“電力電子技術”課程思政的思考與實踐

沈霞 蔣林 劉世強

［摘 要］ 針對傳統“電力電子技術”課程只重視知識傳授，缺乏全方位、有目標的價值觀引領等問題，以立德樹人為中心，通過加強教師學習和常態化交流互動，建立思想政治理論課程組，通過專業內部教師縱向互動以及專業教師與思想政治理論課教師橫向互動的模式進行課程建設。建設了課程網站，采用學習通等信息化教學手段，在教學中以教師為主導、學生為主體，通過課堂內外互補、線上資源和線下課堂互補、專業知識和價值引領相結合的方式實現全員、全程、全方位育人。

［關鍵詞］ 價值引領；信息化教學；電力電子技術；全方位育人

［基金項目］ 2020年度西南石油大學課程思政示范課程建設項目“‘電力電子技術西南石油大學校級‘課程思政示范課程”（X2020KCSZ018）；2022年度四川省產教融合示范項目“四川省光伏產業產教融合綜合示范基地”課程建設項目“‘電力電子技術校級一流課程建設”（川財教〔2022〕106號2023GFCJRH118）；2021年度西南石油大學校級課程思政示范團隊項目“電氣工程專業課程群‘課程思政示范教學團隊”（X2021KCSZSFTD06）；2018年度四川省普通高校應用型本科示范課程建設項目“‘電力電子技術四川省普通高校應用型本科示范課程”；2021年度西南石油大學課程思政示范課程建設項目“基于混合式教學的‘電工電子技術‘課程思政建設與實踐”（X2021JGYB049）

［作者簡介］ 沈霞（1981—），女，四川彭州人，博士，西南石油大學電氣信息學院副教授，主要從事電力電子變換器研究；蔣林（1974—），男，四川南充人，博士，西南石油大學電氣信息學院副教授，主要從事電力電子與電機傳動研究；劉世強（1987—），男，四川安岳人，學士，通威太陽能（成都）有限公司高級工程師，主要從事光伏工藝及設備研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2024）01-0096-04 ［收稿日期］ 2023-02-17

電力電子技術是研究電能變換的技術，近年來，電力電子技術成為國家實現“雙碳”目標的重要支撐［1］，同時在能源供給中發揮著越來越重要的作用。但是，在電氣工程相關學科人才培養中仍存在只重視知識傳授，忽視對學生價值觀培養的問題，導致出現學生責任心和擔當意識不強、安于現狀缺乏奮斗、工匠精神缺乏等問題［1］。“電力電子技術”作為工程技術類課程，其傳統的教學目的是以知識傳授為主，對思想政治育人涉及較少，全方位、有目標的思想政治教育就更為缺乏，以至于出現思政課和專業課教學協同不足的問題［2-3］。同時，教師需要不斷探索如何更好地將思政元素融入工程技術學科的專業課教學中，以發揮專業課立德樹人的作用［4-6］。基于以上問題，在現有研究的基礎上，結合學校人才培養目標和“電力電子技術”課程實際，進行了課程思政的研究和探索。

一、“電力電子技術”課程思政的建設思路

為了培養優秀的社會主義建設者和接班人，專業課需要盡可能發揮思想引領的作用，這對專業課教師提出了更高的要求。對于工科的專業課教師而言，專門的思政教育并不是自己本身的專業領域，因此進行思政教育，需要進行跨學科的交流合作。實際上，在以前的教學實踐中，部分教師由于考慮到學生今后的職業發展，更注重對學生專業能力的培養，忽視了對學生全方位的塑造。還有部分教師在傳統教學實踐活動中會滲透對學生的思想教育，即教書育人的育人部分，但這種育人教育是樸素的、自發的、無意識的，大多沒有經過認真提煉和精心規劃，需要達到的教學目標也不明確和清晰。新時代的教師不僅要做好知識的傳遞者，做好受業、解惑的工作，更要做好學生正確價值觀的引導者，以自身的態度、行為影響學生，做好“傳道”工作。

（一）基于全局思想進行課程建設

學生能力的養成及價值觀的塑造是一個系統的工程，需要用全局的思想進行課程建設。考慮到各專業課中思政元素分布不均勻、不同專業課不同的性質也會導致其價值培養目標各有側重等問題，各門專業課需要與思政課協同育人。在課程學時不變的情況下，既要實現“電力電子技術”課程教學內容的連貫性和完整性，實現專業知識和專業能力的培養，又要融入思政元素，通過教師言傳身教，實現學生的價值引領和塑造。這不僅需要教師認真梳理本課程的思政元素，還需要和其他專業課教師共同分析電氣工程系列專業課的培養目標，尤其是培養目標中的素質目標和價值目標，挖掘電氣工程相關專業課程中的思政元素。因此，我校電氣工程專業成立了思政課程組，涵蓋如“電工電子”“信號與系統”“數字電路”“電力電子電路”等多門專業課，建立了專業思政案例庫，同時，邀請了行業專家授課。專業基礎課側重于科學精神、家國情懷等的構建，實踐類課程側重于工匠精神、創新精神的培養。最終，所有課程一起系統地完成專業人才的培養。

