变变变！哈工程这门新课找到解锁新工科建设的“金钥匙”
新工科课程要如何建设？要培养什么样的人才？作为学校新工科建设先行先试的“试验田”，南安普顿海洋工程联合学院成立两年多来，边建边学，在课程建设方面做了一系列有益的探索，建成了一批新课程。
《电气电子系统》正是目前建设初步成熟的一门大类平台课程，由信通学院的于蕾、苍岩、孙亚秀和刘彬4位老师，花了一年半时间，从学习世界名校先进理念到融合过往教学经验，设计全新教案，转变教学模式，从无到有建设完成。
在建设过程中，老师们最大的感受就是，“新课程对于学生的能力培养十分重视，从教材到教学内容，从研讨到考核试题，都在着重培养学生的自主学习能力、综合分析能力、可迁移能力和解决实际问题的能力等各项能力。”这恰恰证实了，传统的知识传授已不足以满足现今人才培养的需要，能力培养才是解锁新工科建设的“金钥匙”。
多学科交叉融合，结成了一张具有严密结构的网
变割裂为系统 培养学生综合分析能力
在联合学院的课程体系里，没有一门孤立的课程，《电气电子系统》同样如此。
“这门课程本身就是一个系统的集合。”对于《电气电子系统》课程的4位授课教师来说，这是一门全新的课程。“传统课程的安排是大二上学电工，大二下学电子技术，然后大三大四学传感器和检测技术，专业程度逐步加深，是一条纵向深入的学习路线。”《电气电子系统》则是围绕设计一个通用的电子系统这一目标，抽取传统课程里的部分内容，以模块化的方式重新组合，系统地呈现给学生。
课程共5个模块：电工基础里的直流电路分析、电子技术、电机、交流电路分析、传感器及测量系统。涉及的内容都是比较基础的知识，以横向的方式扩展。“从大一到大四的传统课程内容都有涉及到，但并不深入，重点在于给学生建立一个系统的概念。”一旦电子系统的知识架构建立，学生可以将其应用于不同场景中，如船舶或轮机检测系统等；也可以在这个系统上迭加其他学科的内容，增加应用场景和功能。
《电气电子系统》课堂上老师讲课
同时，作为4门大类平台课程之一，《电气电子系统》处在联合学院整套课程体系的中间节点。纵向上，它上承大一的《物理》《数学》等基础课程，下启大三的专业课程如《电子驱动与控制》等。因此，在课程建设过程中，课程组老师们不能仅仅关注自己学科方面的“一亩三分地”，还需要与这些课程负责老师们进行多轮讨论，确保前后课程知识点的衔接。
“这让我们在教学中也开始关注其他学科、其他课程的内容，思考如何将电学知识与不同专业学科背景结合。”横向上，《电气电子系统》则和另外3门大类平台课《设计与计算》《力学、结构和材料》《热流体》，面向联合学院4个专业的所有学生，为他们之后各自的专业学习打下基础。
由系统性思维贯穿其中，联合学院所有课程彼此紧密联系，多学科交叉融合，结成了一张具有严密结构的网。“这就帮助学生将孤立的知识串联衔接在一起，形成系统的知识体系，同时也培养他们对于具体工程问题的综合分析能力与解决能力。”
一张试卷考3门课程
变重教到重学 强化学生自主学习能力
联合学院的课程改革目标之一是培养学生的自主学习能力。《电气电子系统》的教材与教学大纲源自英国南安普顿大学，从教材内容的编排到教学大纲的设计，都是以这个目标为导向。
“教材内容非常详细，1000多页，可读性很强，不用老师讲解基本也能看懂。”对联合学院自动化专业大三学生张诗博来说，《电气电子系统》的教材非常适合自学。他曾翻阅过相关的中文教材，那些教材通常很薄，描述问题抽象而简略，自学难度较大。
