以突出能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的工程基礎(chǔ)課程建設(shè)與實(shí)踐
——以《電工技術(shù)》課程為例

張大為，李建海，畢濤，葛寶川

（海軍航空大學(xué) 航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺(tái)）

《電工技術(shù)》課程是我校飛行學(xué)員人才培養(yǎng)方案中一門重要的工程基礎(chǔ)課程，是學(xué)員學(xué)習(xí)的第一門介于科學(xué)類與工程類之間的課程，在課程體系中具有承上啟下的橋梁紐帶作用，通過課程學(xué)習(xí)，不僅為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，還為崗位任職和終身學(xué)習(xí)提供能力素質(zhì)保證[1]。課程教學(xué)注重電工技術(shù)的基本概念、基本原理和基本分析方法的學(xué)習(xí)，使學(xué)員理解所學(xué)電氣設(shè)備中發(fā)生的電磁現(xiàn)象和規(guī)律；注重應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)員利用已學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的理解和掌握，提高學(xué)員的工程實(shí)踐能力。在教學(xué)過程中，始終遵循“以教員為主導(dǎo)、以學(xué)員為主體”的教育理念，充分體現(xiàn)知識(shí)、思想和方法的教學(xué)本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)課堂講授、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題、作業(yè)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的密切配合。提倡教學(xué)方式的多樣化，以啟發(fā)式教學(xué)和研討式教學(xué)貫穿教學(xué)過程的始終，并將與武器裝備結(jié)合的案例教學(xué)法、類比歸納教學(xué)法、實(shí)物演示等多樣化教學(xué)方法應(yīng)用于課程教學(xué)當(dāng)中，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，建立良好的教學(xué)氛圍。積極將人文教育滲入到教學(xué)過程中，體會(huì)電路的簡(jiǎn)潔之美、對(duì)偶之美、邏輯推理和電工應(yīng)用之美，以培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)的思維方式、激發(fā)學(xué)員濃厚的學(xué)習(xí)興趣[2]。實(shí)驗(yàn)課以動(dòng)手能力和應(yīng)用能力培養(yǎng)為主旨，將基本技能和能力的培養(yǎng)融于實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)過程中，提高學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題、探索問題和解決問題的能力。

一 高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容是進(jìn)行課程建設(shè)的重要基礎(chǔ)

（一） 以教材建設(shè)為主要抓手，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的頂層設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容來源于教材，教材建設(shè)應(yīng)充分考慮飛行學(xué)員教育本質(zhì)規(guī)律和受訓(xùn)學(xué)員的自身特點(diǎn)，突出能力培養(yǎng)。目前軍內(nèi)外現(xiàn)有的電工技術(shù)教材主要存在以下幾方面的問題：①軍內(nèi)外現(xiàn)有的電工技術(shù)教材通用性強(qiáng)，但缺乏專業(yè)針對(duì)性，無法有效針對(duì)飛行學(xué)員專業(yè)特點(diǎn)，而且一定程度上存在內(nèi)容體系與裝備結(jié)合不甚緊密的情況；②現(xiàn)有電工技術(shù)教材側(cè)重于一般工業(yè)所需基礎(chǔ)知識(shí)，與部隊(duì)專用裝備結(jié)合較少，無法較好體現(xiàn)電工技術(shù)理論與武器裝備知識(shí)的有機(jī)融合；③現(xiàn)有電工技術(shù)教材內(nèi)容體系注重理論知識(shí)講授，理論教學(xué)與實(shí)踐操作銜接相對(duì)脫節(jié)，融合不夠緊密，存在一定的時(shí)間差與空間變。

課程組編寫的飛行學(xué)員《電工技術(shù)》教材繼承通用電工技術(shù)教材理論體系，努力構(gòu)建應(yīng)用性與為戰(zhàn)性并舉，通用性與專業(yè)性共重的教材內(nèi)容新格局。以人才培養(yǎng)方案和課程計(jì)劃為綱領(lǐng)，以崗位任職需求及受訓(xùn)對(duì)象基本學(xué)情為依據(jù)，在保持基本知識(shí)要求的前提下，結(jié)合教材建設(shè)特色化和專業(yè)化的特點(diǎn)，按照“應(yīng)用性與為戰(zhàn)性相結(jié)合，通用性與專業(yè)性相統(tǒng)一”的原則優(yōu)化整合教材內(nèi)容，力求實(shí)現(xiàn)電工技術(shù)理論與武器裝備知識(shí)高度融合。突出能力培養(yǎng)，注意加強(qiáng)與科學(xué)文化課、專業(yè)背景課、首次任職培訓(xùn)課、軍事實(shí)裝的聯(lián)系，使本教材真正能夠成為一部適合飛行學(xué)員實(shí)用的、好用的、頂用的教材。教材在編寫過程中，結(jié)合飛行學(xué)員的專業(yè)特點(diǎn)，注重知識(shí)架構(gòu)的體系性、鑄魂性、為戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)度[3]。

