新工科背景下电气类课程教学改革思考

覃建波 韦丽兰

摘 要：对于地方应用型本科高校，从培养适应经济社会和产业发展需要的卓越工程人才的视角出发，在“新工科”这一时代背景下，本文根据当前电气类课程教学中存在的一些问题，从改善传统教学模式、虚拟实验室建设、共建实践基地及完善考核评价体系等方面对新工科背景下的电气类课程教学改革进行思考，并提出了一些改进措施和建议，力图为地方高校在新工科背景下的电气类课程教学改革提供一些参考。

关键词：新工科；电气类课程；教学改革；应用型本科高校

中图分类号：G642  文献标识码：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”——“復旦共识”“天大行动”和“北京指南”吹响了工程教育改革创新的号角，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会议在天津大学召开，确定了首批612个新工科研究和实践项目。2019年教育部深化新工科建设座谈会，进一步推动了新工科建设由1.0向2.0跨越。新工科教育是中国高等教育改革和创新发展的最前沿和新方向［2］。

当前，在充分强调“新工科”背景下，如何改革现有的教育教学模式和构建高效的专业人才培养体系以适应大环境的需求，有效提高人才培养的质量，已成为高校教学改革研究的重要问题。按照“新工科”特征和要求，参考文献［3］、［4］研究了电气工程及其自动化专业的人才培养模式，提出了人才培养目标紧跟行业和区域经济的发展、模块化课程体系建设等人才培养模式革新的方法，为新工科背景下如何有效构建电气专业人才培养体系提供了参考。胡清华等［5］针对校企合作存在的突出问题，从课程目标、课程体系、教学评价体系等方面探索了校企深度融合的人工智能复合型人才培养途径。郭壮志等［6］针对电气工程及其自动化专业人才培养特点，以“电力系统分析”课程教学为例，探索了“案例法教学+虚拟化实践+实训”的教学新模式。程显［7］通过在理论学习阶段引入工程案例激发式教学，探索电气专业学生创新实践能力培养模式。赵彪等［8］在新工科背景下研究了教研融合翻转课堂的教学改革，并给出了具体改革措施，对地方高校的课程教学改革也具有重要的参考价值。基于新工科背景和OBE教育理念，其他学者也在人才培养［910］、课程教学改革和实践［1112］、评价体系［13］等方面做了大量研究，取得了丰富的研究成果，对我国新工科人才的培养具有重要的参考价值。

上述研究对电气类课程的教学改革具有一定的参考价值，但电气类课程和其他专业课程还是存在较大的差别。本文针对地方应用型本科高校电气类课程教学中存在的一些问题，结合OBE教育理念，从改善传统教学模式、构建虚拟实验室、共建实践基地和完善考核评价体系方面探讨新工科背景下的电气类课程教学改革，旨在进一步提高课程教学质量。

1 课程教学现状及问题

近年来，虽然学科竞赛、校企合作、大创项目等各种平台应运而生，而且取得了一定的教学效果，但学生的覆盖面仍显不足。同时，由于电气专业自身的特殊性，如电气类部分课程理论性较强，教学内容存在概念抽象、计算及推导比较复杂等特点，而实际工作环境又难以导入教学中，使学生感觉课程内容较难且枯燥，极大地降低了学生的学习积极性和学习兴趣。实践教学由于实验设备昂贵，可能受限于资金和外部环境，比如电力系统复杂、庞大，具有高电压、大电流，设备种类多，价格昂贵等，还得考虑实验场地，使得电力系统实验室建设很难和实际的电力系统一致，而学生的企业实践教学课程由于考虑学生的安全问题也只能以参观为主，一定程度上影响了实践课程的教学效果。

另外，在多数课程授课中，教师多以PPT课件结合板书的方式进行口头讲授，课程内容中涉及的公式推导过程烦琐、枯燥，多数学生均处于被动式的接受知识。对于这种灌输式的教学方式，学生参与讨论和提问的积极性不高，致使教师授课及学生学习效率较低。此外，课程评价主要依赖于学生的课堂考勤、学生课后作业情况和期末考试分数，评价标准过于单一，缺乏对学生课程参与程度及学生运用知识的评价。

