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基于教学模式改革的航空类院校电工技术课程思政建设实践

2023-12-26张大为万道军王晶毕涛

中国教育技术装备 2023年20期
关键词:基尔霍夫电工电路

张大为 万道军 王晶 毕涛

海军航空大学航空基础学院 山东烟台 264001

0 引言

课程思政是贯彻落实新时代军事教育方针的重要举措,是实现立德树人、为战育人的重要途径,是构建军队院校全员全方位全过程育人大格局的重要工作[1]。

基础课教学是海军航空大学航空基础学院的特色品牌和靓丽名片,在习近平强军思想的引领下,广大承训教员应与时俱进、主动作为、吃透精神、把握实质、融会贯通、贯穿实际。

电工技术课程是我校飞行学员的一门必修专业基础课,在课程体系中具有承上启下的桥梁纽带作用,对其内容的掌握情况将直接影响后续自动控制原理、通信原理等专业主干课程的学习[2]。

该课程理论性强,与武器装备、工程实际联系紧密,是重要的思想政治教育阵地[3]。笔者所在课题组聚焦飞行人才职业特点,牢固把握立德树人、为战育人的鲜明导向,深入系统地挖掘电工技术课程思政元素,寓价值观引导塑造于知识传授和能力培养中,以丰富的教学资源和平台为载体,以基于个性化、自主学习的教学策略为手段,将“新时代海军精神”融入课程教学,将电工技术知识的“简洁美、对称美、思辨美”渗透在教学中,为培养有灵魂、有本事、有血性、有品德的新时代革命军人提供有力保障。

1 电工技术课程思政教学现状

通过近几年的教学实践发现,电工技术课程思政教学目前主要面临以下几方面的问题。

1)部分学员学习动力不足,学习兴趣缺乏,教学实施过程中参与度与投入性不高,少部分学员感觉学习无趣,被动接受教员讲授,存在一定程度的“教员一言堂”。

2)学时压缩,随着人才培养方案与课程教学计划的优化与完善,电工技术课程的教学学时不断压缩减少,因电工技术课程具有内容具体丰富、密切联系实际的特点,在少学时条件下进行课程思政建设的探索变得尤为紧要和迫切。

3)线上教学资源与教学对象飞行学员的适配性问题,中国大学MOOC、爱课程等平台上包含丰富的电工技术课程资源,资源内容通用性强,但专业针对性有待进一步优化完善,无法有效针对我校飞行学员专业特点,并在一定程度上存在与装备结合不甚紧密的情况,通常侧重于一般工业基础所需通用知识,与飞行专用设备结合甚少,无法较好地体现电工技术理论与武器装备知识的有机融合。

4)现有电工技术内容体系注重知识讲授,理论教学与实践操作衔接相对脱节,融合不够紧密,存在一定的时间差与空间变化。

5)教学对象的变化,电工技术课程面对的学员学习能力较强,善于接受新鲜事物,思维活跃,更习惯于碎片化的学习模式,自主学习的能力更强。

本课程的课程思政旨在针对航空类飞行学员提高思政素养,如何有的放矢、量体裁衣地有效挖掘和提炼课程思政资源,从而实现染上军色,突出军味,也是亟待解决的问题之一[4]。

2 以开展混合式教学助推电工技术课程思政建设

通过梳理目前传统课堂教学模式存在的问题,课题组分析了传统教学模式与认知规律之间存在的矛盾,找出了当前电工技术课程与实战化教学存在的差距,抓住了课堂教学效果欠佳的核心痛点——传统课程教学与现代教育理念存在一定的脱节,难以有效激发学员的学习积极性。课题组借助军职在线、中国大学MOCC等平台,运用自编特色教材、电子课件、典型案例库、想定作业库、电路机辅分析等软件,依托高性能综合电工实验装置、电机虚拟实验平台、便携式实验工具、智慧教室等硬件,开展了混合式教学模式下的课程思政实践与研究[5]。能够较好地适应飞行学员的学习实际,有效提升学员的学习效果,有助于飞行学员养成终身学习的习惯,提高飞行学员的创新实践和应用能力。

