康廣玉 張建勛 趙堅(jiān) 任權(quán)昌

摘要：“新工科”背景下的創(chuàng)新工程教育對(duì)高校課程教學(xué)改革提出新要求。文章以“電工學(xué)”為例，從新時(shí)代人才培養(yǎng)和新工科建設(shè)需求的角度，將思政元素融入專(zhuān)業(yè)教學(xué)，通過(guò)推進(jìn)學(xué)科交叉融合、搭建科技文化交流與競(jìng)賽創(chuàng)新平臺(tái)、運(yùn)用思維導(dǎo)圖方法和互聯(lián)網(wǎng)+教育等教學(xué)改革，拓寬學(xué)生知識(shí)面，提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：新工科;電工學(xué);交叉融合;創(chuàng)新平臺(tái);思維導(dǎo)圖;互聯(lián)網(wǎng)+教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1672-5727（2022）06-0077-05

作者簡(jiǎn)介：康廣玉（1975—），男，博士，天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別、電工電子技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué);張建勛（1975—），男，博士，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)信息技術(shù)工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)樵朴?jì)算;趙堅(jiān)（1966—），女，博士，天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)闄C(jī)電系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)：任權(quán)昌（1981—），男，碩士，天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)力學(xué)。

基金項(xiàng)目：天津市教育改革項(xiàng)目“基于華為ICT產(chǎn)業(yè)學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)工程一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)探索與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)： B201006604）;天津城建大學(xué)項(xiàng)目“課程思政示范課建設(shè)項(xiàng)目‘電工學(xué)’”（項(xiàng)目編號(hào)：JG-KS-2159）

2017年，教育部提出“新工科”發(fā)展規(guī)劃，為我國(guó)工程教育的改革創(chuàng)新提供了指導(dǎo)思路[1]。在科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)融合和轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、多元化、創(chuàng)新型的卓越工程人才已成為高等工程教育的重要任務(wù)[2]?！半姽W(xué)”是非電類(lèi)學(xué)科的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，本文從人才培養(yǎng)和新工科建設(shè)的角度出發(fā)，在分析學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，正確認(rèn)識(shí)電工學(xué)課程在其專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中所起的作用，在“新工科”視閾下對(duì)“電工學(xué)”教學(xué)改革進(jìn)行探索與實(shí)踐，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際、活學(xué)活用、具體問(wèn)題具體分析的工程科學(xué)觀點(diǎn)，幫助學(xué)生準(zhǔn)確、高效、完整地理解相關(guān)的理論、概念及方法，以期提高電工學(xué)課程的教學(xué)效果。

一、新工科建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)的新訴求

習(xí)近平總書(shū)記指出，“當(dāng)下我們對(duì)高等教育的需要比以往任何時(shí)候都更加迫切，對(duì)科學(xué)知識(shí)和卓越人才的渴求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈。高校立身之本在于立德樹(shù)人。只有培養(yǎng)出一流人才的高校，才能夠成為世界一流大學(xué)。辦出世界一流大學(xué)，必須牢牢抓住全面提高人才培養(yǎng)能力這個(gè)核心點(diǎn)”[3]。新工科是在為了適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)的變化、培養(yǎng)卓越人才的要求背景下提出的[4]，目的在于應(yīng)對(duì)形勢(shì)變化、開(kāi)創(chuàng)未來(lái)，不僅要重視各學(xué)科的實(shí)用性、交叉性，而且還要求知識(shí)繼承與創(chuàng)新、學(xué)科交叉與融合，通過(guò)協(xié)調(diào)與共享的途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。教育部建設(shè)“新工科”戰(zhàn)略構(gòu)想的提出，對(duì)于完善工程教育人才培養(yǎng)體系意義重大，是對(duì)未來(lái)工程人才缺乏或人格素養(yǎng)不完善的現(xiàn)狀而適時(shí)提出的應(yīng)對(duì)措施[5-6]。綜上所述，高校要牢牢把握立德樹(shù)人這個(gè)根本任務(wù)，聚焦前沿性、交叉性、顛覆性技術(shù)人才的需求，打破學(xué)科壁壘，搭建多學(xué)科交叉融合平臺(tái)，最大限度地激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，使之具備堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、優(yōu)秀的綜合素質(zhì)、廣闊的國(guó)際視野和豐富的人文情懷，以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，成為能夠引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。

