工程教育認(rèn)證理念下電力電子技術(shù)課程思政教學(xué)改革研究

雷美珍 任佳 潘海鵬 張益波 吳平

摘? 要：在浙江理工大學(xué)電力電子技術(shù)課程學(xué)情基礎(chǔ)上，引入工程教育認(rèn)證理念，提出電力電子技術(shù)課程思政教學(xué)改革思路和方法。首先制定融合工程教育認(rèn)證理念和課程思政的教學(xué)新目標(biāo)，其次根據(jù)思政教育新目標(biāo)對電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，接著提出電力電子技術(shù)課程思政教育的教學(xué)新方法，最后引入多元考評手段，形成有效的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。通過電力電子技術(shù)課程思政教育教學(xué)改革，力求達(dá)到思想教育潤物無聲的效果。

關(guān)鍵詞：課程思政；電力電子技術(shù)；工程教育認(rèn)證；教學(xué)改革；持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）15-0151-04

Abstract： Based on the analysis of the learning situation of the course of Power Electronics Technology in our school， the concept of engineering education certification is introduced， and the ideas and methods of ideological and political education reform in the course of Power Electronics Technology are proposed. Firstly， a new teaching goal that integrates the concept of engineering education certification and ideological and political education is formulated. Secondly， the teaching content of Power Electronics Technology is reformed according to the new goal of ideological and political education. Then， a new teaching method of ideological and political education in the course of Power Electronics Technology is proposed. Finally， multiple evaluation methods are introduced to form an effective continuous improvement mechanism. Through the ideological and political education reform of the course of Power Electronics Technology， we strive to achieve the effect of ideological education that is imperceptible.

Keywords： curriculum ideology; Power Electronics Technology; engineering education certification; teaching reform; continuous improvement

在全國教育大會上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持立德 樹人，加強(qiáng)學(xué)校思想政治工作，推進(jìn)教育改革”[1]，同時圍繞如何培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞挠杏萌瞬胚@一根本問題上提出要求并作出工作部署。如何培養(yǎng)人才，是教育的首要問題。要在增強(qiáng)綜合素質(zhì)上下功夫，促進(jìn)人的全面發(fā)展，把思政教育貫穿在整個教學(xué)過程中[2]。要想把思政教育真正融入高校人才培養(yǎng)的全過程，需對基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行深度改革[3]。通過第一課堂融入和第二課堂滲透的方式，不斷挖掘和提煉課程相關(guān)的思政元素，才能培養(yǎng)大批德才兼?zhèn)洹?dān)當(dāng)重任的社會主義建設(shè)者和接班人。將高校課程體系中的思政課程拓展到專業(yè)課程教學(xué)中，形成系統(tǒng)化的全新課程體系，力求達(dá)到思想教育潤物無聲的效果。

電力電子技術(shù)是一門理論與實(shí)踐并重的專業(yè)核心課程。主要培養(yǎng)學(xué)生熟悉電力電子器件的工作原理和選型方法，掌握四大電能變換電路的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、控制方式、計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決實(shí)際工程問題的能力[4]。電力電子技術(shù)課程是電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三大學(xué)科的交叉學(xué)科技術(shù)，在現(xiàn)代工業(yè)、發(fā)電、交通、醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)領(lǐng)域工作具有重要的指導(dǎo)和實(shí)踐意義。

結(jié)合授課教師十幾年的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和與學(xué)生的座談溝通，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生存在以下問題。

缺乏家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識。很多學(xué)生以自我為中心，關(guān)心的內(nèi)容常常局限于未來薪資高低和工作舒適度，很少能將個人發(fā)展與國家民族相關(guān)聯(lián)，以國家富強(qiáng)、民族復(fù)興為己任，從專業(yè)視角樹立科技報國的理想信念。

缺乏團(tuán)隊(duì)合作和與時俱進(jìn)的個人素養(yǎng)。大學(xué)期間，各種競賽和學(xué)習(xí)項(xiàng)目都是以團(tuán)隊(duì)合作形式開展，但很多同學(xué)不善表達(dá)，溝通能力較差，導(dǎo)致項(xiàng)目無法順利開展，很多同學(xué)無法以積極心態(tài)開展合作性工作或?qū)W習(xí)（組織、領(lǐng)導(dǎo)、溝通），缺乏奮斗精神。