教材如此全面详细，然而老师讲课的学时却被压缩了。“这门课的课时是64学时，除去研讨课的16学时，实验课的6学时，真正课堂教学只有42学时。”课程负责人于蕾认为，这样的设置正是为了让教学的重心从老师教转变为学生学。在课堂上，老师的讲课方式不再是将知识掰开揉碎了灌输给学生，而是着重讲解关键性知识。“我还会结合一些科研上的案例来讲，帮助学生将知识点融会贯通。”
“课前我们需要提前预习，除了阅读教材之外，还有英方老师录制的预习视频和PPT，基本上预习完对学习内容的理解能达到50%，之后在课上听老师讲解重点难点、课后完成作业，对知识进行完全的消化吸收。”从大一刚上课完全听不明白的状态到现在已经能将自学内容和老师讲解相融合，联合学院水声工程专业大三学生王诗涵充分感受到自己的学习能力得到了提高。
老师通过微信给学生答疑解惑
在自学过程中，联合学院的学生不仅仅要自主规划学习，学习各学科的基础知识点，还需要学习将多学科知识交叉融合，达到可以解决实际问题的程度。
这一点从联合学院的出题思路上就可看出。
“我们上学期《电气电子系统》的期末考试是与另外两门共修课程《力学、结构和材料》《热流体》一起考的。”一张试卷考了3门课程，对于联合学院的学生来说，是一次特别的体验。“试题以设计一辆豪华游轮为背景，这就涉及到电学、力学和流体学的知识，需要我们运用不同学科的知识来解决问题。”联合学院水声工程专业大三学生付佳宝仪回忆说。
事实上，无论是期末考核的试题还是研讨课的习题，英方教师的出题思路都让于蕾惊叹。“这些题不像传统教材的题目那样偏于单纯的计算，只要学会公式，换一个数字，也能算出结果。这些题更加综合，将此前所学的知识点融入到一个复杂问题里，体现了系统化的设计思路，更能真实测出学生对知识的理解能力与实际应用能力。”这样的出题思路，更是在引导培养学生解决工程实践问题的综合能力。
联合学院采用了多元化的考核方式，结合研讨课、测验、实践等环节，对学生进行过程式考核。“这样的考核方式更能促进学生平时的自主学习，也能更加科学地反映学生的真实水平。”
此外，从教学的案例选择来看，培养学生的可迁移能力也是南安的教学重点之一。“教材上常常会以其他学科的知识来类比电学的知识，比如讲欧姆定律时会以热流体的管道来举例。”这其实就是在引导学生跳出单一学科的窠臼，培养他们在不同学科之间进行知识与技能迁移的能力。
激发学生科技报国的家国情怀和使命担当
变纵推为横贯 “虚拟教研室”初现雏形
如果说对于联合学院的学生来说，从原先高中时的老师追着教到现在需要自己主动学，是一个逐渐适应的过程，那么对于老师们而言，教授这些全新课程，同样是一个不断学习不断更新自我的奇妙经历。
“刚刚接触这门课程时，受到了很大冲击，整个内容编排与我们传统课程截然不同。如果说传统课程是按一条纵轴线深入推进的话，那么《电气电子系统》模块化的课程内容就是一条横向排开的线。”这对于老师是一个挑战，一向讲授电工的老师还需要讲电子技术，没教过电机的老师也要涉及电机的一部分知识，甚至跨学科的内容比如流体学、力学，都需要粗略了解。
从大纲到教案，从视频到PPT，几乎全是重新制作。课程组的4位老师，用了一年多时间，消化吸收英方的先进经验，结合自身的教学心得，完成了全套课程资料建设，包括精确到以分钟为单位的课堂“剧本”。在这过程中，通过英方联络人，中方的4位老师与英方的5位老师也进行了沟通与交流。“我们甚至会和英方联络人一起在网上集体备课，交流彼此的教学经验，讨论中英双方教学的差异。”于蕾笑称这种方式为“虚拟教研室的雏形”，不可否认的是，这种交流方式的确对课程组老师们教学能力的提升有很大帮助。
课程负责人于蕾介绍课程建设内容
《电气电子系统》课程组老师们在线上集体备课