二、“電工學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“電工學(xué)”課程是工科院校非電類(lèi)學(xué)科的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。該門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容包括交直流電路、電機(jī)、電控、數(shù)字模擬電子等諸多知識(shí)點(diǎn)，涉及面廣且實(shí)踐性強(qiáng)，是培養(yǎng)與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的理工科相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的基礎(chǔ)學(xué)科，具有綜合性和跨學(xué)科的特色[7]，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

（一）課程學(xué)習(xí)目的不明確

不同專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案也存在差異，“電工學(xué)”課程對(duì)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容也各有偏重。以往在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)不夠充分，有些學(xué)生誤認(rèn)為只要學(xué)好自己的專(zhuān)業(yè)就可以，“電工學(xué)”課程和本專(zhuān)業(yè)的關(guān)系不大，以后工作中也不會(huì)用到，不了解學(xué)科交叉融合對(duì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要性。未來(lái)社會(huì)需要一專(zhuān)多能的復(fù)合型人才，不僅要在本專(zhuān)業(yè)有突出的能力，還應(yīng)具備較高的相關(guān)技能。由于學(xué)生弄不清楚“電工學(xué)”課程開(kāi)設(shè)的目的和意義，因此對(duì)這門(mén)課程重視不足，缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)較為被動(dòng)，只為應(yīng)付考試。

（二）教學(xué)方法過(guò)于傳統(tǒng)

“電工學(xué)”通常采用課堂講授理論、實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)傳授操作技能的教學(xué)方式。一些教師仍采用“一言堂”的授課形式，師生之間缺乏互動(dòng)。這種學(xué)生參與度較低的課堂，容易使一部分自制力較差的學(xué)生處于心不在焉的狀態(tài)。再就是一些教師在教學(xué)過(guò)程中互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等新型教學(xué)方式方法使用不夠，導(dǎo)致知識(shí)傳授不夠直觀生動(dòng)，課堂對(duì)學(xué)生缺乏吸引力，上課專(zhuān)注度不高，教學(xué)效果不好。

（三）理論和工程實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密

“電工學(xué)”課程既有很強(qiáng)的理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。在課程設(shè)計(jì)方面，一般理論課時(shí)相對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課時(shí)占比較高，導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力難以得到很好的鍛煉，不利于學(xué)生分析和解決復(fù)雜問(wèn)題等綜合實(shí)踐能力的提高。在“電工學(xué)”授課中，教師往往側(cè)重于講授概念、定律和各種數(shù)學(xué)工具、分析方法，理論聯(lián)系實(shí)際不足，缺乏工程案例分析，也沒(méi)有充分考慮到“電工學(xué)”與其他學(xué)科的交叉融合，以及學(xué)生學(xué)習(xí)理解知識(shí)的規(guī)律性、興趣點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，相比理論知識(shí)的掌握，更加關(guān)注如何將所學(xué)的電工電子技術(shù)應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)實(shí)踐中，學(xué)生更期望對(duì)所學(xué)的知識(shí)“看得見(jiàn)、摸得著、用得到”。因此，教師的純理論、灌輸式教學(xué)方式，不利于學(xué)生整體知識(shí)體系的形成。

三、“電工學(xué)”課程教學(xué)改革實(shí)踐

按照新工科的要求，“電工學(xué)”這門(mén)課程不僅培養(yǎng)學(xué)生解決電氣信息類(lèi)技術(shù)問(wèn)題的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)和自然科學(xué)解決工程問(wèn)題的能力。作為“電工學(xué)”教師如何充分考慮其學(xué)科專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和需求，采用恰當(dāng)?shù)闹v授方法，深入淺出地將背后的技術(shù)方法和科學(xué)思想展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生感受工程之美、智慧之光，這是大學(xué)教師“春風(fēng)化雨，潤(rùn)物無(wú)聲”的至高教育境界。

