新工科背景下基于仿真与实训相结合的应用创新型人才培养模式探析—以电路课程为例

新工科背景下基于仿真与实训相结合的应用创新型人才培养模式探析—以电路课程为例

张盛开   ,于吉生  ,郭泽斌  ,王晓正  ,沙恬宇

营口理工学院电气工程学院  辽宁营口  115014

摘要：新工科建设是教育部深入学习和贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，提高高等教育质量的“奋进之笔”，打好提升质量、推进公平、创新人才培养机制攻坚战的重要举措。为了让“电路原理实验”课程更加适应新工科建设的要求，遂对课程教学进行改革和深入研究。研究内容包括线上线下混合式教学研究，“电路原理实验”仿真内容的研究，专创融合内容的研究，思政课程内容的研究等。通过教学改革的实践证明，通过此次教学改革的实施，极大地提高了学生电路课程学习的积极性，提高了育人效果，对我校应用型技术人才的培养起到了推动作用。

关键词：电路实验；翻转课堂；Proteus；学习通；混合式教学

0引言

新工科建设是为了应对新的经济的挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，在“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）的基础上，提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划。新工科建设具有反映时代特征、内涵新且丰富、多学科交融、多主体参与、涉及面广等特点。针对新工科的建设要求，提出“电路原理实验”的教学改革方案。

1基于学习通翻转课堂的教学方式研究

本课程长期以来采用传统的教学模式，即以教师在实验课上首先进行本次实验内容的讲解，以及对实验涉及到的理论知识的回顾，然后由教师在实验台上实际操作一遍实验步骤，然后由学生自己来实操。此种传统教学模式存在两个主要问题。一是教学内容多与教学学时少之间存在矛盾。专业人才培养方案中要求，掌握用电路理论来解决复杂的工程问题，这更使得电路实验课程在2个学时有限的课堂时间中，教学进度较快，部分学生难以跟上。二是实验课上，授课教师实际操作演示的环节中，由于每个班级人数在30人左右，后面的同学就有可能没有看清楚，导致自己动手操作的时候遇到困难。

因此基于以上原因，教师针对每一个实验录制了清晰直观的演示视频，采用翻转课堂的方式，让学生在课前作为预习视频进行观看，在学习通上，教师能够掌握学生观看的情况。课上老师对内容进行提问，提前观看好再进入实验室进行实验，通过这样的教学环节，学生不会因为看不清楚老师的演示而造成学习障碍。

图1 学习通电路实验视频

图2 学习通学情统计

   通过以上教学改革，学生不再惧怕上实验课会做不出来，在认真观看视频后，都会对本次实验的内容做到心中有数，胸有成竹。

图3 实验课程讲解

2基于Proteus仿真的教学方式研究

营口理工学院现有两个电工电子实验室，两个实验室均为强电实验室，由于部分学生在没有完全熟悉电路的前提下，搭建错误的电路，造成保险丝熔断、断路器跳闸，部分设备损坏，增加了实验室的维护成本。

如果在学生上课之前，让他们在仿真软件上搭建好电路，并进行仿真演示，并通过仿真结果来说明老师事先布置的思考内容，说出实验的结论，然后交给老师进行检查。老师负责查看学生对实验电路，以及该实验涉及的知识点的掌握情况。这样的话，在课上进行实际电路搭建的时候，学生就会对实验内容相对比较熟悉，可在短时间内，安全、正确的做完整个实验，并且对照实验数据与仿真数据的异同，排查错误。在这个过程中，学生不但熟悉了仿真软件的操作，而且对所学的理论知识有了更深层次的了解与验证，从中也会得到很大的成就感。

图4 Proteus仿真实验

3基于专创融合的教学方式研究

“电路原理实验”课程是电气工程及其自动化及自动化等电类专业的一门工程实践指导性很强的专业基础实验课程，其任务是培养学生的工程思维能力、分析和解决实际工程问题的能力。因此，在专创融合的大背景下，在实验的教学过程当中，对学生进行一定的工程训练和项目训练，帮助学生建立课程之间、理论与工程实际之间的联系，是非常有必要的。

比如培养学生发现问题，并利用专业知识解决生活中和工程中问题能力。比如我们做到三相交流电路电压电流的测量实验的时候，给学生留下思考题，三相电路中为什么采用三相四线制，不采用会有什么后果？由利用理论知识解释­生活问题，转变为解决工程实际问题。

4基于课程思政的教学方式研究

关于高校的理论课程与思政课程相互融合的问题，习近平总书记说过：“教育的根本任务就是要完成好、履行好立德树人的职责，培养好中国特色社会主义事业的建设者和接班人”。所以从中国的文化历史到现今的社会主义教育，都认同只有德才兼备的人才，才能够为祖国、为人民造福。否则，没有良好的品行，即使学业上有再大的成就，相对来说危害也会更大。所以，要适时的在高校课堂中融入思政元素，让学生树立正确的人生观、价值观和世界观。

如果把思政元素，潜移默化的融入到“电路原理实验”课程的相关教学知识点中，可以不断促进专业课知识的教育与思想政治教育的结合，不但可以充分培养学生自主创新的思维能力，而且可以发掘思政内容在课堂中的育人功能。根据实验课程的具体内容，去发掘思政元素，培养学生的创新的工匠精神，敬业精神、精益求精的精神等。

图5 实验课件

5结语

在新工科的背景下，深度挖掘“电路原理实验”课程的教学内容，充分利用线上学习通的教学资源，同时通过Proteus仿真软件让学生对实验电路进一步理解，适时的融入思政元素，对学生进行素质教育，并且加入专创融合的内容，通过这种混合式教学，让学生激发更强烈的学习兴趣，同时提高了学生综合实践的能力。教学改革是永无止境的，以新工科的改革要求做为一个契机，将理论知识的教学内容和学生实践能力的教育相融合、专业知识的教学和思想政治教育相融合，不断探索，逐步提升教学质量，满足新工科教学要求，是我们一直要追求的目标。

参考文献：

[1] 教育部.新时代全国高等学校本科教育工作会议［Z］.2018-06-21

．

[2] 邱关源.电路[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 冯军，谢嘉奎.电子线路[M].第五版.北京.高等教育出版社，2010.

[4]陈海华，李世宝，刘建航.研究型大学教育中贯穿式研究性教学方法讨论［J］.高教学刊，2018( 19):88—90．

[5] 杨 飞，王一群，周素华.问题启发式电路原理实验课程的设计与实践[J].实验技术与管理，2019，36( 9) : 158-161．

[6] 李静雅.微课在“电路与模电”实验课教学中应用研究.电气电子教学学报，2020，42( 1):163—166．

基金：营口理工学院教改项目资助；营口理工学院大学生创新创业项目(202214435001)资助；