融入課程思政的《電機學》教學模式改革探討

陶太洋，田斐，肖東岳，楊旭

(南陽理工學院 智能制造學院, 河南 南陽)

一 引言

在電氣工程及其自動化專業開設的各門核心課程組成的課程體系中，《電機學》居重要地位， 不僅具有較多復雜的理論知識，而且又具有深厚的工程應用背景和實踐性，承載的知識搭建了一個供電路、高等數學、大學物理等基礎課程的綜合應用平臺。《電機學》也具有承上啟下的作用，由基礎課向電力拖動系統、電機控制等專業課過渡，對應于后續的電力系統分析、發電廠電氣裝置、電力拖動控制系統、電機設計等后續專業課程，以及今后從事電氣相關供配電、發輸變電方向的學生打下一定基礎。換言之，《電機學》課程為后續專業課程提供了專業基礎平臺。與此同時，《電機學》課程的學習也為學生從事電氣工程、電機應用等工作打下了理論基礎。此外，《電機學》課程還回溯性地影響前期課程的構建，并影響后續專業課程的布局。

學習好《電機學》課程利于學生對電氣工程專業知識的理解，也有利于今后學習其他專業課程和理解電氣專業整體課程體系。然而，《電機學》課程以枯燥晦澀乏味著稱。該課程學習的困難在于其具有的雙重特點[1]：首先，該課程為專業性質的，具有專業課的典型特點即服務于工程實踐同實際聯系緊密；再者，該課程也是一門基礎課，其中涉及的概念眾多、抽象思維性強、內容綜合性強[2]。隨著信息技術的發展，電氣工程專業設置中增加了部分新興課程，《電機學》等典型專業課的課時在一定程度上被壓縮，課時較少[3]。此外，部分教師未能及時更新教學理念并采用新的教學方法如翻轉課堂等，仍停留在傳統的說教式教學，不能激發學生求知的主觀能動性，使得學生面對浩繁如海的專業詞匯、抽象的空間關系和不接地氣的數學邏輯推導時，如霧里看花，掌握不到電機學的核心真諦。由此而導致的必然結果是學生覺得《電機學》課程難以引起學習興趣和樂趣，從而喪失主動學習求知的欲望，課程學習情況差強人意。電機學學習過程中呈現出的以上問題其原因不是單一的。其中，既有目前的教材內容不能吸引學習者如內部插圖以黑白為主、模糊不清，而內容表述重在以抽象邏輯關系為架構、以內容完善為主，晦澀難懂、缺乏實際應用案例、缺乏趣味性；也有教學方法因循守舊，重視內容的講授不重視學生學習收獲以及學習反饋；再有就是《電機學》的技術性強、在學習過程中往往忽略了電機學的專業課的性質，或是由于對后續課程熟悉程度不夠，卻沒有指出該理論在后續課程及今后專業工作中的作用，未能就工程中的具體應用實例進行引入分析，導致難以與學生日常生活發生實際聯系。在上述背景下，該課程教學質量會因授課教師的教研水平、講授技巧方法、對課程投入以及學生整體素質等因素會產生一定的波動，但總體的教學質量同該課程的專業地位匹配度不夠。因此，非常有必要對《電機學》課程在專業同實踐應用的聯系、教學方法的革新、教學手段的綜合應用等方面進行研究和改進。

此外，《電機學》不僅是一門單純的專業課，更是一門進行融入課程思想政治教學的優秀專業平臺。教育部2020年頒布《高等學校課程思政建設指導綱要》強調，培養什么人、怎么樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題[4]。高等教育培養的是社會主義建設者，中華民族偉大復興的實干者，重點在于立德樹人。作者所在學校在融入課程思政方面舉行了一系列活動，如開展課程思政月、立項百門思政教改項目等推進課程思政教育教學，踐行《綱要》中的“落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體、不可割裂”的指導思想[4-5]。作者所在教研室，結合“電機學講義”努力探索編寫適合應用型本科高校學生使用的教材，力爭教材基礎性、實踐性同趣味性并存，圖文并茂，以適應應用型本科高校的教學工作。另外，探索《電機學》新的講授模式，內容上有三個層次“學術”——掌握課程基本原理、實際應用等知識；“悟道”——樹立正確價值觀、學習觀，具備分析、解決問題的能力，從新中國的電氣發展史中增強民族自信心自豪感；“得道”——促進學生的全面發展，將知識、能力、思政三者合一形成“三位一體”教學新模式[6]，助力電氣專業教學目標和人才培養目標的實現。

二 《電機學》課程的教學現狀與問題

結合電氣專業教學的實際情況，《電機學》課程在下述幾個方面要著重關注并革新：

（一）缺乏實踐教學背景

電機是公眾眼中比較常見的電氣設備，如果把電機的工程實踐背景同教學相割裂，造成理論分析同實際工程運用結合不夠緊密，針對性不強，教學效果必將大打折扣。目前，市場上現有的《電機學》教材數量眾多，針對的受眾各有不同，內容各有側重。教材均是從理論角度出發，重點闡述電機的基本原理、相關分析方法，重基礎、強理論[2]，對電機的工程實踐應用缺乏相應的篇幅，使得學生對《電機學》的應用缺乏清楚的認知和定位，失去學習興趣。

