《电机与拖动基础》课程融入思政的教学设计探讨

2021-04-03樊春霞肖敏周颖万佑红

中国设备工程 2021年22期

樊春霞，肖敏，周颖，万佑红

（南京邮电大学自动化学院人工智能学院，江苏南京 210023）

高校立身之本是立德树人，把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全员育人、全程育人、全方位育人。从立德树人角度，对高等教育特别是理工科高等教育提出了更高的要求，教授知识是教师的基本职责，培养能力与精神塑造更是教师的职能所在，这就意味着高校教师要明确培养什么人、为谁培养人与怎么培养人，意味着高校教师要将“思政”贯穿于整个教学过程，将“思政”与“专业知识”有机结合，培养合格的社会主义接班人。工科专业课教学过程中，如何做到“思政”与“专业知识”有机融合是一个值得探究和实践的问题。“思政”与“专业知识”在传道授业解惑中的融合问题需要体现在具体课程上，本文以《电机与拖动基础》这门课为例，详细论述以课堂教学为阵地，切合实际开展“课程思政”教学的方法。

《电机与拖动基础》课是自动化类、电气类专业普遍开设的一门专业课或者专业基础课，以数学物理等自然科学为基础，研究各种电机的工作原理、运行方式以及电机选择的一门工程技术课程。同时，电机这种电气设备被广泛应用于国民经济中的各个行业，因此这门课与各行各业关系密切，是各种机电系统的执行机构或者测量元件。在这样的一门工科课程中，如何将传道、授业、解惑有机结合，实现思政培养目标，构建工科专业课的思政建设框架，是一个值得深入研究的课题。

本文分析《电机与拖动基础》课程中的思政元素，基于专业课程的知识传授、能力培养和精神塑造三个特征，结合教学环节，将思政教育与专业知识的传授于一体，充分发挥课堂这个思政教育阵地，构建课程的思政教育框架，给出课程思政实施方案。

1 《电机与拖动基础》的课程思政教学目标

精神塑造是课程思政的主要教学目标。精神塑造主要包括思想认识与道德规范两个方面。身为教师，立德树人的贯彻执行者，要在教学过程与生活中传递正能量，传递正确的思想观念，引领学生感悟科学法中过程中人类的奇思妙想，引领学生体会工程师的巧夺天工，帮助学生建立科学创新理念；探讨电机工程科学发展史和中国电机工程发展史，感受老一辈科学家忘我探索科学技术，将个人理想与祖国发展目标结合；通过探讨中国电机发展史，感悟社会主义价值观以及社会主义道路自信，引领学生牢记科技创新是生产力发展的根本，引导学生热爱科学，为科技发展献策献力；强调道德规范，科技发展需要忠于国家、保护环境、遵纪守法。精神塑造融入到知识传授与能力培养中，是课程思政教学设计的出发点，在知识传授与能力培养中润物细无声地进行精神塑造，将精神塑造不留痕迹地贯穿到教学各个环节。

《电机与拖动基础》课程思政教学目标：

（1）激发学生的爱国情怀，坚定理想信念，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。引入我国电机技术发展史、阐述电机拖动技术现状以及对未来技术发展的思考，使学生认识到尽管我国电机拖动技术起步晚于发达国家，但是在科技工作者的刻苦钻研下，我们奋起直追，取得了不菲的成果，当前在清洁能源等方面的使用上，我们有优秀的企业走在国际前沿，为了碳中和，我们正在努力开发清洁能源与利用清洁能源，这些都离不开电机的控制技术。

（2）激发学生的责任担当，树立正确的人生观，明确为什么学习，为谁而学。通过科技案例的引入分析，使学生能够认识到科技的来原型、权属性以及服务性是具有国界属性的。从电能、电机的发明到使用，从电磁基本定理以及力学基本定律的发现到应用，处处体现出科技的国界性。当前，我们知道，实现科技强国的基础是掌握关键核心技术。科技强国，为了国家发展，为了人民幸福，需要每一位国人承担起责任。

（3）培养学生辩证唯物主义世界观。以直流电机、交流电机、变压器和控制电机四种电机为知识模块，明确各个知识模块之间的区别与联系，培养辩证思维，培养发现事物变化规律的科学研究思维。

（4）培养学生辩证唯物主义价值观。《电机与拖动基础》课程与工程实际联系紧密，很多工程问题是一个多目标优化问题，即工程实现上的取舍问题，比如成本与性能、速度与精度等，通过工程案例分析，培养学生解决复杂工程实际问题中的辩证唯物主义价值观以及科学素养和职业规范。

（5）培养学生马克思主义科学思维。《电机与拖动基础》课程是以电磁定律、电路理论与力学规律为基础的一门课程，把电磁现象的物理本质应用到电机发明上，利用力学规律和电路理论分析电机的运行特性，整个知识体系中都蕴含着将基础知识运用到复杂问题的分析中，蕴含着如何将复杂问题抽象出其本质，即复杂问题简单化，看似简单的基础知识解决复杂问题的思想体系。

《电机与拖动基础》课程这五个课程思政目标，蕴含着辩证唯物主义思想，体现了社会主义核心价值观，贯彻了创新求实的工程理念。

2 《电机与拖动基础》课程思政实施途径

课程思政在实施过程中，需要与专业知识融合在一起，做到润物细无声。我们从以下三个方面来进行课程思政教学。

（1）挖掘《电机与拖动基础》课程中的思政元素，从专业知识上体现辩证思维。教师对课程思政高度认同，从知识点上充分挖掘思政元素，并将其贯穿到知识传授与能力培养两个教学环节上。

