新工科背景下電工電子實驗教學研究與探索

張薇薇

摘 要：新工科背景下，人才的培養模式及培養方式都迎來了新的挑戰，實踐教學也必須更新發展，建立新工科教育模式。對當前的電工電子實驗教學進行深入分析，指出關鍵問題，建立了多樣性、差異性、多元化的教學模型，旨在落實課堂體系，提供多通道融合的培養模式，提高了課堂質量，體現了新工科的優勢。

關鍵詞：新工科教育;電工電子;實踐教學;人才培養;教學改革;互聯網

中圖分類號：TP311;G642.0;TN23 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2020）10-0-03

0 引 言

2017年2月，眾多國內知名高校參加了一場關于綜合性高校工程教育發展的戰略研討會，會上指出在當前以新技術、新業態、新產業為特點的發展形勢下，高校如何培養具備更高創新創業能力和跨界整合能力的新型工程技術人才[1]。

新工科特點鮮明，內涵豐富，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養多元化、創新型卓越工程人才[2-3]。新工科研究內容體現在五個方面，即工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系。新工科的人才培養目標應該是使學生在掌握更先進的自然科學、工程科學及專業知識的同時，具備解決實際工程問題等更強的綜合能力[4-5]。

隨著新工科的推行，作為工科教育重要一環的工程實踐教育，也將迎來新的挑戰。電工電子實驗課是工科學生必修的一門工程實踐課程，是從理論課程學習到工程師的一座重要的實踐橋梁[6-7]。本文重點討論新工科背景下電工電子實驗教學的改革方向，構建網絡背景下教學平臺，采用多元化的教學方法，加強學生與教師的互動，進一步提高學生的工程應用和工程實踐能力。

1 新工科背景下電工電子實驗教學的改革方向

1.1 現有的教學模式

新工科背景下對專業人才培養目標要更加貼近現實需求，教學模式更加靈活多變，教學內容更加突出時代特征與交叉融合，教學方法更為學生接受，強調工程教育的實踐性、綜合性和創新性?，F有的培養模式及培養方式都需要改進，不再以學科為導向，提出開放式培養模式，旨在建立工程思維，提高工程能力，有工程創新[4]。

一直以來，實驗課的教學方式形式單一，采用和理論課類似的教學模式，只是把上課地點由教室搬到了實驗室。學生課前預習，教師課堂講解與示范，學生實驗。預習報告存在抄襲、大批雷同的情況，已經成為一種形式。課堂上教師講完，學生完成相同的實驗內容，最后由教師驗收實驗結果及查看實驗數據。這種模式一直得到教師與學生的認可，有值得推薦的地方，也存在一些弊端[8]。

（1）教學目標設定不合理

現有的實驗課程要求所有學生在同樣的時間內完成同樣的實驗內容。實際情況是總有一部分學生提前完成實驗，一部分學生由于各種原因不能按時完成，學生水平差異較大，教學效果不理想。

這種授課方式的弊端就是沒有考慮學生的水平差異，學生的學習興趣、學習動力、接受能力各不相同，教學內容和教學方式勢必不能滿足所有學生的需求，有的學生完成得很好，有的則不然，久而久之，會挫傷部分學生的學習積極性。

（2）教學方式單一

傳統的教學模式是“教師講解，學生實驗”，在多媒體多樣化的現代，這種教學方式對學生早已沒有了吸引力，學生學習積極性不高，導致學習效率不高，需要加入新鮮元素，提高課堂效率。

1.2 教學模式的改革

新工科背景下高校更加強調理論和實踐相結合，對實踐的重視達到了前所未有的高度，要求工程實踐課程的改革方向必須緊跟新工科的步伐，對傳統的教學理念、教學體制、教學方式及教學方案進行改革，借助現代化的教學理念和手段，引入多媒體教學方法，不斷改進實踐教學中的薄弱環節，才能提高教學效果[9-10]。之前是學生跟著老師的思路走，“以教師為主”的教學思想要改為“以學生為主，教師為輔”。學生成為學習的主體，教師變為學生學習的幫助者，甚至是合作者。將學生從被動的獲取知識變為主動學習，以學生為本，給學生以最大的自由發展空間，有助于學生的個性化發展，有利于創新型、實踐能力強的高素質人才的培養。

（1）差異化的教學目標

針對同一門實驗課，學生存在個體差異，知識水平結構的不一致，教學目標就會不同。差異化教學必須實現彈性教育目標，做到有的放矢，使每名學生都能揚長避短，獲得最佳發展，達到分級管理。

將實驗內容分為基礎部分和拓展部分?；A部分的實驗要求所有學生必需完成，對那些能力較強且有求知欲的學生鼓勵其完成拓展部分的實驗。

（2）個性化學生深度參與

教學觀念從“以教為主”轉變為“以學為主”，學生變為學習的主體，教師少講，學生多做，教師成為學習的幫促者、引導者、合作學習者，師生關系發生了質的變化。以學生為本，給學生最大的自由空間，有助于學生個性化發展。學有余力的學生鼓勵其完成拓展實驗。拓展實驗的內容可由老師出，也可由學生自行設計。電工電子實驗作為電路分析基礎、數字電路與邏輯設計和模擬電子線路基礎等理論課的輔助課程，驗證性的實驗偏多。在實驗室允許的條件下，鼓勵學生自己設計實驗內容，加深對理論知識的理解。

