2021年1月刊
0 引言
“电工学”课程是高校为非电类专业开设的一门技术基础课程。通过该课程可以使学生掌握电工电子技术的基本理论，为今后从事相关的工程技术打下基础。随着新技术的发展，在多学科交叉的“新工科”背景下，“电工学”课程已成为理、工、农、医等学科本科生素养教育中不可或缺的一部分。“新工科”代表新的产业或行业发展方向，指正在形成的或将要形成的新的工程学科[1]。
在“新工科”建设中，一方面要设置和发展一批新兴工科专业，并加强建设、提升质量；另一方面要推动现有工科专业的改革与创新，探索符合工程教育规律和时代特征的新培养模式[2]。为加快高水平本科教育，教育部启动“双万计划”，提出了树立工程教育新理念、创新工程教育教学组织模式等要求[3]。在“新工科”建设中，课程是人才培养的核心，课程的质量直接决定了人才培养的质量。2018年8月，教育部提出各高校要全面打造“金课”，在第11届中国大学教学论坛上，教育部高等教育司司长吴岩表示，课程是人才培养的核心要素，是教育的微观问题，解决的却是战略大问题[4]。在“新工科”建设人才培养模式下，如何达到“金课”高阶性、创新性和挑战度的要求，在课程教学中实施创新和改革，是一个值得认真思考的问题。
“新工科”背景下
非电类专业教学改革与实践
——以“电工学”课程为例
张 健，李焕洲，唐彰国
（四川师范大学物理与电子工程学院，四川 成都 610101）
【摘要】“新工科”背景下的创新工程教育，对高校课程教学改革提出了更高的要求。“电工学”课程是工科非电类专业的技术基础课程，对培养学生工程能力影响重大。本文介绍了“新工科”背景下的“电工学”课程的教学理念和目标，并对教学内容和形式进行了探讨。
【关键词】新工科；电工学；教学改革；评价
【中图分类号】G642  【文献标识码】A  【文章编号】2095-5065（2021）01-0038-05
收稿日期：2020-1-1
作者简介：张健（1975—），女，四川宜宾人，博士，教
授，研究方向为图像处理、网络安全；
李焕洲（1974—），男，四川阆中人，博士，教授，研究方
向为网络安全；
唐彰国（1978—），男，广西桂林人，博士，副教授，研究
方向为网络安全。
基金项目：2017年四川省教育厅地方普通本科高校应用型示
范专业项目“通信工程”（项目编号：川教函〔2017〕33
号）。
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1 教学现状
1.1 “电工学”课程的内容及特点
电工学是研究电磁现象在工程中应用的技术科学，“电子学”课程是理工科非电类专业的一门技术基础课程。课程内容主要包括电路和磁路的基本理论、电机与控制系统、安全用电、模拟电子技术和数字电子技术等。作为理工科专业知识结构体系中的重要组成部分，该课程的主要任务是为学生从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并使学生接受必要的基本技能训练。课程具有涉及面广、内容多、学时少、系统性和实践性强等特点。
1.2 课程教学现状分析
“电工学”课程是工科知识结构体系中的重要组成部分，在不同专业中，对于电工学知识的应用各有差异[5]。以四川师范大学为例，非电类工科专业中，开设“电工学”课程的专业包括计算机科学与技术、安全工程、工业工程、环境工程等；理科专业包括物理教育、化学教育等。“电工学”课程的授课教师一般都具有电类相关专业背景，熟悉该课程在电类专业中的地位和需求。但是，授课教师往往不熟悉非电类专业的知识体系结构，不能准确把握该课程在非电类专业中的地位及作用，更不能充分考虑非电类专业的特点和需求，从而导致不同专业相同课程的教学目标差异性不强、课程教学缺乏针对性、教学内容同质化严重。
笔者在实际教学中发现，“电工学”课程的内容与非电类专业学生其他专业课程的相关度较弱。缺乏前导课和后续课，不能让“电工学”课程的内容和其他专业课程相衔接，导致学生不明白“电工学”课程的开设目
的，不了解课程与其他专业课程的关系，因此对“电工学”课程的学习兴趣不大，重视程度不足，学习的主观能动性差。同时，“电工学”课程具有很强的理论性，给学生的学习带来了一定的困难。
实际教学中还发现，“电工学”课程普遍存在学时少、内容多的矛盾。以四川师范大学为例，目前非电类工科专业中的“电工学”课程一般开设在第2、第3学期，设置32学时或48学时，内容覆盖电路理论、电气自动控制、模拟电子技术和数字电子技术等。如何用极其有限的学时讲完相应的内容，给授课教师带来极大的挑战，也给学生的学习带来极大的困难。
