融入课程思政的《电机学》教学模式改革探讨

陶太洋，田斐，肖东岳，杨旭

(南阳理工学院 智能制造学院, 河南 南阳)

一 引言

在电气工程及其自动化专业开设的各门核心课程组成的课程体系中，《电机学》居重要地位， 不仅具有较多复杂的理论知识，而且又具有深厚的工程应用背景和实践性，承载的知识搭建了一个供电路、高等数学、大学物理等基础课程的综合应用平台。《电机学》也具有承上启下的作用，由基础课向电力拖动系统、电机控制等专业课过渡，对应于后续的电力系统分析、发电厂电气装置、电力拖动控制系统、电机设计等后续专业课程，以及今后从事电气相关供配电、发输变电方向的学生打下一定基础。换言之，《电机学》课程为后续专业课程提供了专业基础平台。与此同时，《电机学》课程的学习也为学生从事电气工程、电机应用等工作打下了理论基础。此外，《电机学》课程还回溯性地影响前期课程的构建，并影响后续专业课程的布局。

学习好《电机学》课程利于学生对电气工程专业知识的理解，也有利于今后学习其他专业课程和理解电气专业整体课程体系。然而，《电机学》课程以枯燥晦涩乏味著称。该课程学习的困难在于其具有的双重特点[1]：首先，该课程为专业性质的，具有专业课的典型特点即服务于工程实践同实际联系紧密；再者，该课程也是一门基础课，其中涉及的概念众多、抽象思维性强、内容综合性强[2]。随着信息技术的发展，电气工程专业设置中增加了部分新兴课程，《电机学》等典型专业课的课时在一定程度上被压缩，课时较少[3]。此外，部分教师未能及时更新教学理念并采用新的教学方法如翻转课堂等，仍停留在传统的说教式教学，不能激发学生求知的主观能动性，使得学生面对浩繁如海的专业词汇、抽象的空间关系和不接地气的数学逻辑推导时，如雾里看花，掌握不到电机学的核心真谛。由此而导致的必然结果是学生觉得《电机学》课程难以引起学习兴趣和乐趣，从而丧失主动学习求知的欲望，课程学习情况差强人意。电机学学习过程中呈现出的以上问题其原因不是单一的。其中，既有目前的教材内容不能吸引学习者如内部插图以黑白为主、模糊不清，而内容表述重在以抽象逻辑关系为架构、以内容完善为主，晦涩难懂、缺乏实际应用案例、缺乏趣味性；也有教学方法因循守旧，重视内容的讲授不重视学生学习收获以及学习反馈；再有就是《电机学》的技术性强、在学习过程中往往忽略了电机学的专业课的性质，或是由于对后续课程熟悉程度不够，却没有指出该理论在后续课程及今后专业工作中的作用，未能就工程中的具体应用实例进行引入分析，导致难以与学生日常生活发生实际联系。在上述背景下，该课程教学质量会因授课教师的教研水平、讲授技巧方法、对课程投入以及学生整体素质等因素会产生一定的波动，但总体的教学质量同该课程的专业地位匹配度不够。因此，非常有必要对《电机学》课程在专业同实践应用的联系、教学方法的革新、教学手段的综合应用等方面进行研究和改进。

此外，《电机学》不仅是一门单纯的专业课，更是一门进行融入课程思想政治教学的优秀专业平台。教育部2020年颁布《高等学校课程思政建设指导纲要》强调，培养什么人、怎么样培养人、为谁培养人是教育的根本问题[4]。高等教育培养的是社会主义建设者，中华民族伟大复兴的实干者，重点在于立德树人。作者所在学校在融入课程思政方面举行了一系列活动，如开展课程思政月、立项百门思政教改项目等推进课程思政教育教学，践行《纲要》中的“落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂”的指导思想[4-5]。作者所在教研室，结合“电机学讲义”努力探索编写适合应用型本科高校学生使用的教材，力争教材基础性、实践性同趣味性并存，图文并茂，以适应应用型本科高校的教学工作。另外，探索《电机学》新的讲授模式，内容上有三个层次“学术”——掌握课程基本原理、实际应用等知识；“悟道”——树立正确价值观、学习观，具备分析、解决问题的能力，从新中国的电气发展史中增强民族自信心自豪感；“得道”——促进学生的全面发展，将知识、能力、思政三者合一形成“三位一体”教学新模式[6]，助力电气专业教学目标和人才培养目标的实现。

二 《电机学》课程的教学现状与问题

结合电气专业教学的实际情况，《电机学》课程在下述几个方面要着重关注并革新：

（一）缺乏实践教学背景

电机是公众眼中比较常见的电气设备，如果把电机的工程实践背景同教学相割裂，造成理论分析同实际工程运用结合不够紧密，针对性不强，教学效果必将大打折扣。目前，市场上现有的《电机学》教材数量众多，针对的受众各有不同，内容各有侧重。教材均是从理论角度出发，重点阐述电机的基本原理、相关分析方法，重基础、强理论[2]，对电机的工程实践应用缺乏相应的篇幅，使得学生对《电机学》的应用缺乏清楚的认知和定位，失去学习兴趣。

