電機與拖動基礎課程融入思政元素的設計與探索*

于家斌 趙峙堯 孫曉榮 劉翠玲 許繼平

北京工商大學人工智能學院 北京 100048

0 引言

我國高等學校教育是整個國家教育體系的重要組成部分，肩負著培養新時代創新型人才的重要使命，其核心目標就是要實現立德樹人，而思政教育是實現上述目標的重要途徑。因此高校工科類的專業課程要依據自身特點來開展相應的思政教育[1]。

電機與拖動基礎是電氣類、自動化類等工科專業的專業基礎課，在專業培養過程中起著承上啟下的作用。該課程涉及電磁學、力學、熱學等多學科知識，部分概念籠統抽象、理論性強，教學難度較高[2]。因此，針對電機與拖動基礎這門課程，研究如何將傳道、授業、解惑有機結合，增強學生的學習興趣和學好的信心，同時將課程思政與教學內容實現有機結合，具有十分重要的意義。

本文首先提出了本課程的思政教學目標，以此為引領，針對各部分的教學內容，將思政元素有機地融入各個知識模塊中，實現了思政教育與專業知識傳授于一體，并給出課程思政的教學手段。

1 課程思政的教學目標

電機與拖動基礎的課程思政是在課程教學過程加入思政教育元素。如圖1 所示，電機與拖動基礎課程教學內容主要分為六大部分，包括電機概述、直流電機及電力拖動、變壓器、異步電機及電力拖動、同步電機和特種電機。課程教師通過在上述教學內容中加入思政元素，讓學生在學習電機與拖動專業知識的同時，潛移默化地培養學生的愛國精神、社會責任、職業素養、工匠精神、節能環保和辯證唯物主義觀，在實現立德樹人教學目標的同時，提高教師的教學成就感[3-4]。具體的課程思政目標如下：

1）培養學生愛國精神，增強節能意識；

2）培養學生刻苦攻關、潛心科研的科學品質；

3）培養學生對行業的法律意識和服務意識，增強未來從事行業的認同感；

4）培養學生辯證唯物主義哲學觀念；

5）培養學生敢為人先、勇于探索的創新精神；

6）培養學生工匠精神、敬業之情，堅定實干興邦理念。

2 深入挖掘課程中的思政元素

該課程教研組教師通過深入探討社會主義核心價值觀，同時也調研了其他課程進行課程思政的方法，從知識點的不同層面進行充分發掘，使電機與拖動基礎課程每個知識模塊中都蘊藏著思政元素。

2.1 電機概述部分

通過使學生了解電機在社會經濟和日常生活中的巨大作用以及目前國內外電機的發展現狀，講授我國電機從無到有、從弱到強的艱辛發展歷程，了解新時代我國電機產業的發展成就，使學生樹立科技報國的信念，從而培養學生的家國情懷，增強其學習興趣。同時講授在雙碳大背景下未來電機行業的發展趨勢，包括推廣節能的電機產品、加速現有電機系統的技術改造、優化電機能效的評價標準，實現電機行業的綠色發展，從而培養學生的節能環保意識。

2.2 直流電機及電力拖動部分

講授“華龍一號”三代核電機組投入商業運行的有關報道，向學生強調機組的所有核心設備均已實現國產化，具有完整自主知識產權，這是中國核電人多年刻苦攻關的結果。“華龍一號”研發團隊不論從總體方案設計還是實驗相關論證等方面，都堅持自主創新，實現了商用核電關鍵技術和知識產權的自主掌握，提高了中國核電的核心競爭力，有效助力中國核電走向海外，實現中國制造的突破。通過這些內容，培養學生刻苦攻關、潛心科研的科學品質。

2.3 變壓器部分

因為北京工商大學電氣專業學生大部分畢業后會去國家電網等電力企業工作，在課程思政教育過程中也會引入相關內容用以增強學生對未來從事行業的認同感。在與變壓器相關的內容中，通過講授新中國成立70 多年來我國特高壓輸電從跟跑到領跑的跨越。中國特高壓輸電技術經過70 多年的發展，已經實現了重大突破，在全球電力行業領域逐漸占據一席之地，被國外同行積極認可。同時，通過在課堂上帶領學生學習《中華人民共和國電力法》，培養學生的職業責任，使學生了解到未來從事的電力行業的服務宗旨，從而增強學生的行業法律意識和服務意識。

2.4 異步電機及電力拖動部分

在此部分教學內容的學習過程中，可以將辯證法思想穿插在教學活動中，培養學生利用辯證唯物主義方法論解決實際科學問題的能力，同時也潛移默化地向學生傳遞了辯證唯物主義的馬克思主義哲學觀念，達到了思政教育的目的。例如針對異步電機“T 型”等效電路的內容，通過與變壓器“T 型”等效電路部分內容進行對照，找到兩者之間勵磁回路的相同點，即事物的普遍性。同時通過分析異步電機轉子側的輸出功率，與變壓器的二次側輸出功率進行對照，找到各自的不同點，即事物的特殊性，從而使學生在掌握異步電機和變壓器相同點和不同點的同時，也認識到唯物辯證法中普遍性和特殊性的關系。在講授異步電機“T-s”曲線的內容時，通過對異步電機電動、制動、回饋運行狀態以及其過渡過程內容的分析，引出了辯證唯物主義中量變與質變兩個概念。例如，在電車下坡時，由于勢能轉化為動能，異步電機轉速逐漸上升，這是一個“量變”的階段。當電機轉速大于同步轉速，將由電動狀態變為回饋制動狀態，這就發生了“質變”。由此培養學生對立統一與和諧對稱的觀念，掌握辯證唯物主義哲學觀。