在不同专业“电工学”课程的教学实践中，笔者在教学改革方面进行了一些探索。
2 以专业为导向，优化教学内容
电气信息类专业2.1 制定符合专业特点的教学大纲
课程的教学大纲，是引导授课教师的指挥棒。要制定符合专业特点的教学大纲，就需要深入了解该专业的特点及该专业对“电工学”课程的需求。通过与专业负责人沟通交流，了解该专业的人才培养方案，充分认识“电工学”课程在专业中的重要性，以及该专业对电工学相关知识的需求。在此基础上，结合“新工科”人才培养的目标，制订有针对性的教学计划。以环境工程专业为例，该专业是以工程的方式来研究和治理环境，解决三废（水、气、渣）和噪声等环境污染问题。环境工程的“工程”二字，着重体现在污染
物处理和设备的设计、施工、运行、调试中。因此，环境工程专业“电工学”课程的教学重点不在于让学生掌握很深的理论知识，而在于培养学生将电工学知识应用于专业实践中的能力。教学计划中将“电工学”课程安排为理论部分32学时和实践部分16学时。理论教学要求学生掌握电路分析的基本概念、基本理论和基本方法，以及电气器件的外特性，不需要深入分析电路的原理；实践教学要求学生掌握基本电气器件、仪器仪表的使用，安全用电的基本常识，简单电路的接线等，取消验证性实验。理论教学教给学生分析电路的基本方法，实践教学为学生进
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行后续的工程实践打下一定的基础。
2.2 精选有利于专业发展的教学模块
针对“电工学”课程普遍存在的内容多与学时少的矛盾，紧跟电子信息技术发展步伐，精选教学内容是课程改革的重要环节。“电工学”课程包括电工技术和电子技术两部分，主要内容包括电路理论、电气自动控制、模拟电子技术、数字电子技术等。笔者对教学内容进行了重新整合，构建模块化的课程体系：将课程分为4个大模块，每个大模块下分为多个小模块，每个小模块分为基础内容和选修内容。结合不同
专业对“电工学”课程的具体需求和学时数，对教学内容进行分解与融合，选择不同的教学模块进行教学。例如，环境工程专业的“电工学”课程理论教学为32学时，选择电路理论和电气自动控制两个模块作为讲授内容，重点讲授电路分析的基本方法、安全用电常识及电气自动控制的相关知识，强化器件的应用，弱化电路的暂态分析、磁路分析、电动机的工作原理等。
2.3 将课程思政浸润到教学内容中
课程思政是构建全课程育人的格局，强化各类课程的育人功能，是把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念[6]。
作为高校教师，要让课堂教学成为思想政治教育的有效载体，将知识传授、价值塑造、品格培养有机地结合在一起。结合“电工学”课程教学，笔者在讲述电路理论发展简史部分，引导学生关注电子技术发展前沿，了解我国电子技术发展与发达国家之间的差距，增强学生为国争光的使命感和责任感；为技术创新、科技发明、获得自主知识产权提供高素质创新型人才储备。在教学过程中，结合不同时期的社会热点事件，引导学生从电子技术等角度，分析中国在科技领域的优势及不足，培养学生爱国、爱党、爱专业的情怀。在讲授交流电内容时，引出“电流之战”，引导学生树立正确的价值观；从叠加定理，引出团结协作的重要性；在一阶电路的三要素法中，引导学生树立目标，并为达到目标而付出努力。深入挖掘课程中蕴含的思政元素，将课程思政浸润到教学内容中，从而达到思政教育的目的。
3 以学生为中心，优化教学方法
学生是学习的主体，课程改革要以学生为中心，站在学生的角度，改革教学方法，激发学生的学习兴趣。
3.1 注重知识应用，激发学习兴趣
“电工学”课程既有很强的理论性，又有很强的实践性。课程的学习需要学生具备“高等数学”和“电磁学”等课程的相关理论基础。由于不同专业前导课程设置不同，学生的基础不同，学习难度普遍较大，学生学习的积极性不高。相比理论知识的掌握，学生更加关注如何将所学的电工电子技术应用于专业实践中。因此，在教学中，以学生为主体、教师为主导，在各模块教学过程中注重引入应用实例，特别要和学生的专业实践或生活实践相结合，让学生对所学的知识“看得见、摸得着、用得了”，从而提高学生的学习兴趣，提升教学效果。例如，引导学生了解不同国家的工频交流电、手机充电器等各参数的意义、数码照相机的闪光灯电路、谐振现象的应用等。另外，利用学生乐于接受新鲜事物的特点，引导学生关注和追踪电子信息领域，特别是电工电子技术中的新闻，了解电子信息领域中的新技术、新发明和新应用，进一步激发学生的学习动力，保持学习热情。引导学生自行探索大数据、云计算、物联网、人工智能的应用范围，通过简单明了的科普，让学生了解电子信息领域中的相关技术与个人学习、生活、工作的关系，激发学生的求知欲和学习动力。
