“电工基础”实验课程思政的研究与探索

2023-11-04禹永植席志红李万臣

黑龙江教育·理论与实践 2023年11期

禹永植，席志红，李万臣

（哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨 150000）

一、引言

“电工基础”实验是哈尔滨工程大学船舶工程、航天与建筑工程、动力与能源工程、机电工程、材料科学与化学工程、核科学与技术等多个专业的必修课程，全校约60个班级，学生受众面广。“电工基础”实验是讲述电路的构成、电路的基本定律，以及对电路的工作原理进行分析的一门电类基础课程，具有理论性强、与实际生活联系紧密的特点。该课程是很多专业后续课程的基础，如“电机学”“电气控制与PLC 技术”等，是带领学生迈进电子工程技术大门的基础课程。2020 年5 月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》（以下简称“纲要”），提出，专业实验实践课程，要注重学思结合、知行统一，增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力[1]。“纲要”的提出，指明了思想政治教育融入实验类课程的发展方向。根据“纲要”内容，哈尔滨工程大学积极开展“电工基础”实验课程思政的探索，实现思想政治教育与专业教育的有效结合。

二、“电工基础”实验课程思政的重要性

（一）实验课程与思想政治理论课程的教学现状

高校传统的思想政治教育基本集中在“马克思主义基本原理概论”“思想道德与法治”等课程。这些课程理论性较强，学生学习起来有一定难度，容易引起学生的排斥心理。特别是有相当一部分学生认为，思想政治理论课对以后的专业学习没有帮助，因此，“混学分”的思想普遍存在，导致思想政治理论课的教学效果不佳。而专业课教师在实验教学过程中，主要以专业知识讲授、指导学生完成实验内容为主，在授课过程中忽视了对学生进行思想政治教育。“重专业教育，轻思想政治教育”的观念在很多专业课教师中根深蒂固。上述两方面造成了思想政治理论课与专业课都无法对学生的思想道德进行价值引导，专业课与思想政治教育没有做到有效融合，因此，无论是从学生自身而言，还是从教师的思想转变方面都亟须改进。

（二）思想政治教育融入实验课程的必要性

“电气”时代，随着科学技术的不断提高，人们的生活对于“电气”的依赖达到了新高度。目前，快速发展的人工智能、机器视觉、6G 通信网络技术等都需要雄厚的电力能源作为支撑[2-4]。目前，我国跻身制造强国的背后也离不开强大的电力供应。因此，电类专业的发展影响着国民经济的发展及人类的进步。“电工基础”实验作为电类基础实验课程，承载着培养学生实践能力的重任。学生通过该实验课程的学习，可以掌握示波器、函数信号发生器、毫伏表等专业测量设备的使用方法，能够加深对基础理论内容的理解，做到“知行合一”。教师在实验教学过程中，要把以人民为中心的根本政治立场与教学内容结合起来，引导学生热爱祖国，立志为社会主义事业服务，实现中华民族伟大复兴。在完成实验内容的过程中，教师应帮助学生提升科学认知能力，对于遇到的实验现象认真分析，敢于提出问题，能够找出不同的实验方法，锻炼学生的观察能力、逻辑思维能力、动手操作能力及团队协作能力。教师通过深入挖掘“电工基础”实验课程的思政元素，积极探索实验课程与思想政治教育的融合方式，帮助学生在科学探索中不断创新，实现对学生的人生价值引导与学术能力培养的有机融合，为后续相关课程的开展打下良好基础。

三、挖掘“电工基础”实验课程中的思政元素

在挖掘“电工基础”实验课程中的思政元素的路径中，教师可以采用“牧羊式”方法，充分发挥其主体优势，通过一言一行对学生进行价值引导。由于“电工基础”实验课程教学共8 学时，3 个实验内容，存在学时少、任务多的特点，因此，如何在实验教学过程中挖掘思政元素，在完成实验内容的同时实现对学生的思想政治教育是目前亟待解决的问题。

