“新工科”背景下电工学实验教学改革探索
时间：2020-11-04 07:52:49 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要 通过对传统电工学实验教学中存在的问题分析以及对新兴工科人才的要求，提出实验教学改革的重要意义，并以食品类专业为例，探讨具体改革方案。
关键词 新工科;电工学实验;学科交叉融合
近年来，随着经济的发展出现了新技术、新产业、新业态与新模式，传统工科教学已经不能满足新经济的需要，国家开始大力发展和探索“新工科”[1]。 新兴工科人才不仅要在某一学科上研究精深，还应具有“学科交叉融合”的特征，不仅能运用所掌握的知识去解决现有的问题，还有能力学习新知识、新技术以应对未来发展出现的新难题，对未来技术和产业发展起到引领作用。
现代科技的发展使电工技术渗透到生产生活的各个领域并发挥着至关重要的作用。当今时代是人工智能的时代，电工技术作为人工智能实现的重要载体与各行各业紧密结合，不仅高科技领域，还与衣食住行和文化生活息息相关。
“电工学”课程是一类面向非电类专业本科学生开设的电技术基础课，目的是使学生获得电工技术的基本理论知识及初步实验技能，为学科的交叉提供延伸的接口，培养适应时代发展的高素质人才[2]。现今很多学科实验及科研项目的开展离不开电工学的技术支持。武汉轻工大学电工电子示范教学中心为了适应“新工科”建设背景对人才的需求，主动探索人才培养的新模式，打造教育和教学的新质量。
1 传统电工学实验教学中的问题
电工学实验课程不同于传統的随理论课开设模式，而是采用独立设课模式，且该课程面向的是未经过专业实验基础训练和实验技能经验较少的二年级学生，能够帮助学生“承上启下”地连接基础课和专业课学习。在传统教学模式下，电工学实验以进行与理论学习相关的验证性实验为主，在一个学期内对不同专业的学生进行统一的实验教学。虽然可以锻炼基础实验技能，但是由于验证性实验本身缺乏探索性和挑战性，学生的思考空间很小，学习积极性不高，且各个实验项目内容互相独立，学生很难成体系的掌握实验技能和方法。另一方面，各专业实验教学内容陈旧一致，与工程应用结合程度低，缺乏与各专业背景相关的学科交叉及生活实践知识，难以很好的解决工程应用问题。
为了更好地培养新兴工科人才，电工学实验作为工科院校基础训练的重要课程之一，如何在实际教学过程中提高学生实践能力和综合素质迫切需要解决。
2 改革思路
“ 新工科” 背景下的学科交叉与融合，在实验项目设计时即可体现。实验授课强调学以致用，不同专业对电工学的需求各不相同，故实验内容的设计要结合专业背景，首先要打破“大锅饭”式的实验教学形式，针对不同专业的学生分类教学。教师需要围绕专业培养方案、实际教学情况和专业应用情况，结合授课对象的专业特点和现实需求设计与专业相关的电类实验项目，比如生产上用到的吹膜机组中往往装备多台电动机，所以要求包装工程专业的学生设计一个基于延时继电器、交流接触器的多电动机控制的设计任务。先从最简单的直接启动开始，依次要求学生设计点动、常动、正反转等相关的电路，更深一步可以要求学生设计三台电动机的顺序控制电路并连线实现相应的功能[3]。在这个过程中让学生能真切感受到所学知识在实际工作和生活中的用处，同时还能够帮助学生建立起工程意识，并开展工程思维方式和工程实践能力训练。
另外授课教师应与相关专业教师建立长期联系，收集整理典型教学案例，亦可将专业教师科研成果引进实验室，相关教学资源和实验内容进行有机融合。这是一个沟通和积累的过程，可以相对固定各专业的“电工学”授课教师，做出与时俱进，并有专业针对性的教学案例[4]。
3 以食品类专业为例浅谈改革
电工学实验课程是食品类专业设置的一门基础核心课程，位于课程体系的前期学习，在整个食品加工类专业课程体系中起技术支持的作用。通过学习本课程，使学生能够有安全用电知识、能读懂电路图及进行简单电路连接，能够操作和维护常见食品机械电气设备，具有良好的食品机械操作及保养职业素养。
根据专业培养方案，对“电工学”课程内容进行了教学模块的有机划分，包括电工基础知识、电路分析方法、三相交流电路、磁路与继电器、模拟电子技术，数字电子技术、电工测量与安全;然后，根据专业特色及需求对各个模块进行整合重组，比如食品科学与工程专业，根据其专业需求，重点讲解三相交流电路、磁路与继电器和电工测量与安全，以提高其食品工厂的应用性。在实验项目的设计上，以磁路与继电器环节为例，设计了继电器控制牛奶搅拌机转向的电路，使学生感觉到学习电工学对于专业的价值，增强课程自信[5]。
4 结束语
实践教学是巩固理论知识的有效途径，是培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台，本文对在“新工科”背景下从实验设计方面实现电工学实验教学的学科交叉融合做了一些改革和探索，并取得了初步成效，但尚未达到系统化、理论化的高度。在人才培养模式不断深化改革的形势下，只有不断探索、改革、创新教学方式方法，才能提升学生参与电工学实验课程的积极性，进而获得更好的教学效果[3]。
参考文献
[1] 胡熙茜，侯世英，孙韬.“新工科”背景下电工学实验教学设计与改革[J].工业和信息化教育，2019，（8）：13-16.
[2] 魏玲，耿大勇，朱延枫.电工电子技术课程教学改革研究[J].电子测试，2017，（2）：94-96.
[3] 杜东升，徐广谦.高等农业院校非电专业电工学实验教学改革初探[J].新校园（上旬刊），2017，（2）：87.
[4] 佟丽娜，秦传磊.面向创新能力培养的“电工电子学”实践教学探究[J].实验技术与管理，2019，（9）：16-18.
[5] 宋树杰，赵武奇，张清安.“新工科”背景下食品科学与工程专业“电工学”课程教学体系改革的探索[J].农产品加工，2019，479（9）：104-105，108.
作者简介
张玉姣（1984-），女;硕士研究生，实验师，现就职单位：武汉轻工大学电气与电子工程学院。
