和實驗設備關聯。鍛煉學生動手能力，串聯各章節知識，構建電工學知識框架。在撰寫實驗報告和答辯過程中，有助于教師對學生基礎知識掌握程序進行評估，也為后續學習奠定堅實基礎。

2. 跨學科協作與創造力評價：培養綜合工程師

現代工程已脫離單一屬性，成為多學科綜合體系。工程項目需跨學科協作，產生創新解決方案。學生除本專業知識，還應涉獵相關領域，豐富知識儲備。學校可以組織跨學科項目、團隊競賽。在電工學課程中，教師可以引導學生與計算機、機械等專業的學生合作，解決跨領域問題，以培養學生未來作為綜合工程師的能力。

3. 創新思維與終身學習考核：培養持續進化心態

當今社會知識爆炸，技術飛速發展。缺乏創新思維和終身學習能力，易被淘汰。新工科背景下，工程師需創新思維和終身學習能力，應對科技變革。評價學生創新思維、問題解決能力，可通過設計案例分析題、開放性問題等。電工學教育中，學生要面對電力系統穩定性、智能電網設計等問題，有助于培養學生的實際問題解決能力。同時，引導學生在項目中持續學習，鼓勵主動尋求知識，能有效培養學生的終身學習意識。

四、結語

現代社會機遇與挑戰，特別是科技快速發展。工程領域是社會引擎，必須緊跟時代，持續創新。以電工學教育為切入點，從新工科視角探討現代教育下的改革，培養未來工科人才。解析新工科理念，認識工程教育須應對的全球挑戰，為學生提供實踐機會，培養學生跨學科綜合能力和創新意識。新工科全面深化教學改革，將創新融入每個環節。在電工學教學中，提出優化理論教學、多元化考核、電子創新競賽等改革。這些符合新工科理念，也能培養學生解決復雜問題需求。混合式教學、綜合考核和創新競賽，能有效激發學生學習興趣，為他們未來的職業發展奠定基礎。新工科要求培養跨學科綜合能力、創新意識和實踐能力，不僅是教育責任，也是社會需求。科技進步下，新工科教育將拓展，培養更多適應未來需求的工科人才。

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