（一）弘扬新时代爱国主义精神

中华民族走过了悠悠五千年，爱国精神深深地烙印在每个炎黄子孙的骨髓里。教师可以在“电工基础”实验课程中结合时代背景，宣扬爱国主义精神，激发学生的爱国热情。在“交直流电路的测量与研究”实验中，学生需要对电容、电感元件阻抗的频率特性进行测试。教师可以结合我国老一辈科学家的科研经历讲好“故事”，提出“问题”，激发学生的斗志。例如，1955 年钱学森回国，立志为国家服务，时任钱学森学术秘书的陶家渠回忆到，“当时我们国家整个的元器件、炼钢水平相当低，电阻电容都做不出来，面对重重困难，钱学森等老一辈科学家废寝忘食，夜以继日地工作，成功研制了‘东风’导弹，并发射了第一枚人造卫星，使得我国航天事业得到了突破，让西方国家从此不敢再轻视我国”[5]；哈尔滨工业大学的刘永坦院士，带领团队艰难探索40 年，成功突破了西方国家对我国的技术围堵，通过走自主创新的道路，摆脱了对国外技术与设备的过度依赖，实现了新体制雷达，被授予“时代楷模”称号，获得了国家最高科学技术奖。正是老一辈科学家的努力拼搏，奠定了我国科技的基础。虽然我国在国防领域取得了长足进步，制造业正在向高端迈进，但是也需要清楚地意识到，在某些领域，我们依然要继续努力。电阻、电容等元件作为电路的基础，市场潜力巨大。一个手机就需要上千个电容元件与几百个电阻元件，而我国目前生产的阻容元件只能占据中低端市场，高端的产品依然被国外一些厂家所把持。教师通过这些素材让学生明白自己所担负的民族伟大复兴的历史使命，激发学生的爱国热情。在讲解电路的电压电流测量，以及有源二端网络等效参数测量内容时，教师介绍集成电路的国内外发展现状，引导学生发现身边的集成电路，并引申到国家科技战略层面。以汽车芯片为例，由于产能受限，芯片价格一路攀升，我国展示的多种高科技武器装备，这些都与芯片密切相关。通过热点问题，引导学生立足于为人民服务，自强不息，勤劳勇敢，打破芯片的屏障，突破国际垄断，实现中华民族伟大复兴的“中国梦”。

（二）传承工匠精神，提升职业素养

“电工基础”实验课程通过对电路分析理论的验证，加深学生对教学内容的理解、巩固和提高。通过基本实验仪器操作技能的训练及对实验结果的观察分析，培养学生的实践操作能力。在实验过程中，教师应灵活地将思政元素融入实验内容，深入挖掘实验操作中蕴含的思想政治教育价值，使学生树立正确的世界观、人生观和价值观。在“三相异步电动机”实验教学中，教师首先讲解异步电动机直接起动控制线路图，介绍三相电路使用的注意事项。由于使用220 V 的电压接入，因此，教师应强调电路在接线过程或者更改电路时一定要将电路断电再进行操作，接线过程中要严格按照控制电路图进行连接，谨防短路的发生。通过严格的接线操作，引导学生在实验过程中养成严谨、一丝不苟的工匠精神，在实验过程中注重细节，特别是在接线过程中要检查每个接线柱的螺丝是否松动，因为一颗螺丝松动都会导致该线路断路，从而得不到实验结果。实验操作要持续、专注，“三相异步电动机”实验需要学生自己进行连线，根据控制电路需要连接几十根导线，在接线过程中如果注意力不集中容易造成漏接、短路等错误，因此，该实验能够锻炼学生集中精神，培养其精益求精的工匠精神。教师引导学生对于工匠精神的理解不能只存在于字面，不能只喊口号，应让学生通过实验课程切实体会到无论做什么事，首先要有高度的职业责任感，能够承担重任，干得了大事；其次要具有高度的专注力，具有干一行钻一行，精益求精、苦练技术的精神；最后要有坚定的信念，只有勤学苦干，掌握技术，练好本领，才能在该领域成为“巨匠”。