探索和改革课程教学模式以助力电工技术课程思政建设,把握课前线上预习阶段、课堂知识内化阶段和课后知识迁移阶段三大核心重要教学步骤。在课前预习阶段,教员是翻转课堂内容及进度的设计者,学员是执行者。教员基于学情分析,根据不同学员的具体学习情况,有针对性地进行微视频和资料消化任务的布置以及作业的设计,学员根据教员的任务要求完成学习内容;在课内知识内化阶段,依托雨课堂开展线上教学,学员的参与度和投入性很高,课堂上随时通过弹幕、答题和分组讨论等方式反馈学员的学习情况;在课后知识迁移阶段,教员根据学员的课堂表现,科学合理地安排迁移任务。例如,布置基于Multisim的仿真实验题目,对一阶RC电路进行仿真分析,以达到巩固所学理论知识,掌握仿真软件操作使用,锻炼学员团队协作能力的目的。

混合式教学中的各个阶段通过适当的奖惩措施促进课前预习、课堂学习、课后复习整个学习过程的良性推进。受训学员普遍认同采取线上辅助线下的教学方式,利用网络资源可以方便快捷地完成各个环节的工作和任务,一致认为采用混合式教学对自主学习帮助颇多,将传统课堂和网络授课两者取长补短,学员在完成任务的过程中边学习边训练,全面提高了自主学习性,培养了自主学习习惯,增强了学员的主体意识,使学员的综合能力及创造性得到较好的发展,实现了提高学习效率,改进教学效果的目的。

3 以建设特色案例库、想定作业库助推电工技术课程思政建设

依托实践教学提高课程思政的有效性和感染力。学员在教师引导下,围绕特定的情境和场域,以航空案例与想定作业为切入点,科学选择理论内容,使其与实验教学融会贯通,将教学场地直接安排在实验室,师生双方边教、边学、边做,在学中做,在做中学,理论和实践交叉进行,直观和抽象交替出现,理中有实,实中有理,充分调动和激发学员的学习兴趣,提高课堂效率,丰富真实体验[6]。学员通过独立思考或小组协作,在完成任务的过程中掌握知识技能,学会分析问题和解决问题。

通过对一线部队日常训练中发生的典型案例加以消化吸收,进行课程案例库建设,并将其推广应用于教学实践,拓宽了学员的视野,激发了学员的求知欲,培养了学员理论联系实际的能力和意识,有效解决了学员为何学和学何用的疑虑与困惑[7]。例如,在航空发动机点火系统与电路的暂态分析知识点的结合以及某型飞机双发并联供电系统的电路分析与基尔霍夫定律知识点的结合上体现得尤为突出。

典型案例是已经发生的标志事件,属于过去时;训练中装备故障征兆众多,属于将来时。课题组着力将想定作业引入课程教学中,进行了想定作业库建设。通过强化学员对自编特色教材飞行学员《电工技术》相关理论(例如一阶动态电路分析等)深层次内容的合理质疑,挑选出相关的基于仿真实验的想定作业;通过网络、图书馆等渠道搜集相关相近的学科领域知识,挑选出具有研究价值的基于全数字及半物理仿真研究的想定作业;通过在研的科研项目,立足于装备未来可能发生的故障,重点提出相关的想定作业,例如:飞机在空中突然断电、断氧,应如何处置;飞机无法迅速启动和不能可靠升空,应如何处置;飞机掉高度,应如何处置等想定作业。由于造成上述故障的原因复杂多样,且无固定统一答案,促使学员发挥主观能动性,查询相关资料文献,自主对飞机系统的控制逻辑等进行思考、琢磨、消化、吸收,无形中引导学员对多学科、多领域、多交叉知识的学习和掌握,让学员切身体验发现问题、分析问题、解决问题的实践过程。学员完成想定作业涵盖的典型故障征兆的理论分析之后,教员再融入理实一体的教学理念,引导学员在理论分析的基础上,结合实做实操深入理解和牢固掌握相关理论知识。以电工技术理论知识的综合运用为基础,贯彻理论从实践中来,到实践中去的原则,通过常用电工仪器仪表的使用、硬件组装和制作,软件编程和调试等环节的锻炼,培养学员的装备实操能力和工程实践能力,锻造学员严谨求实的科学精神,提升学员理论知识与装备实操的融合能力,既有感性认识,又有理性分析,既是对理论知识的总结,又是对未来工作的衔接。通过想定作业所思问题的解决,所惑疑难的解释,培养学员逢山开路、遇水搭桥的奋斗精神,加深学员历尽千帆、苦尽甘来的学习体验。