2 课程教学改革思路与方法

2.1 改善传统教学模式

对于电气类专业课程，基于OBE教育理念，专业教师在课堂教学中应明确并告诉学生，通过该章节课程内容的学习，应该掌握哪些知识，达到什么目的，或者获得什么样的能力，这些大多数专业教师均能做到。经过调查和询问发现，学生也明白课程的哪些知识点需要掌握，但他们的明白和重视更多的是局限于考试需要，他们并没有深刻理解甚至不明白这些知识点在实际生产或系统运行中的作用。因此，这些知识点最终并没有引起学生足够的重视和进行深度思考，慢慢地，学生就会养成一种被动学习的习惯。当然，也有专业教师将理论知识和实际生产联系起来并讲述给学生，但对于比较抽象的理论知识，学生仍然难以理解。因此，在教学中，我们不仅要讲明白哪些知识需要掌握，还应让学生理解理论知识在实际生产和系统运行當中的作用，进而引起学生的学习兴趣和对理论知识的进一步思考，使学生对知识的获取态度由被动接受到主动获取。同时在讲解理论知识在实际中的应用时，应尽可能地辅以图片展示、动画演示或视频解说的方式说明，使繁复或抽象的专业知识更易于理解。

此外，为了拉近理论知识和实际应用之间的距离，许多高校聘请了具有丰富企业生产经验的专家进驻高校，为学生讲授专业课程，极大地提高了学生的学习兴趣。在课程讲解过程中，辅以工程项目进课堂、“太空课堂”等模式，除了能传授专业知识和技能，激发学生的学习兴趣，还可以培养学生的工程意识。

2.2 虚拟实验室建设

由于电气课程的特殊性，电气类项目在实验室的模拟教学很难满足实际需求。因此，部分学者提出了建设电气虚拟仿真实验室［1415］，通过网络和虚拟现实技术获得真实实验的效果，以达到实验或实训目的。需要注意的是，在虚拟实验室的建设过程中，应以学生能力为导向，密切结合专业特点，紧跟行业发展，为学生开发丰富多样的实验实训项目。同时虚拟实验平台还应支持学生的创新性和设计性实验项目，进一步激发学生的学习热情。此外，在虚拟实验室完成实验项目的过程中，不仅要求学生理解其原理，还应该告诉学生该实验方式、过程或结果和实际现场操作存在哪些差异，让学生明白该实验的重要意义，减小虚拟教学和生产实际的差距，增加学生的学习积极性。

2.3 共建实践基地

由于电气类部分实验设备昂贵，或具有高电压、大电流等特点，受限于资金和外部环境因素的影响，个别高校难以独自完成实验或实训平台的建设，除了建设虚拟实验室之外，还可考虑校企共建实践基地。通过实践基地提供的教学资源，学生可以得到更全面的锻炼，可极大地提升学生的创新意识和工程素养，同时，实践基地也可为企业员工提供合适的企业培训。实践基地的建设可以省内或市内多所高校共建的形式，也可以多所高校和企业共建的形式。所建立的实践基地在政府或教职委主导下可以公司或企业管理模式运行，通过统筹规划，避免了实践基地在各高校的重复建设，优化了教学资源，提高了教学资源的利用率。另外，企业和高校还可以利用实践基地开展科研合作或项目论证，进一步深化校企合作模式。

通过共建实践基地，紧跟行业发展，整合校企产教融合的优势特色资源，采取以企业工程师、专任教师、实验技术骨干等组建的科研实验教学团队，可不断将校企合作的成果转化为特色实验案例，为学生的课内外实践源源不断地注入更新的实验实训资源。

