新工科背景下電氣類課程教學改革思考

覃建波 韋麗蘭

摘?要：對于地方應用型本科高校，從培養適應經濟社會和產業發展需要的卓越工程人才的視角出發，在“新工科”這一時代背景下，本文根據當前電氣類課程教學中存在的一些問題，從改善傳統教學模式、虛擬實驗室建設、共建實踐基地及完善考核評價體系等方面對新工科背景下的電氣類課程教學改革進行思考，并提出了一些改進措施和建議，力圖為地方高校在新工科背景下的電氣類課程教學改革提供一些參考。

關鍵詞：新工科；電氣類課程；教學改革；應用型本科高校

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

Thoughts?on?Teaching?Reform?of?Electrical?Courses?under?the

Background?of?New?Engineering

Qin?Jianbo1?Wei?Lilan2

1.Intelligent?Manufacturing?College，Nanning?University?GuangxiNanning?530200；

2.College?of?Education，Beibu?Gulf?University?GuangxiQinzhou?535011

Abstract：For?local?applicationoriented?universities，from?the?perspective?of?training?outstanding?engineering?talents?to?meet?the?needs?of?economic，social?and?industrial?development，under?the?background?of?new?engineering，based?on?some?problems?in?the?current?teaching?of?electrical?courses，in?this?paper，the?teaching?reform?of?electrical?courses?under?the?background?of?new?engineering?is?considered?from?the?aspects?of?improving?the?traditional?teaching?mode，building?virtual?laboratories，co?building?practice?bases，and?improving?the?assessment?system.And?this?paper?puts?forward?some?improvement?measures?and?suggestions，trying?to?provide?some?reference?for?the?teaching?reform?of?electrical?courses?in?local?colleges?and?universities?under?the?new?engineering?background.

Keywords：new?engineering；?electrical?courses；?teaching?reform；?applicationoriented?university

2017年，新工科教育“三部曲”——“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”吹響了工程教育改革創新的號角，奠定了新工科教育治理的基本格局［1］。2018年，教育部新工科研究工作會議在天津大學召開，確定了首批612個新工科研究和實踐項目。2019年教育部深化新工科建設座談會，進一步推動了新工科建設由1.0向2.0跨越。新工科教育是中國高等教育改革和創新發展的最前沿和新方向［2］。

當前，在充分強調“新工科”背景下，如何改革現有的教育教學模式和構建高效的專業人才培養體系以適應大環境的需求，有效提高人才培養的質量，已成為高校教學改革研究的重要問題。按照“新工科”特征和要求，參考文獻［3］、［4］研究了電氣工程及其自動化專業的人才培養模式，提出了人才培養目標緊跟行業和區域經濟的發展、模塊化課程體系建設等人才培養模式革新的方法，為新工科背景下如何有效構建電氣專業人才培養體系提供了參考。胡清華等［5］針對校企合作存在的突出問題，從課程目標、課程體系、教學評價體系等方面探索了校企深度融合的人工智能復合型人才培養途徑。郭壯志等［6］針對電氣工程及其自動化專業人才培養特點，以“電力系統分析”課程教學為例，探索了“案例法教學+虛擬化實踐+實訓”的教學新模式。程顯［7］通過在理論學習階段引入工程案例激發式教學，探索電氣專業學生創新實踐能力培養模式。趙彪等［8］在新工科背景下研究了教研融合翻轉課堂的教學改革，并給出了具體改革措施，對地方高校的課程教學改革也具有重要的參考價值?；谛鹿た票尘昂蚈BE教育理念，其他學者也在人才培養［910］、課程教學改革和實踐［1112］、評價體系［13］等方面做了大量研究，取得了豐富的研究成果，對我國新工科人才的培養具有重要的參考價值。

上述研究對電氣類課程的教學改革具有一定的參考價值，但電氣類課程和其他專業課程還是存在較大的差別。本文針對地方應用型本科高校電氣類課程教學中存在的一些問題，結合OBE教育理念，從改善傳統教學模式、構建虛擬實驗室、共建實踐基地和完善考核評價體系方面探討新工科背景下的電氣類課程教學改革，旨在進一步提高課程教學質量。

1?課程教學現狀及問題

近年來，雖然學科競賽、校企合作、大創項目等各種平臺應運而生，而且取得了一定的教學效果，但學生的覆蓋面仍顯不足。同時，由于電氣專業自身的特殊性，如電氣類部分課程理論性較強，教學內容存在概念抽象、計算及推導比較復雜等特點，而實際工作環境又難以導入教學中，使學生感覺課程內容較難且枯燥，極大地降低了學生的學習積極性和學習興趣。實踐教學由于實驗設備昂貴，可能受限于資金和外部環境，比如電力系統復雜、龐大，具有高電壓、大電流，設備種類多，價格昂貴等，還得考慮實驗場地，使得電力系統實驗室建設很難和實際的電力系統一致，而學生的企業實踐教學課程由于考慮學生的安全問題也只能以參觀為主，一定程度上影響了實踐課程的教學效果。