2.5 同步電機部分

此部分在講授時，通過我國時速600 公里高速磁浮試驗樣車成功試跑的新聞來引入課程思政的內容。高速磁懸浮列車其驅動電機大部分為永磁同步電動機。2020 年中車青島四方有限公司研發的高速磁浮樣車成功試跑，標志著我國高速磁浮研發取得了重要突破。這一列車如果推入市場，有利于構建對外高鐵經濟，讓更多的中國科技走向國際市場。同時通過與前面講授的異步電機的原理和結構的對比可以發現，不論是在功率密度、效率、環境適應能力等方面，永磁同步電機相比于異步電機都具有優勢，因此比較適合作為高速磁懸浮列車的牽引電機。通過上述內容，使學生加強對永磁同步電機結構和原理的理解，激發學生的求知欲，培養學生敢為人先的創新精神。

2.6 特種電機部分

在講到特種電機部分的時候，可以舉例中國工程院馬偉明院士團隊研發艦船綜合電力系統的相關事跡。馬偉明院士帶領團隊刻苦攻關，驗證了完全國產化的十二相整流發電機，不但實現了對進口產品的替代，同時解決了國外產品存在的固有震蕩問題，徹底解決了制約我國軍用艦船多年發展的動力瓶頸，使得我國在艦船發電和供電領域實現了從跟跑到領跑的跨越。取得如此巨大的成就，除了馬院士級團隊成員對國家的忠誠和摯愛，也有著“一年365 天，天天在搞科研，1 年頂別人3 年”的敬業精神。通過介紹，鼓勵學生從這些國寶級科學家身上汲取精神的力量，學習他們持之以恒、刻苦鉆研、大膽創新、追求卓越的工作態度和頑強拼搏的精神。培養學生工匠精神、敬業之情，堅定實干興邦的理念。

3 豐富課程思政的教學手段

針對線下教學模式，積極采用各種多媒體手段豐富傳統的課堂講授和實驗課程，尤其是課程思政的部分，可以通過播放視頻紀錄片的形式進行展示，同時開設討論環節，增加教師與學生的互動性；針對線上教學模式，不斷豐富網絡教學資源，除了利用雨課堂、騰訊會議、騰訊課堂等現有網絡平臺，也錄制了電機課程慕課短視頻并將其發布在短視頻平臺上，將各個知識點打散，使學生能夠在課前和課后都能進行學習，同時也將課程思政的內容也整合到慕課中，建設本門課程專屬的在線開放課程平臺。

3.1 線下教學模式

對于線下教學，課程思政的部分可以通過播放視頻紀錄片的形式進行展示，同時開設討論環節，增加教師與學生的互動性；開展專題講座，介紹當前電機與拖動領域國內外最新的應用成果和發展前沿，以此聯系我國制造業的發展現狀和成績，增強學生科技報國的意識，也可以使學生開闊眼界，增長見識。

3.2 線上教學模式

隨著互聯網技術的迅猛發展，尤其在新冠疫情的沖擊下，電機與拖動基礎課程實現線上教學模式勢在必行。在線下模式教學過程中，對于成績中下游學生，當堂不能將教師所講授知識全部消化理解；對于少量成績較好的學生，雖然課堂效率高，但也希望有一個平臺可以進行課前預習和課后鞏固。因此，除了利用雨課堂、騰訊會議、騰訊課堂等現有網絡平臺，通過將知識點碎片化錄制慕課短視頻，并發布在當代大學生喜愛的抖音、快手等短視頻平臺，每個短視頻時間長度在5 ～15 分鐘。通過短視頻平臺，學生可以隨時隨地反復觀看和學習，有利于強化學生對相關知識點的復習和掌握，也可以讓學生提前預習，有利于強化課堂學習的效果，對線下教學也是很好的補充。同時，將課程思政的內容也整合到慕課短視頻中，學生不但學習了專業知識點，而且潛移默化地受到課程思政的影響。在此基礎上，與目前流行的電機在線虛擬仿真實驗平臺等平臺進行結合，實現理論課堂和實驗課堂的線上化，共同建設課程專屬的在線開放課程平臺。

4 結束語

本文研討思政元素融入電機與拖動基礎課程教學中的內容和方法。確立課程思政的教學目標，以此為引領，針對本課程的各部分教學內容，將思政元素有機地融入各個知識模塊中，實現思政教育與專業知識傳授于一體，并豐富課程思政的教學手段。相信隨著課程思政建設工作的逐步推進，電機與拖動基礎課程思政立德樹人的效果會更加明顯。