按照知識(shí)本位向能力本位轉(zhuǎn)變的思路，基于理實(shí)一體化模式設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)，各章節(jié)以應(yīng)用實(shí)例引入，以拓展推廣結(jié)尾，力求體現(xiàn)“實(shí)例牽引，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，理實(shí)一體，教做交融”[4]。

以教材建設(shè)同步帶動(dòng)課程建設(shè)，合理選擇理論內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融通合一，教學(xué)場(chǎng)地直接安排在實(shí)驗(yàn)室，師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，抽象和感知交替出現(xiàn)。將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)理實(shí)合一，將知識(shí)學(xué)習(xí)和發(fā)展需求學(xué)做合一，將能力培養(yǎng)和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實(shí)一體化教學(xué)模式。

（二） 以代職調(diào)研為重要手段，拓展內(nèi)容更新的信息渠道

課程組成員具有赴部隊(duì)代職和參與部隊(duì)新裝備培訓(xùn)，赴部隊(duì)開展電工基礎(chǔ)理論和電氣控制方面技術(shù)基礎(chǔ)授課等服務(wù)部隊(duì)經(jīng)歷，曾多次到一線部隊(duì)調(diào)研，了解部隊(duì)崗位任職對(duì)學(xué)員電工綜合能力的需求。與地方院校同行進(jìn)行了廣泛深入的交流溝通，多次到地方職業(yè)院校進(jìn)行調(diào)研和學(xué)習(xí)，并就如何提高學(xué)員的電工綜合能力進(jìn)行了研討，為教材編寫、頂層設(shè)計(jì)及內(nèi)容篩選等工作奠定了重要的基礎(chǔ)。在人才培養(yǎng)方案和課程計(jì)劃編寫過程中，與后續(xù)基礎(chǔ)課程教研室和相關(guān)專業(yè)教研室的教員進(jìn)行探討，并與軍內(nèi)外相關(guān)科研院所及時(shí)溝通，確保高質(zhì)量完成。

二 高標(biāo)準(zhǔn)的課程實(shí)施是課程建設(shè)的重要保障

（一） 教學(xué)實(shí)施過程中提倡“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”

溫故知新，以老促新，該思想在《電工技術(shù)》課程的內(nèi)容安排與知識(shí)講解中多有體現(xiàn)。最為典型的教學(xué)實(shí)例有兩個(gè)，其一是講述一階線性電路的暫態(tài)分析時(shí)，三要素法將前述內(nèi)容與暫態(tài)分析以橋梁紐帶作用建立起來，一階線性電路的暫態(tài)過程是新知識(shí)，新內(nèi)容，三要素法中每一要素的求解實(shí)質(zhì)則是前面章節(jié)學(xué)過的內(nèi)容和方法，屬于老知識(shí)，老方法，因此，對(duì)于基本知識(shí)點(diǎn)、重要知識(shí)點(diǎn)務(wù)必要講實(shí)講精，以此切入，以點(diǎn)帶面逐步拓展輻射，概括來講就是“以點(diǎn)帶面，點(diǎn)面結(jié)合”，最終涵蓋全部教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

第二個(gè)教學(xué)實(shí)例是正弦交流電路的相量分析法。相量法是將直流電路內(nèi)容與正弦交流電路內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系起來的橋梁和紐帶。正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相比較于直流電路，雖然電路中電源有所變化，負(fù)載有所豐富，但是一旦找到了解決問題的鑰匙-相量法，所有問題迎刃而解，相量法一旦掌握，直流電路中學(xué)過的一些定律與方法比如基爾霍夫定律都可繼續(xù)應(yīng)用于正弦交流電路，只不過是直流量變化為正弦交流電路的相量。