（三）培养创新思维，激发学习兴趣

科学研究的核心是创新思维，随着科学技术的快速发展，很多领域的技术发展遇到了新的瓶颈。以通信技术为例，6G 技术的核心部分大多是由5G 技术延伸而来，鲜有颠覆性的新技术出现，为了能突破技术壁垒，需要广大科研工作者利用创新思维推动技术发展。高校学生作为我国科研力量之一，应该着重培养他们的创新思维。因此，教师在“电工基础”实验课程中，应设置培养创新思维的实验内容，在课堂中潜移默化地激发学生的学习兴趣，培养其创新思维。例如，在“交直流电路的测量与研究”实验中，对于电感、电容上的电压与电流的相位差测量，教师应鼓励学生采用多种方法进行测量，将学生分为多个小组，针对不同的实验结果进行小组讨论，引导学生进行深入细致地思考，激发学生的学习兴趣，通过分析示波器的测量结果来验证理论课中的知识点。在“现代控制器逻辑编程及综合控制实现”实验中，利用PLC 实现交通信号灯自动控制部分需要学生自行编程设计，教师鼓励学生根据实验箱交通灯的闪烁结果，分步骤进行程序调试。在实验过程中，学生能够逐步完成内容要求，提高了自信心，对编程产生了浓厚的兴趣，并且程序实现方法多种多样，培养了创新思维，提升了独立思考能力与动手操作能力。

（四）多模式课程思政教学

为了使“电工基础”实验课程融入思政元素，文章提出了多模式的课程思政教学方法。即教师结合目前丰富的网络资源，完善实验教学案例，从教学方式上将线上自主学习与线下课堂教授相结合，从教学内容上将验证实验与设计实验相结合，将课程思政贯穿教学全过程。思想政治教育与实验教学相融合的设计如图1 所示。

图1 实验教学课程思政设计

“电工基础”实验课程充分利用“智慧树”线上平台，在实验课前发布实验内容与相关要求。线上平台资源如表1 所示。以第一个实验“交、直流电路的测量与研究”为例，教师在线上平台发布“电工基础实验安全操作须知”“常用电子仪器使用”“电工基础实验要求”“实验数据与分析”“实验指导书”等相关资料。为了能让学生充分理解实验原理，做到理论与实验相结合，课程组录制了Multisim电路仿真软件的使用方法，并配合实验实例进行仿真演示，随后将这些视频资料一起发布到线上平台。同时，为了能够提升学生的学习热情，将思想政治教育融入到线上教学中，课程组精心准备了丰富的教学案例，例如，介绍芯片发展现状、中国电力发展现状等精彩的短视频。这些丰富的线上资源，在受到新冠疫情冲击，以及线上线下教学反复切换时，起到了至关重要的作用。学生即使不能在实验室直接接触实验仪器，依然可以通过软件仿真的方式观察实验结果，验证理论内容，完成实验任务。学生通过线上预习，能够培养独立思考、自主学习的能力。为了提升线上预习的效果，课程设置了线上考核方式，通过线上答题来检验学生的预习效果。

在实验室授课阶段，“电工基础”实验课程实现“精细化”。首先，教师通过结合案例以“讲故事”“提问题”等多元化的方式融入思政元素，引导学生从思想上认识到学习知识的必要性。其次，教师要求学生独立完成验证性实验，这部分为“必做内容”，通过“必做内容”培养学生的观察能力，教育学生敢于实践，用理论知识分析实验，用实验结果验证理论，实现理论与实验的真正结合；鼓励学生以小组合作方式完成设计性实验，这部分为“选做内容”，可以采用多种测量方法，主要目的是鼓励学生求真务实、勇于创新。最后，在撰写实验报告阶段，教师要求学生针对实验过程中的测试数据进行分析论述，按照相关报告要求进行规范化的撰写，培养学生的综合分析与职业能力。学生将实验报告上传至“智慧树”平台，教师在平台进行评阅，学生可随时查看报告中存在的问题，便于改进缺点，提升撰写报告的能力。