（一）思政教育融入專(zhuān)業(yè)課程，筑牢學(xué)生專(zhuān)業(yè)報(bào)國(guó)的理想信念

在講授電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)使用時(shí)，可聯(lián)系歷次工業(yè)革命對(duì)世界經(jīng)濟(jì)、政治格局的影響。如前三次工業(yè)革命，分別以英國(guó)蒸汽動(dòng)力、美國(guó)電氣技術(shù)、信息革命為代表，英美迅速崛起并成為世界性大國(guó)。隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)開(kāi)始向工業(yè)4.0升級(jí)轉(zhuǎn)化[8]。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程尚未完成，應(yīng)開(kāi)發(fā)利用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化等技術(shù)，堅(jiān)持智能化改造，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，這是我國(guó)實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的良好契機(jī)。通過(guò)對(duì)比我國(guó)電子技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，分析中國(guó)在科技領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)及不足，讓學(xué)生意識(shí)到本節(jié)知識(shí)對(duì)其個(gè)人發(fā)展或推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要意義，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電子技術(shù)發(fā)展前沿，增強(qiáng)學(xué)生為國(guó)爭(zhēng)光的使命感和責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)國(guó)、愛(ài)黨、愛(ài)專(zhuān)業(yè)的情懷。

（二）推進(jìn)學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生工程能力和工程意識(shí)

與傳統(tǒng)工科相比，“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)看，新一代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、集成電路、智能制造、高端裝備、新能源、智慧城市、智慧建筑等為數(shù)眾多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域均需要多學(xué)科專(zhuān)業(yè)的交叉融合[9]。以天津城建大學(xué)為例，化工、土木、能源、動(dòng)力、材料等非電類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)，更需要以“電工學(xué)”課程的學(xué)習(xí)來(lái)加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)?！半姽W(xué)”課程作為培養(yǎng)“新工科”人才的基礎(chǔ)課程，既要強(qiáng)調(diào)其基礎(chǔ)性，又要突出其應(yīng)用性，在打牢理論基礎(chǔ)的前提下，提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和工程實(shí)踐能力，為今后專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和活躍的思維方式。

在“電工學(xué)”授課過(guò)程中，將案例分析法引入課堂教學(xué)，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、解決處理復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。如盾構(gòu)機(jī)研制是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要機(jī)械、電氣、控制、地質(zhì)、土木工程等學(xué)科的綜合。針對(duì)土木專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，根據(jù)他們的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，將盾構(gòu)機(jī)作為教學(xué)案例，幫助學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外的地鐵、隧道等工程中盾構(gòu)機(jī)的使用情況。在課堂教學(xué)中適時(shí)而準(zhǔn)確地分析這種案例，不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到電機(jī)與電控的理論知識(shí)，而且還能使學(xué)生從第一視角接觸到工程案例。通過(guò)對(duì)工程案例的深入分析，學(xué)生在尋求問(wèn)題答案的過(guò)程中加深對(duì)控制電路的理解，能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力和分析問(wèn)題的能力;通過(guò)對(duì)提出的控制電路問(wèn)題的解答，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲望，開(kāi)闊學(xué)生思維想象空間，積極釋疑，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高。