3.2 采用混合式教学，提升学习效果
信息技术的发展为教学模式的革新带来了无限的可能性。在“互联网+”背景下，线上教育
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与传统课堂教育相结合的混合式教学得以广泛应用。这种混合式教学将丰富的数字化线上教学资源与传统实体课堂的优点有机结合在一起，“互联网+教育”也让社会各界聚焦于混合式教学，并对其达成共识：混合式教学将成为未来教育的新常态[7]。
混合式教学不仅是线上与线下的混合，还包括教师和学生角的混合、理论和实践的混合。笔者结合四川师范大学学生的特点，进行了如下3点尝试：①采用基于雨课堂的翻转课堂教学，有效地将课前、课中、课后各环节紧密结合起来，混合式教学模式如图1所示。②采用小组讨论、小组互评的方式，提升学生的满足感，充分调动学生的主观能动性和创造性，提高了教师的教学效率。③通过让学生查阅文献资料，从常见的生活应用引出相关的电工学知识，理论联系实际，使学习过程不再枯燥。
借助雨课堂开展混合式教学时，充分利用弹幕和投稿的功能，鼓励学生发表自己对某个问题的见解，既可以活跃课堂气氛，又通过分享学生的投稿内容，让学生获得满足感。雨课堂的限时练习功能实现了教
师与学生在课堂上的互动，并能及时得到反馈。主观题目采用小组作答和个人作答两种方式，当题目难度低时，采用个人作答，提升学生的自信心；题目难度较大时，采用小组作答，通过参与小组讨论，培养学生的协作意识，激发学生的斗志。
借助现代教学手段，既增强了学生学习新知识的能力和创新能力，也提高了学生的团队协作精神。
4 以发展为准则，优化评价体系
高等教育的最终目的是培养人，高等教育应以学生的发展需要为出发点，教师教学活动的目的在于促进学生的发展。教学改革不仅要改革教学内容和教学方法，也需要改革相应的评价体系。以促进学生发展为考评准则，树立先进的考评理念，构建多元化考核与评价体系是教学改革的有力保障。
4.1 过程性评价
教学模式的改革，应注重考核学生的学习过程。研究表明，过程性评价有利于充分发挥学生的自主学习能力和创新精神[8]。过程性评价包含多个方面，如出勤率、课堂参与度、课程小论文、课堂限时练习、线上作业、线下作业、阶段性测试等。多元化的过程考核既为学生的学习评价提供了立体化评价依据，又能促进学生端正学习态度、做好学习规划、养成良好的学习习惯。
图1 混合式教学模式
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4.2 结果性评价
考试既是教学过程的结果性评价、课堂活动中不可缺少的环节，也是促进学生发展的重要途径。考试在
内容上要充分发挥其客观性、诊断性、发展性的作用，通过考试检验学生的学习效果，帮助学生出学习中存在的问题，促进学生提升学习能力。
笔者在“电工学”课程改革中，采用过程性评价与结果性评价相结合的方式，能够更加客观地反映学生的学习情况，学生在学习时更加重视细节，取得了较好的效果。学生成绩构成如图2 所示。
5%
5%10%10%
10%
60%
学生成绩构成
出勤率和课堂参与度课堂限时练习线上作业线下作业阶段性测试期末考试
图2 学生成绩构成
5 结语
针对四川师范大学非电类专业“电工学”课程教学中存在的不足，笔者通过优化教学大纲和将教学内容模块化的措施，提高了课程的弹性，增强了该课程对不同专业的适用性。在教学过程
中，积极采用雨课堂，通过混合式教学模式优化教学方法。在考核环节中，以学生为中心，注重过程性评价和结果性评价，多元化考核方式既能全面考核学生，又能真正促进学生的发展。
教学改革永远在路上。作为高校工科专业教师，要紧跟时代潮流，坚持以学生为中心、产出为导向、持续改进的基本理念，积极探索“新工科”人才培养模式，优化课程体系和教学内容，努力培养具有核心竞争力的新人才，适应时代发展的需要。【参考文献】
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