“新工科”背景下食品科學與工程專業“電工學”課程教學體系改革的探索

宋樹杰，趙武奇，張清安

（陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安 710119）

教育部于2017年2月20日發布了《高等教育司關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，由此拉開了各高校開展“新工科”的研究實踐與探索[1]。與傳統工科相比，“新工科”更加強調學科的實用性、交叉性與綜合性，不同學科知識的繼承與創新、交叉與融合、協調與共享。尤其重視電子控制、通信技術、人工智能與傳統工業技術的有機結合與發展。因此，非電類工科專業，如機械設計制造及其自動化、食品科學與工程、農業機械等專業更加需要加強電工類課程的學習，加強電工實踐能力與所學專業的有機結合，以培養與時俱進的高技能人才。

“電工學”是非電類工科專業必修的基礎核心課程[2-3]，也是理論與實踐結合、應用非常廣泛的一門課程。按照“新工科”的要求，該課程既要突出其基礎性，又要強調其實踐應用性，還要與所學專業進行有機結合，突出專業特色性。據此，應該對“新工科”背景下食品科學與工程專業“電工學”課程教學體系改革進行探索，適應“新工科”的發展要求，為學生的全面發展奠定基礎。通過對食品科學與工程專業“電工學”教學中的問題進行分析，對“電工學”課程體系的各個教學實踐環節提出了改革思路，并進行了相關的教學實踐。

1 食品科學與工程專業“電工學”教學中存在的問題

1.1 重視程度低，課時量少

“電工學”課程通常得不到足夠的重視，如食品科學與工程專業，其專業主干課程主要與化學相關，其4年工程類課程中關于電學的課程只有“電工學”一門，且課程總學時僅為36個，僅是其他電學類專業或者近電學類專業的課時量的1/3。同時，“電工學”的知識對于食品科學與工程專業學生來說并非全部有意義，此情況嚴重影響了學生的學習興趣及效率。課程重視程度低、少課時量直接導致了該課程教學效率與質量的下降。但電工學作為工程類專業的基礎核心課程，對于學生“新工科”背景下的發展作用是比較大的。因此，需要食品科學與工程專業學生應該加強電工學知識的掌握，學校、學院和教師學生也重視電工學課程的教學效率與質量，為國家培養新型工程技術人才。

1.2 教學內容多，缺乏實踐

“電工學”課程內容復雜繁多，主要涉及電路的基本定律、電路的穩態分析與暫態分析方法、正弦交流電路、三相電路、磁路分析，電動機、繼電器及可編程控制器等[4]。內容的繁多使教師備課、學生學習無法抓住重點及內容之間的關系網，影響了教學的效果及效率。同時，“電工學”也是一門理論與實踐相互結合驗證的課程，但大部分食品科學與工程專業的教師，對“電工學”僅僅進行書本知識的教學，忽略了學生電學技術與操作技巧的傳授，使學生缺乏實驗鍛煉，無法將理論知識與實踐應用相結合，這不符合“新工科”背景下工科學生的全面發展的要求。

1.3 教學手段與反饋存在問題

對“電工學”課程不太重視，導致教師的教學手段單一、陳舊，使得教學課程沉悶無趣，學生缺乏學習的積極性。同時，大部分“電工學”課程的考試僅是單一的筆試測驗，一方面忽略了對學生實踐操作技能的檢驗，另一方面單一的考試形式無法使教師更全面具體地了解學生學習情況及問題，進而無法進行針對性的教學。

2 課程體系改革的建議

2.1 圍繞專業，精選教學內容

“電工學”是非電類工科必修的基礎核心課程，很多專業需要學習，但不同專業對電工學的需求各不相同。因此，為了滿足不同專業學生的需求，教師需要圍繞專業培養方案、實際教學情況和專業應用情況，精選教學內容并進行創新和調整。首先，根據專業培養方案，對“電工學”課程內容進行教學模塊的有機劃分，一般包括電工基礎知識、電路分析方法、三相交流電路、磁路與繼電器、數字電子技術、電工測量與安全等；然后，根據專業特色及需求對各個模塊進行整合重組，比如食品科學與工程專業，根據其專業需求，需要重點講解三相交流電路、磁路與繼電器和電工測量與安全，以提高其食品工廠的應用性。