2.4 完善考核评价体系

目前，常用的课程考核方式为平时成绩+期末考试成绩。期末考试为教师命题试卷的考试，主要考核学生对知识点的掌握情况，没有涉及其他方面，如实践能力指标、创造能力指标等，考核方式相对单一。笔者曾在某课程的授课过程中提出，学生若能基于该课程知识完成项目/作品并经答辩且通过，所得分数同等期末考试分数，可不参加期末的考试，但最终没有获得认可，原因是不符合评估材料规范要求，且没有这方面的政策支持。而对于工科专业的学生，除了考核学生掌握基本知识的情况，还应考核学生利用知识进行实践和创造的能力，以及再学习能力等。因此，传统的评价方式已经难以满足当前工科专业人才培养的评价要求。根据OBE教育理念，考核评价的目的是真实反映学生的学习成果，总结不足并予以改进。因此，可以在原评价考核方式的基础上，并存其他的考核方式，甚至可以以企业培训考核要求的形式进行课程考核，在实施的过程中不断进行总结并完善，最终完善当前的课程考核评价体系，使其有利于激发学生学习的主观能动性，促进学生的全面发展。

3 总结

针对电气部分课程理论性强、概念抽象、计算复杂等特点，考虑专业自身的特殊性，本文从改善传统教学模式、虚拟实验室建设、共建實践基地及完善考核评价体系等方面对电气类课程教学改革进行思考，并提出了在讲解理论知识的实际应用时尽可能地辅以图片展示、动画演示或视频解说；在虚拟实验室实验过程中，应让学生明白自己和实际应用或操作中的差异；多所高校和企业共建实践基地，深化校企合作模式，不断将校企合作成果转化为学生的实验实训资源等建议。同时，在实际改革中，教师必须紧跟时代发展并牢牢把握教学目标，不断完善课程教学评价体系，最终实现新工科下高质量的人才培养目标。

参考文献：

［1］郜新军，张景伟.新工科背景下基础工程课程教学改革与实践［J］.教育现代化，2020，7（52）：5961.

［2］刘坤.新工科教育治理：框架、体系与模式［D］.天津大学，2020.

［3］施金鸿.新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养模式改革研究［J］.科技风，2021（30）：159161.

［4］杨超，苏畅，田聪.“中国制造2025”背景下煤电化电气工程及其自动化专业人才培养模式的改革研究——评《中国制造2025》［J］.机械设计，2021，38（03）：149.

［5］胡清华，王国兰，王鑫.校企深度融合的人工智能复合型人才培养探索［J］.中国大学教学，2022（03）：4350+57.

［6］郭壮志，薛鹏，徐其兴.基于应用技术型电气人才培养的《电力系统分析》课程教学改革［J］.中国电力教育，2020（05）：5657.

［7］程显.新工科背景下电气工程及其自动化专业学生创新实践能力培养模式探索［J］.教育教学论坛，2020（20）：144145.

［8］赵彪，余占清，朱桂萍，等.基于教研相融和翻转课堂的新工科教学改革实践——以“能源互联网中能量转换与互联设备”课程为例［J］.中国电机工程学报，2022，42（09）：34903501.

［9］岳强，杜涛，杨澈，等.“新工科”背景下能源与动力工程人才培养体系建设［J］.中国冶金教育，2021（03）：5961.

［10］王淑红，韩肖清，马春燕，等.新工科背景下电气工程及其自动化专业拔尖人才培养方案［J］.教育教学论坛，2020（22）：102104.

［11］朱文龙，廖永新，何霆.新工科背景下基于OBE理念的混合式教学改革研究［J］.中国教育信息化，2021（21）：8891.

［12］杨慧，闫兆进，慈慧，等.OBE驱动的工程教育课程教学创新设计［J］.高等工程教育研究，2022（02）：150154.

［13］张文妍，杨晓莉，胡小红，等.借鉴工程认证OBE理论，构建“课程思政”的培养目标达成度评价体系［J］.科技与创新，2019（23）：138139.

［14］刘海珊，刘瑾，李洪芹.新工科下电气类虚拟仿真实验中心建设的探讨［J］.教育教学论坛，2020（14）：383384.

［15］吴宏岐，李小斌，刘霞.“新工科”背景下的电气专业虚拟仿真实验室建设研究［J］.大学教育，2022（06）：9799.

基金资助：南宁学院教学质量与教学改革工程项目（2023QJYLZY04）

作者简介：覃建波（1983— ），男，壮族，广西象州县人，博士，讲师，研究方向：电气工程。