（二）思想政治教育融入不足

教育的本质是育人，育人不仅是知识层面的“强身健体”更是精神层面的“价值塑造”。高等教育毕业生直接服务于“中国梦”建设的，所以高等教育必须明确培养什么人，不仅是专业层面更是价值观层面；此外高等教育还应明确为谁培养人，高等教育育人是为实现“中国梦”培养专门人才，为“中国梦”增添助力的，所以立德树人是我国高等教育的重中之重，是核心环节，必须牢牢把握。2019年中办、国办、2020年教育部均颁布一系列文件高屋建瓴地强调所有课程均要发挥思想政治功能，为国育人。《电机学》课程作为一门典型的工学学科同思想政治教育的融合不理想。究其原因，一方面是《电机学》作为典型的工科专业课以反映客观规律为主，不同于文科类课程，实现课程思想政治教育难度较大；另一方面是部分任课教师存在育人观念陈旧，认为将专业知识传授好就达到目标，没有深度发掘课程中蕴含的价值、伦理等内容。

（三）教学内容需要优化调整

《电机学》课程主要以理论性知识为主，内容高度抽象逻辑性强且体量较大。理论知识涉及电路、高等数学、工程电磁场等前期内容，学生理解起来难度较大。学生最直观的感受是难度大、理解困难，丧失学习兴趣和主动性。因此，在教学过程中需要适时加强基础，有针对性地对基础知识进行凝练、增加直观认知，如电机的拆解、动画视频演示等内容，增强学习兴趣。同时，基于本课程教学大纲确定合适内容通过多种形式演示、调动积极性引导学生主动参与式学习。

（四）教学手段需要改进

目前，《电机学》教学手段以PPT为主，辅之以板书的传统教学手段。然而《电机学》众多知识点理论性极强、过程高度抽象，部分学生数学、物理和电磁等基础较薄弱，同时逻辑抽象和空间变换思维方面存在能力不足的现象，导致在实际学习过程很容易产生畏难情绪。在教学方法上多采用以教师为主的填鸭式讲授[7]，学生被动接受学习氛围低沉，无法激发学生学习的内在动力。因此教学方式中的教学方法和手段需要革新改进，增强学生学习的主动性、自信心。

（五）实践教学环节需要提升

电气工程及其自动化专业偏重工程应用，应用型人才的培养是首要目标。理论教学达到一定水平后，需要针对性地开展实践教学，使学生在实践中加强对核心基础理论知识的理解，将“知”和“行”合一。然而目前《电机学》实践教学环节课时较短，目前《电机学》教学学时为64学时，其中只有6学时的实践教学，电机是常见的生产生活工具，但实践课时较少容易造成理论和实践相脱节。此外由于实验设施的不完备也导致实践环节内容单一且简单，多是对理论知识的验证，缺乏对思维能力和解决问题能力的实质性提高。

（六）教学评价方式需要改进

目前，《电机学》课程评价是根据平时成绩+实验成绩+期末考核成绩的形式进行评价。这种以成绩分布进行教学评价的方法，评价模式单一，反馈内容有限，难以体现教学目标是否达成。传统教学方法导致参与教学互动有限，平时成绩难以反馈学生参与情况；实践环节单一不能体现学生的创新能力；期末考核由于考试时间短，题量有限，难以直观反映学生对知识的综合掌握和实际运用情况。

针对上述《电机学》教学过程中的问题，本文将从教学背景、教学内容、教学方法、实践提升和教学评价等方面探讨《电机学》的教学改革措施，以达到提升教学效果的目的。

三 《电机学》课程教学改革思路

（一）强化教学背景

整合现有的《电机学》教材，在查阅大量文献和资料的基础上，根据培养目标和教学大纲，结合本地电机产业的行业特色，依据教材结合实际选择合适的教学内容，促进学生对课程内容的理解和问题的分析、解决能力[7]。根据应用型本科高校学生的特点，教学目标，选择讲解的重要内容包括：磁路及其基本定理、变压器、交流绕组、交流电机、直流电机，电机的启动、调速与制动，控制电机以及各种电机在实际生产中的应用。同时鼓励学生采用不同方法分析电机和研究新的电机用途和装配工艺。鼓励学生到实际生产一线参观学习，了解实际教学背景。