（二）加強教師學習和常態化交流互動

部分教師雖然有一定的思想政治意識，但思政元素融入課堂較為生硬，即用拼湊的方式將專業知識加上思政內容，難以實現師生的情感共鳴，以及更為深入的思政目標。因此在課程建設時，可以發揮教師集體的力量，課程思政和思政課程之間形成協同效應需要專業課教師和思政課教師凝心聚力，共同參與，專業課教師對課程的知識點有較深入的理解，思政課教師對思政元素的挖掘和理解更為深入和透徹，教師集體備課，共同商討課程思政內容，這是實現優勢互補的有力舉措。實踐思路如圖1所示。通過常態化的互動交流，“電力電子技術”課程的教師能夠更好地挖掘課程內容中蘊含的思政元素，在開展教學活動時，可以基于“電力電子技術”課程特點，針對課程設置的各維度的思政目標開展針對性的教學實踐活動。

二、基于信息化的課程思政實踐

針對以上總體課程改革思路，基于信息化技術，“電力電子技術”課程思政實踐分為以下幾個方面。

（一）重新確立育人目標

傳統“電力電子技術”課程的教學目標主要是獲取知識。在課程思政和一流課程建設背景下，教學不僅要重視知識的獲取，更要重視學生能力的培養和素質的養成。學生的能力和素質培養是多維度的，除了培養專業能力和素質外，培根鑄魂，進行正確的價值觀引領同樣重要，基于以上要求，重新確立了課程培養目標。首先結合專業認證要求，考慮學校定位制定了專業學生畢業五年后需要達到的培養目標，依據培養目標制定畢業要求，而課程是實現畢業要求的基礎，因此“電力電子技術”課程目標分成了知識、能力、素養三方面，如圖2所示。

其中，知識目標是最基礎的教學目標。要求學生通過課程學習，能夠掌握器件的特性；能根據不同的工作狀態，正確使用器件。同時，要求學生掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能［7］；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標。能力目標主要體現在學生能夠運用電力電子技術的基本理論將復雜的電氣工程問題進行有效分解，并提出有效的解決方案。素養目標要求教師在教學中，堅持知識傳授與價值引領相結合。通過課程學習，學生能夠掌握專業知識，并能運用專業知識解決具體的工程問題，同時提高思想道德水平，樹立正確的價值觀，具有家國情懷、科學精神和正確的工程倫理價值。

（二）基于信息化的線上線下、課堂內外相結合的教學

為了實現課程的三層目標，“電力電子技術”課程采用基于信息化的線上線下、課堂內外相結合的教學模式，以及知識講授和案例剖析相結合的教學方式，根據課程培養目標，利用信息化學習平臺，建設課程網站，構建線上線下混合式的資源庫。線上資源包括微課視頻、教學課件、工程案例、在線測驗等資源。專業課教師作為知識的傳遞者和能力的培養者，是影響課程教學效果的關鍵，因此教師的價值觀至關重要，要以身作則，把堅定的理想和信念傳遞下去。課程思政要做到“如鹽化水”，把專業知識和社會主義核心價值觀有機融合，相互促進、協調發展，做到潤物無聲，讓學生愿意聽，樂于接受。

例如在講到整流電路的時候，可以通過學習通發布問題：一個軋鋼廠初期使用單相半波不可控整流電路給電機供電，電機振動較大，且不可調速，軋鋼廠期望對整流電源進行改造。讓學生進行需求分析，并把自己分析問題后得到的解決方案通過學習通線上提交，教師和學生共同分析和比較學生提出的不同方案，引導學生思索各方案的優點、缺點和合理性，引出本次課程的三相可控整流電路。在課堂教學中，注意引導學生在理解所學知識的基礎上推導新知識，逐步培養學生抽象工程問題的能力。通過教師引導，進一步培養學生分析問題的能力，以及通過討論或者課后查閱資料等方法，自己努力解決問題的能力。同時融入工程倫理的相關問題，三相可控整流電路中含有較大的諧波，可以讓學生通過課后查找資料，分析諧波對公用電網及環境的影響，引導學生思考人與自然的關系，以及在以后工作中，作為工程師應該有怎樣的責任和擔當。通過教師主導、學生積極參與的方式，實現對課程目標的達成。