類似的教學(xué)實(shí)例還有不少，要求學(xué)員自己會(huì)搭橋梁，建紐帶，找鑰匙。面對(duì)不同的問題，學(xué)習(xí)不同的內(nèi)容，自己要學(xué)會(huì)深入淺出，融會(huì)貫通，通過自己的總結(jié)和實(shí)踐，找出解決問題的方法，打開不同的困惑自己的鎖。

（二） 教學(xué)實(shí)施過程中提倡“主題主線”思想

電工技術(shù)課程包括“電路理論”和“電機(jī)與控制”兩大模塊。“電路理論”模塊以電路的基本概念、基本理論和基本方法的掌握為尺度，“電機(jī)與控制”模塊以電路的應(yīng)用為主。在電路理論基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)變壓器、控制電機(jī)等電氣設(shè)備的應(yīng)用，遵循由一般到特殊、由理論到實(shí)際的客觀認(rèn)知規(guī)律，有利于激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)員的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。“電路理論”模塊以電路等效的概念貫穿始終，在電路兩類約束即電路基本元件和基爾霍夫定律的基礎(chǔ)上，討論直流電路的一般分析方法和基本定律。在直流電路的基礎(chǔ)上講述動(dòng)態(tài)電路和正弦交流電路，在正弦交流電路的基礎(chǔ)上討論三相交流電路，由實(shí)數(shù)計(jì)算向相量計(jì)算（復(fù)數(shù)計(jì)算）過渡，由直線運(yùn)算向三角形運(yùn)算遞進(jìn)，由簡(jiǎn)入繁，由易到難，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，符合一般認(rèn)知規(guī)律。“電機(jī)與控制”模塊主要包括直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大內(nèi)容。直流電機(jī)部分從磁路入手，以直流電機(jī)的可逆性為基礎(chǔ)，介紹直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，從相同點(diǎn)入手找尋不同點(diǎn)，富有啟發(fā)性，符合由一般到特殊的認(rèn)知規(guī)律。交流電機(jī)部分建立在法拉第電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)上，變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的設(shè)備，在變壓器的基礎(chǔ)上介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用，符合由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律。“電機(jī)與控制”模塊中介紹電氣設(shè)備時(shí)，遵循結(jié)構(gòu)-工作原理-輸出特性-正確使用這一敘述主線，從感性認(rèn)知入手到理性認(rèn)識(shí)上升，目的是培養(yǎng)學(xué)員掌握常用電機(jī)、電器的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，培養(yǎng)學(xué)員的工程實(shí)踐能力。

（三） 教學(xué)實(shí)施過程中提倡“理實(shí)一體化”思想

教研室建有水平較為領(lǐng)先的電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，配備高性能的電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電工實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，滿足實(shí)驗(yàn)課程1人一組的需求，學(xué)員可以獨(dú)立完成電路連接和調(diào)試。自主研發(fā)了電機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)綜合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建有直流電機(jī)、交流電機(jī)、變壓器和控制電機(jī)4個(gè)實(shí)驗(yàn)分室，能完成8種電機(jī)的22個(gè)特性實(shí)驗(yàn)，可以自主連接線路，實(shí)時(shí)讀取、記錄和處理數(shù)據(jù)。《電工技術(shù)》課程的內(nèi)容架構(gòu)適合理論與實(shí)踐雙體系課程教學(xué)，以典型航空案例為切入點(diǎn)，科學(xué)選擇理論內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融會(huì)貫通，相互補(bǔ)充，相互借鑒，將教學(xué)場(chǎng)地直接安排在實(shí)驗(yàn)室，師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，學(xué)中做，做中學(xué)，理論和實(shí)踐交叉進(jìn)行，直觀和抽象交替出現(xiàn)，理中有實(shí)，實(shí)中有理，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率，豐富真實(shí)體驗(yàn)[5]。將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)理實(shí)合一，將知識(shí)學(xué)習(xí)和發(fā)展需求學(xué)做合一，將能力培養(yǎng)和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實(shí)一體化教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)員綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，緩解課程群統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與課程教學(xué)課時(shí)壓縮的矛盾。

（四） 教學(xué)實(shí)施過程中著力進(jìn)行案例庫建設(shè)