（三）科技文化與學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

科技的不斷發(fā)展，則要求教育教學(xué)中涉及熱點(diǎn)問(wèn)題的工程技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)科內(nèi)容要實(shí)時(shí)更新，這對(duì)于教師的知識(shí)體系、能力水平、職業(yè)素質(zhì)提出了更大地挑戰(zhàn)。在教學(xué)過(guò)程中，為擴(kuò)展學(xué)生的電類(lèi)知識(shí)面，每講到一個(gè)新的章節(jié)，則會(huì)以學(xué)習(xí)小組為單位，讓學(xué)生搜集與內(nèi)容相關(guān)的最新科技動(dòng)態(tài)，并在課堂中進(jìn)行科技文化分享交流活動(dòng)。該活動(dòng)一直堅(jiān)持至今，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性與參與性。例如，在門(mén)電路與組合邏輯電路這一章，小組團(tuán)隊(duì)講解了芯片技術(shù)的發(fā)展歷程：第一個(gè)集成電路是杰克·基爾比（Jack Kilby）在1958年完成的，并于2000年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他把一個(gè)雙極型晶體管、三個(gè)電阻和一個(gè)電容器集成到了一個(gè)硅片上，第一枚小小的芯片誕生了。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前每平方毫米上可以達(dá)到百萬(wàn)個(gè)數(shù)量級(jí)的晶體管，芯片改變了世界。通過(guò)對(duì)芯片知識(shí)的交流分享，學(xué)生們意識(shí)到芯片是中國(guó)不能放棄的高端制造領(lǐng)域。類(lèi)似在AI芯片領(lǐng)域的探索一樣，在更多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從無(wú)到有的突破，才能破解中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展約束。

每年全國(guó)范圍內(nèi)都舉辦各類(lèi)電子競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽等科技活動(dòng)。競(jìng)賽與高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)體系改革緊密結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)造性思維，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這也是對(duì)指導(dǎo)教師的一次鍛煉。這些競(jìng)賽面向的是全體大學(xué)生，每屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽都包含多種類(lèi)型的題目，如無(wú)線電類(lèi)、電源類(lèi)、放大器類(lèi)、信號(hào)源類(lèi)、控制類(lèi)、數(shù)據(jù)采集與處理類(lèi)等，供不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選擇。多年來(lái)，“電工學(xué)”教師積極鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)。通過(guò)這些活動(dòng)，大多數(shù)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)積極性得到了提高，科技創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力得到了加強(qiáng)，為今后工作中熟練運(yùn)用電工學(xué)知識(shí)與技能打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在有更多的非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也參加各類(lèi)電子競(jìng)賽，如能動(dòng)、機(jī)械、材料等專(zhuān)業(yè)學(xué)生在這類(lèi)競(jìng)賽中都取得了良好的成績(jī)。部分優(yōu)秀的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，正是通過(guò)參加全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽或與之相關(guān)的各類(lèi)電子科技活動(dòng)，對(duì)電工學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在畢業(yè)后從事本專(zhuān)業(yè)與電工學(xué)交叉融合的工作。

（四）將思維導(dǎo)圖法引入專(zhuān)業(yè)課教學(xué)，提升解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力

新工科建設(shè)下的教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生是內(nèi)因，是學(xué)習(xí)的主體;教師是外因，要“傳道、授業(yè)、解惑”，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。關(guān)注點(diǎn)不僅僅在教師的“教”，更重要的是學(xué)生的“學(xué)”，使學(xué)生從重復(fù)記憶的低階學(xué)習(xí)進(jìn)入到理解思考的高階學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生尋找適合個(gè)人特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方式。在教學(xué)過(guò)程中采用思維導(dǎo)圖法，不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)興趣，更能讓學(xué)生尋找到在教與學(xué)全過(guò)程中的存在感，并建立有個(gè)人風(fēng)格特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法。培養(yǎng)學(xué)生敢于提出問(wèn)題、獨(dú)立分析問(wèn)題并積極解決問(wèn)題的能力，為畢業(yè)后能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展新需求解決復(fù)雜工程問(wèn)題做好充足的準(zhǔn)備。

將思維導(dǎo)圖法應(yīng)用在電工學(xué)課程教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)繪制思維導(dǎo)圖，可以整理學(xué)習(xí)思路，檢驗(yàn)自身的學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的不足，有針對(duì)性地加強(qiáng)學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)欠缺的知識(shí)點(diǎn)。繪制思維導(dǎo)圖的過(guò)程就是在自己頭腦中建立和完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和系統(tǒng)化的過(guò)程[10];同時(shí)，教師通過(guò)分析學(xué)生的思維導(dǎo)圖，可以了解學(xué)生對(duì)電工學(xué)各部分知識(shí)點(diǎn)的理解程度，決定是否還需要重點(diǎn)講解。因此，學(xué)生們繪制的思維導(dǎo)圖也可以作為課堂教學(xué)效果的一個(gè)反饋，對(duì)以后教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)起到指示作用。相對(duì)于簡(jiǎn)單抽象的分?jǐn)?shù)，思維導(dǎo)圖能夠準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)思路、歸納總結(jié)能力等。