课题组成员多年来一直从事航空电气等相关领域的教学研究与学术科研工作,在航空电源测试、电机理论与设计方面具备一定的经验和资源优势。以科研项目为依托,能够深入一线部队,掌握一手资料。将教学工作与科研学术研究有机结合,将长期科研学术攻关及装备维修保障中积累的好点子、新发现以案例教学、想定作业的形式呈现给学员,并做到实时更新,滚动发展。实施时应重点把握两个方面:一是运用想定作业务必掌握好火候,把握好时机,夯实好基础,通常是在讲授完相关知识点的基本原理、定义等基础知识之后开展;二是运用想定作业务必把握好难度,应难度适中,不偏不倚,难度过大会打击学员的学习积极性,影响后续工作的开展,难度过小则无法实现教学目标。

以基尔霍夫定律知识点的课程思政讲解为例。讲述知识时,可结合基尔霍夫拓扑约束映射,在传授知识的同时培养学生的探索精神,注重学生的作风养成。

遵循理论从实践中来,到实践中去的原则,讲述以实例引入,以应用结尾,围绕分析研究引入实例进行讲述。

以某型飞机双发并联供电系统的工程为实例,引入对基尔霍夫定律的讲解,激发学生的学习兴趣与学习热情,体会从工程实例到电路建模的过程。教员从提出电路分析需求过渡至基尔霍夫定律讲解。应用新知识解决引例中的工程实际问题,形成课堂闭环,使学生切身体验发现问题、分析问题、解决问题的实践过程。分析并归纳总结计算复杂电路的两类约束,即拓扑约束和元件约束。

1845年,年仅21岁的德国物理学家基尔霍夫公开发表了一篇论文,提出著名的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,有效地解决了电气设计中电路方面的难题,基尔霍夫定律是分析和计算复杂电路问题的重要工具与基本定律,因此他被称为“电路求解大师”。正所谓“榜样的力量是无穷的”,当时的基尔霍夫正是风华正茂的年纪,正值努力奋斗的青春!青春由磨砺而出彩,人生因奋斗而升华。课题组以此来激励学员,希望学员在追求真理、探索知识的路上肯吃苦、肯用功、肯钻研。

如果把一个电路比作一个集体,那么电流中的元件就相当于集体中的个人。在电路中,正因为元件有元件约束,有拓扑约束,电路才能实现相应的功能。同样,在集体中个人要守纪律,集体要有规矩,才能成为一个响当当的团队!

4 结束语

专业基础课程对学员专业知识体系的构建具有举足轻重的重要地位,同时也是培养新型军事人才专业素质,形成岗位任职能力的关键。在教育理念不断进步,教育信息化技术大力发展的背景下,进行教学模式改革,助推课程思政建设尤为迫切,针对目前飞行学员电工技术课程思政教学存在的问题,课题组切口小、挖掘深、内容具体、系统深入地提出以教学模式改革助推课程思政建设,并将两者有机结合,深度融合,相互促进,探究以改革教学模式助力课程思政建设,对提高课程思政教学效果,促进新时代课程思政建设常态化,提升院校人才培养质量等具有一定的现实意义和实践价值[8]。

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