（二）融入思想政治教育

《电机学》作为典型的工科课程，更是进行思政教育的优良平台，其不仅承载知识传授和能力培养，更肩负着价值塑造的重任。我国电气行业目前取得了举世瞩目的辉煌成就，例如14亿人全民通电、高压特高压技术等，均离不开电机的作用；新中国的电力发展史就是电机的发展史，本身就是党带领全国人民艰苦奋斗、自力更生实现中华民族伟大复兴奋斗史的缩影，是绝好的思想政治教育素材。此外，《电机学》中部分原理、分析方法同社会主义核心价值观相一致，可以深度发掘，将课程思想政治教育于无声中融入《电机学》教学过程中，使同学们在享受知识大餐的同时补充精神营养。可通过以下方面着手强化：

一方面，任课教师要转变观念，加强自身德育观念和能力的提升，树立不仅要把科学知识传授好更要把正确的价值观传授给学生，在教学过程中发掘课程本身同中国特色社会主义理论与实践、中华优秀传统文化等结合起来，如变压器并联运行要求相同的负载率可以通过社会主义核心价值观的“公平”联系起来，发掘德育元素和价值资源融入教学中，将“课程思政”贯穿教学过程，做到润物无声[8]。

另一方面，就电机学本身设计的专业定位、行业需求开展思想政治教育。《电机学》课程不是专业的思想政治教育课，需要从国家战略和行业特点的本身出发，考虑电机学如何为中华民族伟大复兴服务，在科学知识教育过程中揉入职业道德教育进而融入社会道德伦理，穿插工程领域优秀人物故事等，从而达到课程思政的教育目的，润物细无声，引起学生共鸣，实现德育目的。

（三）丰富教学行为

电机学需要以大量前期课程为理论，例如电路、高等数学、工程电磁场等，大多数概念抽象，理解难度较大。因此在教学过程中应当力求精简，利用启发式教学讲清楚基本概念、基本原理和分析思路，集合具体案例展开互动式讨论，在讨论中明确电机分析的重难点，问题的处理过程，培养辩证分析能力。

（四）采用智慧教学手段

时代在快速发展，技术也在飞速进步，因而课堂教学手段也需要跟随时代的步伐。授课过程中不能仅依靠多媒体的PPT，需要经三维动画、短视频等形式融入到实际教学过程中，实现真正多媒体教学。此外诸如“超星学习通”等网络平台提供了多种智慧教学方案，在教学过程中可以通过智慧平台调动学生主动性，课程参与度[7]。在教学过程中，可以将需要预习的内容通过平台推送给学生，随时关注预习进度；随时随地设置课堂讨论、互动、小测验等，参与度还可以作为平时成绩评定的重要参考；课后设置调查问卷接受学生的反馈，极大改善学习效果。

（五）加强实践教学

应用型本科高校的特点之一是应用，而实践中至关重要的一个环节。电机学的理论较强难于理解，在激发学生主动学习方面存在短板。实践教学对于增进学生学习积极性，培养学习兴趣起到极大促进作用。通过学生调查问卷分析，结合我校目前实际实验条件，在电机学实践教学环节在原有验证性实验基础上增加3个实验。第一个为动手认知实验，主要任务是在电机拆装实验，帮助学生理解电机结构及绕组直观感知。第二个实验为2.2kW大功率电机拖动控制，帮助学生理解实际生产生活中电机的实际用途，加强同实际生产的联系。第三个实验为Matlab仿真实验，运用Matlab编写电机模型，对电机启动、调速、控制进行仿真，加强对电机控制方法的掌握。通过实践操作和虚拟仿真相结合，引起学生兴趣和参与课程学习的积极性，从而增加学习收获。

（六）改革教学评价

目前电机学教学效果评价方式基于实验、作业、课堂表现、考卷的比例评定。考虑工程认证需求，按照教学目标要求，结合学习通等智慧平台，将一次性评价转变为多次、多种模式带反馈的过程性评价，重视学习产出，尤其重视教学过程中评价方案的合理性与经济性，实验过程团队合作的参与度或管理能力、创新性，鼓励学生以多种形式呈现学习成果，如短视频、博文、发表论文、专利等。以学生的学习获得为导向，重视反馈和后续改进的方法也是工程教育认证理念的重要组成部分[9]。

四 结语

《电机学》课程本身的特点决定了该课程的改革必须在融入课程思政教育的工程实践背景下进行。同时，革新教学方法和手段、丰富课程内容的呈现形式，发掘专业课教学中思想政治教育元素，融合传统教学和新兴技术，训练学生的基础科学素养、创新意识，塑造正确的价值观，以德育人，使课程具有创新性、德育性，培养新时期为中华民族伟大复兴服务的优秀人才。本课程结合学校针对工程教育认证开展了一些实际工作，如从教学背景、课程思政、教学行为、教学手段、教学评价等几个方面进行改革。作者在《电机学》教学过程中积极实践教学改革，反馈得到教学效果良好，但是在虚实结合实验平台、智能化电网中电机应用、大功率电机控制与补偿工程案例教学再设计等方面还需要进一步研究和完善。