《电机与拖动基础》课程包含四个知识模块：直流电机、交流电机、变压器与控制电机。每个知识模块中都蕴含着辩证唯物主义思维，蕴含着思政元素。

直流电机模块：以电磁感应原理为基础，引出直流发电机原理；以电磁力定律为基础，引出直流电动机基本工作原理。引导学生分析电磁相互作用的物理现象在电机工程中的实际应用，将基础理论运用于工程实际。分析直流电机的电压平衡关系及其力学平衡关系，引导学生学会通过现象探究事物的本质，进一步得到直流电机的机械特性以及运行方式，引导学生学会知识迁移的能力和科学中的对称之美。

变压器模块：分析供电过程，总结出变压器在电力系统中的应用，掌握变压器的电磁关系，感悟技术创新的伟大之处，培养学生创新性科学思维，培养学生发现事物的科学发展规律的能力。

交流电机模块：从交流电产生旋转磁场开始，引导学生理解感应电机原理，并分析交流电机与变压器、直流电机之间的异同，在对比分析中，体会事物的矛盾统一性，培养学生的逻辑思维能力以及创新意识。

控制电机模块：通过分析步进电机、伺服电机的控制原理与运行方式，分析测速电机的工作原理与使用方式，培养学生的知识迁移能力，培养学生的创新意识。

实验教学部分：设置开放式实验，使学生能够运用理论知识解决实际工程模拟项目，如电梯的运转。在实际工程模拟过程中，培养学生分析复杂工程问题的能力，寻找事物主要矛盾的能力，选择正确的方法与合理途径解决问题，培养学生团队协作、责任担当、独到的法规与环境保护意识，树立正确的世界观、人生观和价值观。

在思政元素的挖掘上，需要专任教师统一思想，与时俱进，不断提高自身的素质修养，不断丰富和完善思政要素。

（2）教学过程中，真正实现“以学生为中心”。《电机与拖动基础》知识点多，电磁现象抽象，工程实际复杂具体，“难学”是学生对这门课的普遍反映。这就要求在教学过程中，教师时刻关注学生对知识掌握的反应、对能力提升的反馈，据此进行教学调整，使师生之间的教与学，完美配合，真正实现教学相长。对教学内容进行梳理，使知识点符合高阶性、创新性与挑战性要求，采用任务驱动与问答式教学方式，激发学生的学习主动性和创造性。

以感应电动机工作原理为例，“以学生为中心”的教学思路以及课程思政实施方式如下：首先回顾直流电动机的基本工作原理，在直流电动机中存在着电生磁、磁生电的现象，磁场与转子之间存在相对运动。接下来，给出感应电机定子绕组的示意图，以问答式的教学方式，启发学生思考定子绕组接入三相交流电产生的磁场相对定子绕组是否存在着运动，引导学生分析旋转磁场的产生；然后，引导学生思考三相交流电产生的磁场与转自之间的相对运动关系，得出旋转磁场在转子绕组中产生电流；进一步应用电磁力定律，转子旋转起来；在这样的结构下，转子的转速与旋转磁场的转速是否相等。

在探究感应电动机基本工作原理过程中，引导学生分析感应电机的结构，体会工匠精神，体会发明家思维之美妙；在分析电生磁、磁生电过程中，感悟事物的对立统一关系，提升辩证唯物主义的科学发展观和世界观。在整个教学过程中，通过启发学生思考，问答式探究，激发学生的自主探究意识，使学生获得自主学习后的成就感，从而提升了学习兴趣；从电机结构、电磁原理等方面引导学生进一步思考，既培养了学生的能力，又塑造了学生的精神。

这种“以学生为中心”的教学方式贯穿整个教学过程，包括理论教学和实验教学，教师都努力成为一个合格的传道、授业、解惑者。

（3）利用雨课堂教学平台，实施第二课堂教学，将专业知识与思政元素有机融合。利用智慧教学工具进行教学改革使教学方式因势而为。现在的大学生基本是00后，大多数熟悉互联网应用，能够熟练使用一种以上社交软件，对教学方法和教学工具提出了更高的要求。同时，利用智慧教学工具更便于学生用专门的工具讨论学业问题，有利于培养学生的协作精神。

我们以知识传授为基点、能力培养为主导、精神塑造为终极目标，以雨课堂为第二课堂阵地，进行了分段教学设计，将易于理解的基础知识作为预习内容，放在雨课堂讨论区，供学生自学，并设计合理的任务供学生思考；课堂上，以任务驱动的模式，引导学生思考基础知识在本门课程中的应用，探索电机运行原理，并通过案例教学的方式，引导学生将理论应用于实践，思考实际工程中面临的问题。另一方面，将实验的准备工作放在雨课堂上。实验是验证理论的一种方法和手段，当前的一种工程设计理念是基于模型的工程设计，因此，我们利用雨课堂平台进行实验仿真部分的讨论和学习，从而节省了线下课堂时间。在雨课堂讨论区，针对每次课的专业知识中的重难点以及思政元素，进行讨论。比如，在感应电机功率分配一节中，注意与直流电机功率分配的对比，电磁功率名称相同实则不同，在专业知识上的学习中注意细节，注意事物的共性，同时区分个性，培养学生的科学研究思维和辩证唯物主义思想。

利用智慧教学工具，增强学生对电机的直观感受，增强学生对复杂工程的理解，对课程专业以及隐含的科学思维的认同，从专业知识角度进行纵向对比，从思维方式角度进行横向探讨，将思政不留痕迹地融于专业知识教学中。

（4）考核方式的变化。以往，这门课的总评成绩包含两部分：30%的平时成绩+70%的期末卷面成绩，其中平时成绩主要由作业和实验构成。实施课程思政后，注重平时学习过程考核，将平时成绩提高到综评的40%，包含雨课堂的参与度、作业、实验仿真、实践操作、课堂讨论等多个环节，做到学生真正地参与教学中，践行以学生为中心的教学理念。