（二）思想政治教育融入不足

教育的本質是育人，育人不僅是知識層面的“強身健體”更是精神層面的“價值塑造”。高等教育畢業生直接服務于“中國夢”建設的，所以高等教育必須明確培養什么人，不僅是專業層面更是價值觀層面；此外高等教育還應明確為誰培養人，高等教育育人是為實現“中國夢”培養專門人才，為“中國夢”增添助力的，所以立德樹人是我國高等教育的重中之重，是核心環節，必須牢牢把握。2019年中辦、國辦、2020年教育部均頒布一系列文件高屋建瓴地強調所有課程均要發揮思想政治功能，為國育人。《電機學》課程作為一門典型的工學學科同思想政治教育的融合不理想。究其原因，一方面是《電機學》作為典型的工科專業課以反映客觀規律為主，不同于文科類課程，實現課程思想政治教育難度較大；另一方面是部分任課教師存在育人觀念陳舊，認為將專業知識傳授好就達到目標，沒有深度發掘課程中蘊含的價值、倫理等內容。

（三）教學內容需要優化調整

《電機學》課程主要以理論性知識為主，內容高度抽象邏輯性強且體量較大。理論知識涉及電路、高等數學、工程電磁場等前期內容，學生理解起來難度較大。學生最直觀的感受是難度大、理解困難，喪失學習興趣和主動性。因此，在教學過程中需要適時加強基礎，有針對性地對基礎知識進行凝練、增加直觀認知，如電機的拆解、動畫視頻演示等內容，增強學習興趣。同時，基于本課程教學大綱確定合適內容通過多種形式演示、調動積極性引導學生主動參與式學習。

（四）教學手段需要改進

目前，《電機學》教學手段以PPT為主，輔之以板書的傳統教學手段。然而《電機學》眾多知識點理論性極強、過程高度抽象，部分學生數學、物理和電磁等基礎較薄弱，同時邏輯抽象和空間變換思維方面存在能力不足的現象，導致在實際學習過程很容易產生畏難情緒。在教學方法上多采用以教師為主的填鴨式講授[7]，學生被動接受學習氛圍低沉，無法激發學生學習的內在動力。因此教學方式中的教學方法和手段需要革新改進，增強學生學習的主動性、自信心。

（五）實踐教學環節需要提升

電氣工程及其自動化專業偏重工程應用，應用型人才的培養是首要目標。理論教學達到一定水平后，需要針對性地開展實踐教學，使學生在實踐中加強對核心基礎理論知識的理解，將“知”和“行”合一。然而目前《電機學》實踐教學環節課時較短，目前《電機學》教學學時為64學時，其中只有6學時的實踐教學，電機是常見的生產生活工具，但實踐課時較少容易造成理論和實踐相脫節。此外由于實驗設施的不完備也導致實踐環節內容單一且簡單，多是對理論知識的驗證，缺乏對思維能力和解決問題能力的實質性提高。

（六）教學評價方式需要改進

目前，《電機學》課程評價是根據平時成績+實驗成績+期末考核成績的形式進行評價。這種以成績分布進行教學評價的方法，評價模式單一，反饋內容有限，難以體現教學目標是否達成。傳統教學方法導致參與教學互動有限，平時成績難以反饋學生參與情況；實踐環節單一不能體現學生的創新能力；期末考核由于考試時間短，題量有限，難以直觀反映學生對知識的綜合掌握和實際運用情況。

針對上述《電機學》教學過程中的問題，本文將從教學背景、教學內容、教學方法、實踐提升和教學評價等方面探討《電機學》的教學改革措施，以達到提升教學效果的目的。

三 《電機學》課程教學改革思路

（一）強化教學背景

整合現有的《電機學》教材，在查閱大量文獻和資料的基礎上，根據培養目標和教學大綱，結合本地電機產業的行業特色，依據教材結合實際選擇合適的教學內容，促進學生對課程內容的理解和問題的分析、解決能力[7]。根據應用型本科高校學生的特點，教學目標，選擇講解的重要內容包括：磁路及其基本定理、變壓器、交流繞組、交流電機、直流電機，電機的啟動、調速與制動，控制電機以及各種電機在實際生產中的應用。同時鼓勵學生采用不同方法分析電機和研究新的電機用途和裝配工藝。鼓勵學生到實際生產一線參觀學習，了解實際教學背景。