圖1是以直流電路為例建立的思維導(dǎo)圖。教師每完成一章的教學(xué)內(nèi)容之后，用5分鐘左右的時(shí)間對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，再次強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)內(nèi)容。課后作業(yè)則是以繪制思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行，要求學(xué)生將本章的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，進(jìn)一步對(duì)知識(shí)進(jìn)行凝練并加深理解。這種方式可以將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)思路的可視化、清晰化、系統(tǒng)化。在兩年的時(shí)間里，共在8個(gè)班的253名同學(xué)中推廣使用思維導(dǎo)圖方法復(fù)習(xí)電工學(xué)，分析發(fā)現(xiàn)，自己能獨(dú)立完成思維導(dǎo)圖的同學(xué)，學(xué)習(xí)熱情、歸納總結(jié)能力大大提升，考試成績(jī)明顯好于沒(méi)有完成思維導(dǎo)圖的同學(xué)。

（五）依托互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建社交互動(dòng)式的學(xué)習(xí)

隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，學(xué)習(xí)方式已經(jīng)不再局限于面對(duì)面的課堂教學(xué)，而是正在向基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的泛在學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，具有即時(shí)性和便捷性等優(yōu)點(diǎn)的“互聯(lián)網(wǎng)教育模式”悄然興起，逐漸成為教育領(lǐng)域的一種重要的教學(xué)方式，推動(dòng)傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式發(fā)生了改變。學(xué)生可以根據(jù)自己的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，充分利用各種零碎時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，滿足學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求。雨課堂、慕課（MOOC）、在線開(kāi)放課程都是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的社交互動(dòng)式的學(xué)習(xí)方式[11]，這使傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式格局發(fā)生了改變。智慧教學(xué)逐漸成為當(dāng)前我國(guó)教育信息化研究的熱點(diǎn)，如何根據(jù)課程特點(diǎn)利用新型的信息化技術(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)踐課堂的教學(xué)模式是實(shí)現(xiàn)智慧課堂的關(guān)鍵。

受疫情影響，2020年春季學(xué)期學(xué)生無(wú)法返校，“電工學(xué)”課程采用基于雨課堂的線上教學(xué)方式，推送PPT并標(biāo)出重要知識(shí)點(diǎn)，提醒學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)工作，授課時(shí)利用彈幕提出問(wèn)題，學(xué)生思考后發(fā)表自己的見(jiàn)解，回答正確則計(jì)入平時(shí)成績(jī)，用這種方式鼓勵(lì)學(xué)生思考，提高學(xué)生的參與感。在每個(gè)章節(jié)的教學(xué)中，均布置相應(yīng)任務(wù)讓學(xué)生搜集與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科技動(dòng)態(tài)，通過(guò)雨課堂投稿，分享優(yōu)秀的投稿內(nèi)容，讓學(xué)生獲得滿足感。教師可以利用雨課堂的限時(shí)練習(xí)功能提出問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)小組討論，采用分組形式回答問(wèn)題，用以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂上的互動(dòng)。這樣的教學(xué)互動(dòng)模式，既培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，又激發(fā)學(xué)生的參與感和好勝心。

然而線上教學(xué)也有其不足，筆者對(duì)此進(jìn)行了調(diào)查。問(wèn)卷采用線上發(fā)放、線上填寫(xiě)和回收的形式，對(duì)本學(xué)校126名學(xué)生發(fā)出問(wèn)卷，收回109份，其中男生64人，女生45人，有效率86.5%，調(diào)查結(jié)果如表1所示。