（三）基于信息化的教學方法改革

1.案例式的思想政治教學。例如，在進行整流和逆變電路學習時，專業知識和價值引領相融合的教學思路如圖3所示。

通過中國歷史上的四大發明，引入新四大發明之一的高鐵。高鐵所需電能要先從接觸網取電，通過電力電子技術，將交流電轉換為直流電，再將直流電重新逆變為可以控制的交流電，變流器驅動電機轉動從而為高鐵前進提供動能，因此變流器被稱為高鐵的“心臟”，這個“心臟”由若干IGBT模塊構成。作為新一代半導體器件，IGBT是自動控制和功率變換的關鍵核心部件，被廣泛應用在軌道交通裝備行業、電力系統、工業變頻、風電、太陽能、電動汽車和家電產業中。此前，國內高端IGBT芯片基本依賴進口。中國中車永濟電機公司自主研制出當時我國最高電壓等級的高鐵中國芯——6 500 V/200 A IGBT模塊。該模塊的誕生，標志著我國擁有了完全自主知識產權的世界最高電壓等級的IGBT模塊設計和制造技術，推動了我國高鐵和大功率機車核心技術的完全自主，中國高鐵擁有了真正的中國芯。通過高鐵這一案例，引出電力電子技術中的整流和逆變兩種電路，從知識上和課程緊密結合，培養學生對電力電子技術的興趣，通過變流器核心IGBT芯片先前被“卡脖子”，但在國人不懈努力下最終成功破冰的案例，感悟科研人員艱苦奮斗、自強不息的精神，激勵學生努力學習知識，培養其創新精神。高鐵建設是一個系統性的工程，一列標準動車的組裝中，需要1.4萬名工人安裝7 100多種，共55萬多個零部件，他們在安裝工作中協調配合，能夠實現零差錯，這是對工作高度負責的工匠精神的體現。通過新四大發明之一高鐵的案例，引出電力電子技術的專業知識，并挖掘其中蘊含的思政元素，達到春風化雨、潤物無聲的效果。

2.引導式和小組討論式教學。在教學過程中，可以采用教師引導和學生分組討論的教學方式。例如學習整流電路時，課前教師發布預習指引，上傳相關視頻、文獻等學習指導資料，引導學生注重電路結構的演化過程分析。課中，從最基本的單相半波可控整流電路開始，分析其工作原理，說明該電路雖然簡單，但諧波較大，且電流單向流過變壓器二次側，存在直流磁化現象，引導學生分析解決這些問題的方法，同時學生和小組成員一起分析是否有其他電路結構可以解決諧波的問題。在教師的引導下通過電路組合，可以得到三相半波可控整流電路，在對三相半波可控整流電路進行分析后發現，電路輸出功率有所提高，諧波雖然有所改善，但仍不夠理想，且直流磁化現象依然存在。課后，小組可以繼續討論是否還有別的解決辦法可以更好地減小諧波和直流磁化現象，再引出三相橋式全控整流電路。在引導式、小組討論式教學中，學生作為一個團隊解決問題，且每名學生在團隊中扮演著不同的角色，增強了學生的團隊精神和協作意識。

3.思想政治教育效果的評價。在新時代背景下，課程思政存在效果評價難的問題，但思政評價在課程思政實施的優化中發揮著重要作用。教師要認識到專業教育的知識能力培養和課程思政的價值引領是一個相輔相成的過程，課程思政實施具有維度多、范圍廣的特點，要尊重學生內在認知、情感的變換規律，注重課程思政的過程性評價。例如通過小組協作等方式，加強學生責任擔當意識的培養，在電力電子系統設計仿真作業中，通過對控制參數的不斷優化，使輸出電流、電壓、諧波等參數的指標得到不斷提高，通過觀察和檢驗指標的優化程度，評價學生精益求精的精神。同時形成多評價主體，即學生自己對自己進行評價、學生之間相互評價和教師對學生進行評價，通過這些綜合評價模式，進行有效評價。

結語

針對“電力電子技術”課程重知識傳授、輕價值觀培養的問題，通過加強教師學習和常態化交流互動，重新確立課程目標，基于信息化的教學手段，采用案例式、引導式、討論式的教學方法，提升了教學質量和教學效果。

（課題組成員：李澗松、方瑋、邱存勇、趙萬明、許海英）

參考文獻

［1］肖華鋒，程明，花為，等.電力電子類課程思政建設路徑探討與實踐［J］.中國電機工程學報，2022，42（10）：7.

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［4］于海霞，許少娟，付宜帆.課程思政視域下電類基礎課程教學改革與實踐［J］.工業和信息化教育，2022（8）：64-67.

［5］張靜，唐欣.“大思政”格局下高校電類基礎課思政教學的探索與實踐［J］.大學教育，2020（11）：144-146.

［6］孫麗玲，董淑惠.基于“互聯網+課程思政”的電力電子技術教學改革探究［J］.高教學刊，2022，8（13）：137-140

［7］郭勝輝，朱樹先，胡朝燕，等.“電力電子技術”課程思政教學改革研究［J］.電氣電子教學學報，2022，44（3）：88-91.

Thinking and Practice of Curriculum Ideology and Politics for Power Electronic Technology

SHEN Xia1， JIANG Lin1， LIU Shi-qiang2

（1. School of Electrical Engineering and Information， Southwest Petroleum University， Chengdu， Sichuan 610500， China; 2. Tongwei Solar Energy（Chengdu）Co.， Ltd， Chengdu，

Sichuan 610299， China）

Abstract： The traditional power electronics technology curriculum has some problems， such as only paying attention to knowledge teaching， and lacking comprehensive and targeted value guidance. In the teaching practice of this course， the course construction is based on the overall idea by strengthening the teachers learning and normalized communication and interaction，building curriculum group， and interaction between professional teachers and ideology and political teachers. Based on the information-based teaching method， we can achieve all-round education through the combination of online and offline， professional knowledge and value guidance.

Key words： value guidance; all-round education; combination of online and offline; power electronics