（二）融入思想政治教育

《電機學》作為典型的工科課程，更是進行思政教育的優良平臺，其不僅承載知識傳授和能力培養，更肩負著價值塑造的重任。我國電氣行業目前取得了舉世矚目的輝煌成就，例如14億人全民通電、高壓特高壓技術等，均離不開電機的作用；新中國的電力發展史就是電機的發展史，本身就是黨帶領全國人民艱苦奮斗、自力更生實現中華民族偉大復興奮斗史的縮影，是絕好的思想政治教育素材。此外，《電機學》中部分原理、分析方法同社會主義核心價值觀相一致，可以深度發掘，將課程思想政治教育于無聲中融入《電機學》教學過程中，使同學們在享受知識大餐的同時補充精神營養。可通過以下方面著手強化：

一方面，任課教師要轉變觀念，加強自身德育觀念和能力的提升，樹立不僅要把科學知識傳授好更要把正確的價值觀傳授給學生，在教學過程中發掘課程本身同中國特色社會主義理論與實踐、中華優秀傳統文化等結合起來，如變壓器并聯運行要求相同的負載率可以通過社會主義核心價值觀的“公平”聯系起來，發掘德育元素和價值資源融入教學中，將“課程思政”貫穿教學過程，做到潤物無聲[8]。

另一方面，就電機學本身設計的專業定位、行業需求開展思想政治教育。《電機學》課程不是專業的思想政治教育課，需要從國家戰略和行業特點的本身出發，考慮電機學如何為中華民族偉大復興服務，在科學知識教育過程中揉入職業道德教育進而融入社會道德倫理，穿插工程領域優秀人物故事等，從而達到課程思政的教育目的，潤物細無聲，引起學生共鳴，實現德育目的。

（三）豐富教學行為

電機學需要以大量前期課程為理論，例如電路、高等數學、工程電磁場等，大多數概念抽象，理解難度較大。因此在教學過程中應當力求精簡，利用啟發式教學講清楚基本概念、基本原理和分析思路，集合具體案例展開互動式討論，在討論中明確電機分析的重難點，問題的處理過程，培養辯證分析能力。

（四）采用智慧教學手段

時代在快速發展，技術也在飛速進步，因而課堂教學手段也需要跟隨時代的步伐。授課過程中不能僅依靠多媒體的PPT，需要經三維動畫、短視頻等形式融入到實際教學過程中，實現真正多媒體教學。此外諸如“超星學習通”等網絡平臺提供了多種智慧教學方案，在教學過程中可以通過智慧平臺調動學生主動性，課程參與度[7]。在教學過程中，可以將需要預習的內容通過平臺推送給學生，隨時關注預習進度；隨時隨地設置課堂討論、互動、小測驗等，參與度還可以作為平時成績評定的重要參考；課后設置調查問卷接受學生的反饋，極大改善學習效果。

（五）加強實踐教學

應用型本科高校的特點之一是應用，而實踐中至關重要的一個環節。電機學的理論較強難于理解，在激發學生主動學習方面存在短板。實踐教學對于增進學生學習積極性，培養學習興趣起到極大促進作用。通過學生調查問卷分析，結合我校目前實際實驗條件，在電機學實踐教學環節在原有驗證性實驗基礎上增加3個實驗。第一個為動手認知實驗，主要任務是在電機拆裝實驗，幫助學生理解電機結構及繞組直觀感知。第二個實驗為2.2kW大功率電機拖動控制，幫助學生理解實際生產生活中電機的實際用途，加強同實際生產的聯系。第三個實驗為Matlab仿真實驗，運用Matlab編寫電機模型，對電機啟動、調速、控制進行仿真，加強對電機控制方法的掌握。通過實踐操作和虛擬仿真相結合，引起學生興趣和參與課程學習的積極性，從而增加學習收獲。

（六）改革教學評價

目前電機學教學效果評價方式基于實驗、作業、課堂表現、考卷的比例評定。考慮工程認證需求，按照教學目標要求，結合學習通等智慧平臺，將一次性評價轉變為多次、多種模式帶反饋的過程性評價，重視學習產出，尤其重視教學過程中評價方案的合理性與經濟性，實驗過程團隊合作的參與度或管理能力、創新性，鼓勵學生以多種形式呈現學習成果，如短視頻、博文、發表論文、專利等。以學生的學習獲得為導向，重視反饋和后續改進的方法也是工程教育認證理念的重要組成部分[9]。

四 結語

《電機學》課程本身的特點決定了該課程的改革必須在融入課程思政教育的工程實踐背景下進行。同時，革新教學方法和手段、豐富課程內容的呈現形式，發掘專業課教學中思想政治教育元素，融合傳統教學和新興技術，訓練學生的基礎科學素養、創新意識，塑造正確的價值觀，以德育人，使課程具有創新性、德育性，培養新時期為中華民族偉大復興服務的優秀人才。本課程結合學校針對工程教育認證開展了一些實際工作，如從教學背景、課程思政、教學行為、教學手段、教學評價等幾個方面進行改革。作者在《電機學》教學過程中積極實踐教學改革，反饋得到教學效果良好，但是在虛實結合實驗平臺、智能化電網中電機應用、大功率電機控制與補償工程案例教學再設計等方面還需要進一步研究和完善。