通過(guò)對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，線上教學(xué)準(zhǔn)時(shí)率高，進(jìn)入線上課堂相對(duì)容易，點(diǎn)開(kāi)軟件即可。而線下則需要從宿舍、食堂等進(jìn)入教室。專(zhuān)注度和參與度線上比較低，這是因?yàn)椴挥妹鎸?duì)教師，缺乏監(jiān)督，對(duì)學(xué)生自律性要求較高。線上學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為重播功能方便復(fù)習(xí);不受天氣、疫情影響;不受教室占座等限制;可利用零散時(shí)間學(xué)習(xí)。線下學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為上課專(zhuān)注度、參與感較好;同學(xué)之間方便討論，與教師交流也更為順暢。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，在學(xué)生返校后采取了線上與線下相結(jié)合的教學(xué)方式，可以取得如下優(yōu)勢(shì)：

一是線下教學(xué)時(shí)教師采用手寫(xiě)板書(shū)。這種方式有推導(dǎo)過(guò)程，思路比較清晰，學(xué)生有思考的時(shí)間;課堂截圖發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生自習(xí)時(shí)可以隨時(shí)查看，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。

二是每個(gè)章節(jié)進(jìn)行總結(jié)。采用PPT加語(yǔ)音講解的形式進(jìn)行錄屏，課后推送給學(xué)生，學(xué)生可以把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

三是雨課堂推送作業(yè)，檢查學(xué)習(xí)效果。錯(cuò)誤率高的習(xí)題重點(diǎn)講解，錄屏推送，督促學(xué)生緊跟課堂進(jìn)度，及時(shí)復(fù)習(xí)。

四是期末復(fù)習(xí)、總結(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)和習(xí)題講解的時(shí)候，采用屏幕錄制的方式，方便同學(xué)回去整理和復(fù)習(xí)。

將信息化教學(xué)手段應(yīng)用于“電工學(xué)”教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)了線上和線下教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容與形式，授課過(guò)程形象生動(dòng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了教學(xué)質(zhì)量。

在新工科“多元化、創(chuàng)新型、卓越人才”培養(yǎng)理念的指導(dǎo)下，對(duì)“電工學(xué)”課程在非電類(lèi)理工科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)方案、教學(xué)方法進(jìn)行了調(diào)研，分析了教育理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面存在的問(wèn)題和不足，從“新工科建設(shè)”對(duì)學(xué)生“電工學(xué)”理論知識(shí)和實(shí)踐能力需求出發(fā)，在立德樹(shù)人、理念創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、內(nèi)容更新、技術(shù)改革、體系創(chuàng)新等方面，對(duì)電工學(xué)課程方案建設(shè)和教學(xué)方法進(jìn)行了探索，取得了一些積極效果。結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，培養(yǎng)一專(zhuān)多能的復(fù)合型人才;通過(guò)科技文化交流、電子競(jìng)賽，培養(yǎng)富有開(kāi)拓精神、求知欲強(qiáng)的創(chuàng)新型人才;通過(guò)思維導(dǎo)圖的引入，培養(yǎng)思路清晰條理分明的卓越人才。這些措施改善了“電工學(xué)”課程的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程技術(shù)水平，為新時(shí)代高質(zhì)量卓越人才培養(yǎng)體系建設(shè)提供強(qiáng)力支撐。

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（責(zé)任編輯：張宇平）

Exploration of "Electrical Engineering" Teaching Reform Oriented?to Solve Complex Engineering Problems

KANG Guang-yu1， ZHANG Jiang-xun2， ZHAO Jian1， REN Quan-chang1

（1.Tianjin Chengjian University， Tianjin 30084， China; 2.Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222， China）

Abstract： Innovative engineering education under the background of the New Engineering puts forward new requirements for the reform of university's curriculum. In this paper， it takes electrical engineering as an example， and integrates ideological and political elements into professional teaching from the perspective of talent training and new engineering construction needs in current new era. Thus， all the comprehenisve measure may serve the purpose of promoting disciplines cross-integration， construction of technological and cultural exchanges and competition innovation platforms. While the use of new aids such as mind mapping， Internet + education， and other teaching reforms， it would broaden the breadth of students' knowledge， enhance students' ability to innovate and practice and solve complex engineering problems.

Key words： new engineering; electrical engineering; innovation platform; mind map; internet + education