另外，在多數課程授課中，教師多以PPT課件結合板書的方式進行口頭講授，課程內容中涉及的公式推導過程煩瑣、枯燥，多數學生均處于被動式的接受知識。對于這種灌輸式的教學方式，學生參與討論和提問的積極性不高，致使教師授課及學生學習效率較低。此外，課程評價主要依賴于學生的課堂考勤、學生課后作業情況和期末考試分數，評價標準過于單一，缺乏對學生課程參與程度及學生運用知識的評價。

2?課程教學改革思路與方法

2.1?改善傳統教學模式

對于電氣類專業課程，基于OBE教育理念，專業教師在課堂教學中應明確并告訴學生，通過該章節課程內容的學習，應該掌握哪些知識，達到什么目的，或者獲得什么樣的能力，這些大多數專業教師均能做到。經過調查和詢問發現，學生也明白課程的哪些知識點需要掌握，但他們的明白和重視更多的是局限于考試需要，他們并沒有深刻理解甚至不明白這些知識點在實際生產或系統運行中的作用。因此，這些知識點最終并沒有引起學生足夠的重視和進行深度思考，慢慢地，學生就會養成一種被動學習的習慣。當然，也有專業教師將理論知識和實際生產聯系起來并講述給學生，但對于比較抽象的理論知識，學生仍然難以理解。因此，在教學中，我們不僅要講明白哪些知識需要掌握，還應讓學生理解理論知識在實際生產和系統運行當中的作用，進而引起學生的學習興趣和對理論知識的進一步思考，使學生對知識的獲取態度由被動接受到主動獲取。同時在講解理論知識在實際中的應用時，應盡可能地輔以圖片展示、動畫演示或視頻解說的方式說明，使繁復或抽象的專業知識更易于理解。

此外，為了拉近理論知識和實際應用之間的距離，許多高校聘請了具有豐富企業生產經驗的專家進駐高校，為學生講授專業課程，極大地提高了學生的學習興趣。在課程講解過程中，輔以工程項目進課堂、“太空課堂”等模式，除了能傳授專業知識和技能，激發學生的學習興趣，還可以培養學生的工程意識。

2.2?虛擬實驗室建設

由于電氣課程的特殊性，電氣類項目在實驗室的模擬教學很難滿足實際需求。因此，部分學者提出了建設電氣虛擬仿真實驗室［1415］，通過網絡和虛擬現實技術獲得真實實驗的效果，以達到實驗或實訓目的。需要注意的是，在虛擬實驗室的建設過程中，應以學生能力為導向，密切結合專業特點，緊跟行業發展，為學生開發豐富多樣的實驗實訓項目。同時虛擬實驗平臺還應支持學生的創新性和設計性實驗項目，進一步激發學生的學習熱情。此外，在虛擬實驗室完成實驗項目的過程中，不僅要求學生理解其原理，還應該告訴學生該實驗方式、過程或結果和實際現場操作存在哪些差異，讓學生明白該實驗的重要意義，減小虛擬教學和生產實際的差距，增加學生的學習積極性。

2.3?共建實踐基地

由于電氣類部分實驗設備昂貴，或具有高電壓、大電流等特點，受限于資金和外部環境因素的影響，個別高校難以獨自完成實驗或實訓平臺的建設，除了建設虛擬實驗室之外，還可考慮校企共建實踐基地。通過實踐基地提供的教學資源，學生可以得到更全面的鍛煉，可極大地提升學生的創新意識和工程素養，同時，實踐基地也可為企業員工提供合適的企業培訓。實踐基地的建設可以省內或市內多所高校共建的形式，也可以多所高校和企業共建的形式。所建立的實踐基地在政府或教職委主導下可以公司或企業管理模式運行，通過統籌規劃，避免了實踐基地在各高校的重復建設，優化了教學資源，提高了教學資源的利用率。另外，企業和高校還可以利用實踐基地開展科研合作或項目論證，進一步深化校企合作模式。

通過共建實踐基地，緊跟行業發展，整合校企產教融合的優勢特色資源，采取以企業工程師、專任教師、實驗技術骨干等組建的科研實驗教學團隊，可不斷將校企合作的成果轉化為特色實驗案例，為學生的課內外實踐源源不斷地注入更新的實驗實訓資源。