（3）多元化的教學方法

實驗課程的學習也要與時俱進，建立新的教學模式。網絡早已融入到每個人的生活，將網絡適度地引入到課堂里，學生會很樂于接受這樣的移動課堂。

傳統的固定課堂與MOOC、藍墨云班課等移動課堂有效結合，實現了優勢互補，既增加了課堂的活躍性，又提高了學生的積極性，取得了最佳的教學效果。同時采用多種教學方式，更有利于激發學生的實踐興趣和創新思維。

2 融合“互聯網+”的教學新平臺的建立

2.1 移動課堂的建立

新工科的“新”體現在對工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量和分類發展的新體系[11-12]。一場信息化的革命已經發生了，即“互聯網+教育=智慧教育”。建立網絡教學平臺，能夠加強師生互動，共享實驗資源，線下線上課堂的同時開展，有助于更有效地利用課堂時間。

藍墨云班課是一款手機移動教學APP，由教師建立班課，學生通過班課邀請碼進入該班課，這樣學生與教師組成了一個即時反饋的網絡教學平臺，方便教師在手機上開展教學活動[13]。教師可在平臺上推送教學課件，支持教學資源的過程性評價，教師與學生可隨時開展教學互動，隨時跟蹤，及時反饋，讓學生動起來，課堂活起來。課堂不再受時間和空間的限制。

（1）課前推送，有效預習

借助藍墨云班課平臺，教師可以提前向學生推送預習課件或錄制教學視頻，與教學課件一起上傳到網絡教學平臺上。

學生的預習不再是手寫預習報告，而是自學PPT及觀看短視頻，對本次實驗的內容和重點提前進行學習，提出疑問。

研究表明，短時視頻可以有效減少學生在線上課堂上的“走神”現象，有助于學生保持專注力，提高學習效率。視頻的錄制時間控制在10 min內，超過10 min后的效率會逐漸降低。將實驗分隔成零散而不凌亂的知識點，逐一錄制視頻。例如對共射極單管放大電路、靜態工作點的調節、動態放大電路及失真類型的調節可以分開錄制，學生可以根據自身情況觀看自己不明白的內容。

這樣學生進入實驗室后，教師只需對重點、難點進行講解，有利于預習的同時，學生還會通過學習獲取經驗值，提高課堂的趣味性。教師可在手機終端看到學生的學習情況。

（2）課前測試，課堂重點講解

通過線上自學課件及觀看短視頻，學生可以獲得經驗值，但是教師在自己的手機終端也僅僅能夠看到學生的學習結果，很難做到過程監控。有些學生只是將學習當任務來完成，或者僅僅為了獲取經驗，未認真自學課件及觀看短視頻，因此課前的小測試就很有必要。每次課前的課堂小測試的測試題目都是本次實驗的重點及易錯點，是對學生自學效果的檢驗。每人的題目順序不同，答完立即提交，系統會自動批改并顯示成績。對答題效果不理想的學生，加強課堂提問，督促其下次實驗前認真預習。針對學生的答題情況，教師在實驗前進行重點講解，有的放矢，提高課堂效率，將更多的時間留給學生完成實驗。

（3）便于實現差異化教學目標

一個班學生的能力有強有弱，若對全班采用同一要求，教學目標設定的過高或過低，都不利于實驗教學的展開。將實驗內容分為必做實驗和選做實驗。借助網絡教學平臺，能力強的學生可很好地完成實驗內容的預習，進入課堂后，能夠快速有效地完成必做內容，有時間、有能力完成拓展內容。能力稍差的學生只要完成必做內容即可。有了藍墨云移動教學平臺，教師可以有精力兼顧到每名學生，力爭讓每名學生通過實驗課收獲最大。

2.2 有效全面的評價體系

實驗考核旨在提高學生的學習興趣和檢驗學生的學習效果?，F有的實驗教學中，有的學生為了取得高分，只是模仿教師的操作，對實驗原理一知半解，不利于實踐能力和創新能力的提高。

借助網絡教學平臺，考核評價方式也從傳統單一重結果的考核方式改為多元化的考核方式，如圖2所示。

開放的環境下，教師的教學方式也會隨之變化，不斷改進。課件及錄制好的視頻并不是一次性地放到教學平臺上，教師還要時刻對教學資源進行評價和更新，教學的時間不再僅限于課堂，要及時對學生提出的問題進行解答，這對教師自身也是一種督促、一種提高，進而有效促進教學質量的提高。

3 教學效果

經過在我校通信工程、微電子、網絡、智能等專業3年的實施，取得了良好的教學效果。學生非常認可這種新型的教學模式，自主學習的興趣得到了激發，課堂效率明顯提高。

4 結 語

電工電子實驗課程是面向全校工科專業開設的一門實驗課程，采用多元化的教學方式、差異性教學目標，突出了教學過程中學生的主體地位，將教學目標細化為多個小目標，最大程度地滿足不同專業、不同基礎、不同需求學生的教學目標，極大地提高了電工電子實驗課程的課堂效率，通過實踐提高學生的動手能力，為學生參加各種學科競賽打下牢靠的基礎。

參考文獻

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