沟通与交流的对象并不限于英方老师，事实上，在课程知识点的涵盖范围与侧重上，老师们还需要与前后衔接的其他课程组进行沟通讨论。“在课程建设上，联合学院有很完善的沟通讨论机制，每两周会有一次教师沙龙。”教师沙龙上，打破了学院与学科的边界，老师们聚在一起探讨，既促使课程内容上多学科的融合，也让各学科之间有了碰撞火花的机会。“大家有时聊一聊自己的工作内容，可能就会找到合作的新方向。”
联合学院通知召开课程建设沙龙
联合学院的教学宗旨是“以学生为中心”，在课程建设上，老师们如此精心筹备，巨细无遗，都是为了向学生提供高质量的教学内容。在正式开课之后，老师们也会根据学生的反馈不断改进教学方式。在这方面，联合学院有着比较完备的机制，不仅建立了完整的教师培训质量监控体系，还专门设置了权益委员一职。权益委员由学生担任，通过学生选举产生。权益委员会综合学生反映的意见，在中期反馈会上，与中英双方的教师进行反馈与建议。“我们学生有意见随时可以提出，并且也会得到老师和学院的回应。”联合学院自动化专业大三学生韩驰就曾针对教学提出过意见，因而参加了反馈会。在反馈会上，他收到了一张长长的清单，上面列着每一条学生提出的意见与建议，后面附上老师的整改措施。“这让我们也参与到教学环节中去，对学习也更有主动性。”
在于蕾看来，教学的高要求虽是压力，更是动力。“在整个课程建设过程中，我们收获比付出多，跨学科的协作能力和相应的科研能力都得到了提升，对于教学也有了更多的思考。”在学习吸收南安普顿大学的先进经验之余，老师们也会融入传统教学方式中的特色亮点，比如课程思政内容。于蕾讲传感器时会以蛟龙号感知探测系统为例，孙亚秀在讲电机时会以新闻联播里我国电机发展的先进应用来举例说明，“这既帮助学生理解这些工程上的设计思路，也引导学生了解中国制造的大国重器，激发他们科技报国的家国情怀和使命担当。”
从准备到如今完成一学期的课程，《电气电子系统》走过了第一阶段的建设过程，虽然付出良多但也收获满满。建设过程中积累的经验，于蕾希望可以借鉴应用在信通学院的教学中。“传统教学有自己的优势，如何在保持这些优势的同时融入新的经验，激发课程的创新活力，是需要我们进一步思考的问题。”这也正是联合学院课程改革的初衷，“作为新工科建设的‘试验田’，联合学院希望在课程建设过程中不断转变老师的认识，推动他们成为各自学院教学改革的主力。”联合学院原教学副院长卢熙群如是说。
本科生院点评
南安普顿海洋工程联合学院是学校新工科建设先行先试的“试验田” ，信通学院新工科建设团队承担了联合学院《电气电子系统》的建设和教学工作。联合学院课程注重系统性，多学科交叉，看似零散的知识点通过项目串联起来，注重培养学生系统的思维、创新能力和自主学习能力。比如一张卷考三门课，设定一个项目背景，考察学生综合运用电学、力学和流体学等不同学科相关知识解决工程问题的能力。课程体系的严密、知识模块的衔接关系、过程考核的多元化等，都给团队带来了很多启示。他们吸纳、融合、创新，勇于探索，视野不断扩大，课程建设理念不断更新，历经一年半的时间，不仅系统完成联合学院《电气电子系统》课程的梳理和建设工作，还设计完成学校工科大类通识平台课程《电气电子系统》的建设。这是吸纳国际一流办学经验，基于学校办学定位和特色的探索和尝试，也是学校新工科建设从顶层设计到一线教师的“破冰”实践，学校新工科建设工作走得越来越实。
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哈尔滨工程大学
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排版 | 朴立坤 李堃 乔凯
撰文 | 胡莹洁
责编 | 霍萍
审核 | 吕冬诗 金声