2.2 利用教學資源，改進教學手段

教學手段與方法是激發學生學習興趣的重要措施之一，也可以檢驗教學效果。通過改進教學手段，使學生參與到“電工學”課程學習，在學習過程中思考，在思考過程中提高。“電工學”的課程內容相對比較枯燥無趣，教師需要為學生建立一個生動有趣的教學課堂。教師利用現代化的教學設備，制作吸引人的課件，多利用動態圖片表達電路中變化過程，增強學生的理解與掌握，降低電工學的學習難度。也可以采用PBL教學法結合學生的生活學習實際，通過“提問-解答-再提問”的教學循環，增加學生的學習積極性，進而改善教學氣氛，提升教學效果。

2.3 加強實踐環節，提高主觀能動性

“電工學”的實踐環節主要包括實驗教學，其在加深和鞏固基礎理論知識的同時，也可以培養鍛煉學生的創新思維、分析問題及電工動手能力。由于學生的重視程度不高，在“電工學”的實踐教學中，其課時往往很少，有的專業甚至沒有開始相關實驗課。為了滿足“新工科”對學生的要求，教師可以從以下幾個方面入手，加強食品科學與工程專業學生的實踐教學環節。①增加電類實驗基礎操作教學。食品科學與工程專業的學生其電類實驗操作能力較差，對此類實驗操作感覺到陌生。教師可以根據學生的基礎能力，增加實驗操作基礎內容的教學，先在課堂中引導學生進行實踐，再鼓勵學生將所學知識與實踐相結合，既可以提高學生對知識的掌握，又可以提高學生的學習興趣。②設計與專業相關的電類實驗項目。“新工科”背景下的學科交叉與融合，在實驗項目設計時即可體現。以食品類專業為例，可以設計繼電器控制牛奶攪拌機轉向的電路，使學生感覺到學習電工學對于專業的價值，增強課程自信。③改善實驗評估。電工學試驗作為理論課程的重要補充，教師需要重點觀察學生的操作能力，對電學儀器的熟悉程度，面對問題分析及解決的方法及態度等，可以根據不同學生的學習水平制定不同的實驗項目，實施針對性教學。④實行開放實驗項目。鼓勵食品科學與工程專業學生積極參加開放實驗項目，提高自身電學知識及實踐能力。開放實驗項目需教師與學生共同設計，創新性與基礎性并存，且與本專業相結合，解決實際問題。學生得到學以致用的鍛煉。

2.4 改革考核方式，綜合評價教學效果

全面了解學生的“電工學”學習情況，單一試卷考試的弊端較多，需要改革考核方式。教師需要打通教與學的反饋通道，豐富考核方式。教師可以從以下幾個方面入手：①考試形式多元化。以實驗成績與平時測驗成績為主，結合最終考試，使考核形式能夠準確、有效、全面地評價學生學習效果，促進學生的主動性學習。②增加實驗考核及開放實驗附加成績。教師需要重點觀察學生的操作能力，對電學儀器的熟悉程度，面對問題時分析及解決的方法及態度等，合理地給出各個學生的試驗考核成績。同時，鼓勵食品科學與工程專業學生積極參加開放實驗項目，提高自身電學知識及實踐能力，并以此類項目作為鼓勵成績，提高學生的參與度。③打通教與學的反饋通道。利用微信小程序，實現小課間實時教學反饋，掌握學生的學習效果，及時調整課堂進程及教學方法。

3 結語

在“新工科”工程人才培養思想的指導下，針對食品科學與工程專業“電工學”課程的教學現狀，提出了該課程存在的問題。在課堂教學和實踐教學中對教學內容、教學手段、實踐環節及考核方法諸方面進行改革，提高教學效果，培養其交叉與融合的創新思維意識，提升學生電工、電子應用水平，才可以滿足以促進“新工科”背景下食品科學與工程專業學生的工程實踐能力和工程創新能力，從而促進新工程人才的培養。