通過將日常訓(xùn)練中發(fā)生的典型案例加以歸納消化，整理成與教學(xué)實(shí)施密切相關(guān)的精典案例，打造構(gòu)建了課程案例庫，并將其應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，學(xué)員喜聞樂見，激發(fā)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際的能力和意識(shí)，有效解決了學(xué)員為何學(xué)和學(xué)何用的疑問與困惑[6]。

在打造構(gòu)建高水平教學(xué)案例庫的過程中強(qiáng)化了三個(gè)環(huán)節(jié)。一是案例選取上，忌生搬硬套，宜自然銜接，將部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)踐中發(fā)生的案例與內(nèi)容講述的重點(diǎn)、難點(diǎn)緊密結(jié)合，自然過渡，不顯突兀，例如，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)與電路的暫態(tài)分析知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合以及飛機(jī)操縱桿桿力傳感器與戴維寧定理知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合上體現(xiàn)得尤為突出[7]。二是在格式確定上，實(shí)現(xiàn)有規(guī)可依，有據(jù)可循，案例建設(shè)要素應(yīng)包含課堂設(shè)疑的問題，創(chuàng)設(shè)的虛假問題等，立足基礎(chǔ)，兼顧發(fā)展；指導(dǎo)教員根據(jù)授課對(duì)象層次及教學(xué)要求的不同選取相關(guān)情節(jié)進(jìn)行建設(shè)。三是來源獲取上，堅(jiān)持緊密跟蹤軍事裝備與學(xué)科前沿，及時(shí)吸納院校教學(xué)和部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練的成果，使所選案例保持先進(jìn)性、軍事性和實(shí)踐性。在案例教學(xué)具體實(shí)施和過程管控上，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)員的主體地位，增強(qiáng)學(xué)員的主動(dòng)意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)員敢想、敢問、敢做，培塑學(xué)員膽大心細(xì)、敢于提問的良好性格。歸納起來，就是營造兩種課堂情境，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)角色轉(zhuǎn)換，著力打造兩類問題。具體來說，營造學(xué)員與教員互動(dòng)平等的課堂場(chǎng)景，教員與學(xué)員學(xué)問平等的課堂場(chǎng)景；完成教員由原先課堂授課的主講轉(zhuǎn)為指揮，學(xué)員由原先課堂授課中的聽眾轉(zhuǎn)為主唱；打造具有不確定性和非唯一性的案例問題。在案例評(píng)價(jià)的收尾階段，始終遵循“以教員為主導(dǎo)、以學(xué)員為主體”的教育理念，師生平等交流，和諧互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)員質(zhì)疑提問的習(xí)慣和批評(píng)爭(zhēng)論的勇氣，對(duì)于需要學(xué)員后續(xù)進(jìn)一步思考、分析和驗(yàn)證才能解決的問題，留有余地和空間，督促學(xué)員通過自身努力獲得最終結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)員逢山開路、遇水搭橋的奮斗精神，提高學(xué)員歷盡千帆，苦盡甘來的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[8]。

三 結(jié)語

“提高質(zhì)量、辦出特色”是高等教育發(fā)展和改革的重點(diǎn)。課程組以飛行學(xué)員《電工技術(shù)》課程教學(xué)為切入點(diǎn)，以教材建設(shè)同步帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容改革，內(nèi)容體系有力支撐了《電工技術(shù)》課程的橋梁紐帶作用，讓課程教學(xué)沾上軍味，染上軍色，指導(dǎo)學(xué)員了解職業(yè)發(fā)展需求，制定職業(yè)發(fā)展目標(biāo)，飛行學(xué)員《電工技術(shù)》教材由北京航空航天大學(xué)出版社公開出版，并榮獲軍隊(duì)級(jí)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。課程實(shí)施過程中通過“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”“主題主線”思想、“理實(shí)一體化”思想、打造案例庫建設(shè)等一系列方法手段，構(gòu)建了多維拓展式綜合性立體化教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)員自主學(xué)習(xí)，師生交流互動(dòng)提供了廣闊空間，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化，在學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際的能力及運(yùn)用知識(shí)解決裝備突發(fā)事故的能力培養(yǎng)上效果顯著。通過評(píng)教評(píng)學(xué)、畢業(yè)學(xué)員回訪等信息渠道反饋，在校學(xué)員對(duì)該課程興趣濃厚，學(xué)習(xí)認(rèn)真，一致認(rèn)為為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)；畢業(yè)學(xué)員反映對(duì)該課程印象深刻，受益匪淺。