2.4?完善考核評價體系

目前，常用的課程考核方式為平時成績+期末考試成績。期末考試為教師命題試卷的考試，主要考核學生對知識點的掌握情況，沒有涉及其他方面，如實踐能力指標、創造能力指標等，考核方式相對單一。筆者曾在某課程的授課過程中提出，學生若能基于該課程知識完成項目/作品并經答辯且通過，所得分數同等期末考試分數，可不參加期末的考試，但最終沒有獲得認可，原因是不符合評估材料規范要求，且沒有這方面的政策支持。而對于工科專業的學生，除了考核學生掌握基本知識的情況，還應考核學生利用知識進行實踐和創造的能力，以及再學習能力等。因此，傳統的評價方式已經難以滿足當前工科專業人才培養的評價要求。根據OBE教育理念，考核評價的目的是真實反映學生的學習成果，總結不足并予以改進。因此，可以在原評價考核方式的基礎上，并存其他的考核方式，甚至可以以企業培訓考核要求的形式進行課程考核，在實施的過程中不斷進行總結并完善，最終完善當前的課程考核評價體系，使其有利于激發學生學習的主觀能動性，促進學生的全面發展。

3?總結

針對電氣部分課程理論性強、概念抽象、計算復雜等特點，考慮專業自身的特殊性，本文從改善傳統教學模式、虛擬實驗室建設、共建實踐基地及完善考核評價體系等方面對電氣類課程教學改革進行思考，并提出了在講解理論知識的實際應用時盡可能地輔以圖片展示、動畫演示或視頻解說；在虛擬實驗室實驗過程中，應讓學生明白自己和實際應用或操作中的差異；多所高校和企業共建實踐基地，深化校企合作模式，不斷將校企合作成果轉化為學生的實驗實訓資源等建議。同時，在實際改革中，教師必須緊跟時代發展并牢牢把握教學目標，不斷完善課程教學評價體系，最終實現新工科下高質量的人才培養目標。

參考文獻：

［1］郜新軍，張景偉.新工科背景下基礎工程課程教學改革與實踐［J］.教育現代化，2020，7（52）：5961.

［2］劉坤.新工科教育治理：框架、體系與模式［D］.天津大學，2020.

［3］施金鴻.新工科背景下電氣工程及其自動化專業人才培養模式改革研究［J］.科技風，2021（30）：159161.

［4］楊超，蘇暢，田聰.“中國制造2025”背景下煤電化電氣工程及其自動化專業人才培養模式的改革研究——評《中國制造2025》［J］.機械設計，2021，38（03）：149.

［5］胡清華，王國蘭，王鑫.校企深度融合的人工智能復合型人才培養探索［J］.中國大學教學，2022（03）：4350+57.

［6］郭壯志，薛鵬，徐其興.基于應用技術型電氣人才培養的《電力系統分析》課程教學改革［J］.中國電力教育，2020（05）：5657.

［7］程顯.新工科背景下電氣工程及其自動化專業學生創新實踐能力培養模式探索［J］.教育教學論壇，2020（20）：144145.

［8］趙彪，余占清，朱桂萍，等.基于教研相融和翻轉課堂的新工科教學改革實踐——以“能源互聯網中能量轉換與互聯設備”課程為例［J］.中國電機工程學報，2022，42（09）：34903501.

［9］岳強，杜濤，楊澈，等.“新工科”背景下能源與動力工程人才培養體系建設［J］.中國冶金教育，2021（03）：5961.

［10］王淑紅，韓肖清，馬春燕，等.新工科背景下電氣工程及其自動化專業拔尖人才培養方案［J］.教育教學論壇，2020（22）：102104.

［11］朱文龍，廖永新，何霆.新工科背景下基于OBE理念的混合式教學改革研究［J］.中國教育信息化，2021（21）：8891.

［12］楊慧，閆兆進，慈慧，等.OBE驅動的工程教育課程教學創新設計［J］.高等工程教育研究，2022（02）：150154.

［13］張文妍，楊曉莉，胡小紅，等.借鑒工程認證OBE理論，構建“課程思政”的培養目標達成度評價體系［J］.科技與創新，2019（23）：138139.

［14］劉海珊，劉瑾，李洪芹.新工科下電氣類虛擬仿真實驗中心建設的探討［J］.教育教學論壇，2020（14）：383384.

［15］吳宏岐，李小斌，劉霞.“新工科”背景下的電氣專業虛擬仿真實驗室建設研究［J］.大學教育，2022（06）：9799.

基金資助：南寧學院教學質量與教學改革工程項目（2023QJYLZY04）

作者簡介：覃建波（1983—?），男，壯族，廣西象州縣人，博士，講師，研究方向：電氣工程。