缺乏解決復(fù)雜工程問題的工程師精神和創(chuàng)新精神。很多同學(xué)缺乏工程理念，不會綜合各種約束條件來分析和解決問題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的很多方案沒有考慮實(shí)際工程可行性、經(jīng)濟(jì)成本、可靠性、穩(wěn)定性及環(huán)保可持續(xù)性等。

針對上述問題，如何將思政教育融入課程教學(xué)顯得刻不容緩。在學(xué)情分析基礎(chǔ)上，探索工程教育認(rèn)證理念下電力電子技術(shù)課程的思政元素融入形式，從課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系三個方面進(jìn)行分析和改革。其中，教學(xué)方法改革包括課堂教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革和第二課堂教學(xué)方法。力求形成可執(zhí)行的課程思政教學(xué)行動，通過評價環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，持續(xù)改進(jìn)，不斷完善。采用問卷調(diào)查、訪談、學(xué)生自評和互評等多維評價方式，檢驗(yàn)課程思政教育成效，確保教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)活動、教學(xué)評價的一致性[5]。

一? 融合工程教育認(rèn)證理念和課程思政的教學(xué)新目標(biāo)

結(jié)合工程教育認(rèn)證理念，立足于新時代人才培養(yǎng)目標(biāo)和浙江理工大學(xué)學(xué)情，對電力電子技術(shù)課程如何融入思政教育進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，確立課程思政教學(xué)新目標(biāo)。根據(jù)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)挖掘課程思政元素，搜集思政典型素材，詳細(xì)考慮融入方式方法，形成可執(zhí)行的課程思政教學(xué)行動，重新確立本課程的教學(xué)新目標(biāo)，具體如下。

課程目標(biāo)1（思政目標(biāo)）：結(jié)合電力電力技術(shù)的發(fā)展史，培養(yǎng)學(xué)生以國家富強(qiáng)、民族復(fù)興為己任，從專業(yè)視角樹立科技報國的家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識；在分析四大電能變換電路過程中，引導(dǎo)學(xué)生考慮各種實(shí)際工程約束條件，培養(yǎng)其解決復(fù)雜工程問題的工程師精神和創(chuàng)新精神；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過團(tuán)隊(duì)合作和分工操作，培養(yǎng)學(xué)生的安全責(zé)任意識和協(xié)作精神。

課程目標(biāo)2（知識目標(biāo)）：掌握實(shí)用的電力電子器件的工作原理、運(yùn)行特性、關(guān)鍵選型參數(shù)、控制模式和選型應(yīng)用；熟悉和掌握各種基本的整流電路、逆變電路、直流斬波電路和交流-交流變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理和控制方法及波形；掌握PWM控制方式和應(yīng)用電路。

課程目標(biāo)3（能力目標(biāo)）：具有常用四大電能變換電路的分析能力，能對電路中用到的器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x型，能對不同類型的電路狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算和波形的分析。

二? 教學(xué)內(nèi)容的課程思政改革

根據(jù)最新修訂的教學(xué)新目標(biāo)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，重新編寫教案和多媒體課件，并更新課程網(wǎng)絡(luò)平臺線上內(nèi)容。重點(diǎn)圍繞電力電子器件發(fā)展和四大電能變換電路等核心內(nèi)容，設(shè)計(jì)思政教學(xué)案例，將課程思政元素融入實(shí)際教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)新目標(biāo)。電力電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)見表1，將授課要點(diǎn)與思政元素實(shí)現(xiàn)映射，提升自動化專業(yè)課程思政育人成效。

三? 教學(xué)方法的課程思政改革

（一）? 課堂教學(xué)方法改革

電力電子技術(shù)是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，需加強(qiáng)對學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)；通過實(shí)際思政工程案例融入課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生刻苦專研的工程師精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。

緊密結(jié)合工程教育認(rèn)證理念，根據(jù)增加思政元素后的教學(xué)新目標(biāo)和教學(xué)新內(nèi)容，充分采用多種現(xiàn)代化教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。具體教學(xué)改革方法如下。

1? 采用線上線下混合式教學(xué)

將傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)有機(jī)融合，通過學(xué)習(xí)通或雨課堂等線上教學(xué)平臺，建立線上教學(xué)資源。除了基本的多媒體課件、習(xí)題和測驗(yàn)，特別增加思政素材（科學(xué)家訪談錄、案例視頻資料和英文學(xué)習(xí)資料等）。學(xué)生可以提前查看和學(xué)習(xí)思政元素融入相關(guān)資源，便于課堂更好地切入和思政映射。

2? 融合思政教學(xué)案例實(shí)施案例式教學(xué)

電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于新能源發(fā)電行業(yè)，如光伏發(fā)電、海浪發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電等新能源發(fā)電案例。目前，全球的新能源發(fā)電正逐漸取代傳統(tǒng)能源發(fā)電。其中，風(fēng)能和光能被廣泛應(yīng)用，而電力電子技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)這些新型能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵技術(shù)。講解逆變器和變頻器知識單元時，分析風(fēng)車和太陽能電池板如何將產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，同時保持輸出電壓和頻率的穩(wěn)定性和可靠性。引導(dǎo)學(xué)生辯證看待問題，客觀評價現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)工程師精神和創(chuàng)新精神[6]。

電力電子技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用帶來眾多優(yōu)勢，但也面臨一些挑戰(zhàn)和難點(diǎn)。首先，環(huán)境保護(hù)問題是電力電子技術(shù)持續(xù)發(fā)展的重要因素。講解電力電子器件知識單元時，集合案例分析如何降低電子器件的功耗和熱損失，降低二氧化碳排放和資源消耗，理解實(shí)際工程項(xiàng)目中，能耗問題是電力電子技術(shù)研發(fā)的重要課題，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題能力。其次，安全性也是電力電子技術(shù)發(fā)展中需要解決的難點(diǎn)，如電離輻射、電磁干擾等問題都需要得到解決。通過新能源思政案例融入課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能理念和環(huán)保可持續(xù)發(fā)展意識[7]。

3? 產(chǎn)教融合開展項(xiàng)目式教學(xué)

產(chǎn)教融合背景下，項(xiàng)目化教學(xué)法是高校培育綜合型人才過程中使用較多的一種方式，這一方式在課程思政教學(xué)實(shí)踐中能產(chǎn)生實(shí)際作用[8]。因此針對本課程教學(xué)中存在的實(shí)訓(xùn)平臺不完善問題，著力拓寬產(chǎn)教融合項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)平臺，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)環(huán)境。通過高校與社會企業(yè)建立合作關(guān)系，聯(lián)合設(shè)置產(chǎn)教融合項(xiàng)目，在企業(yè)中增設(shè)或預(yù)留一些專供學(xué)生實(shí)訓(xùn)的平臺和場所，定期組織學(xué)生到平臺中進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，以此緩解校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地緊張的局面。同時，向上級部門申請專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)資金，利用校內(nèi)的空地增設(shè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)小基地，以滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)需求。

此外，以課程團(tuán)隊(duì)教師的科研項(xiàng)目“通用變頻器系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ)，開展整流和逆變電路創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)。學(xué)生每個團(tuán)隊(duì)有5名同學(xué)組成，分別完成硬件電路設(shè)計(jì)與EDA制板，軟件程序設(shè)計(jì)和綜合調(diào)試，通過綜合考慮多種約束條件，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生工程師精神和團(tuán)隊(duì)合作精神。

4? 加強(qiáng)課堂互動開展討論式教學(xué)

隨著人們對于教育理念的不斷深入研究，討論式教學(xué)方法已經(jīng)越來越成為一種備受推崇的教學(xué)方式。在課程思政教學(xué)中，探討式教學(xué)方法采用的是互動交流的方式，能夠增強(qiáng)學(xué)生的參與感和互動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。通過討論式教學(xué)方法的實(shí)踐，可以讓學(xué)生積極主動地參與到課堂討論中來，增強(qiáng)對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握和理解，同時對于提高學(xué)生的思維能力、拓寬學(xué)生的知識視野、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力等方面都有較大的幫助作用。面對碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，我們應(yīng)該如何做起？教師從政府引導(dǎo)、技術(shù)發(fā)展、低碳生活和人才培養(yǎng)等方面引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)散，學(xué)生結(jié)合電力電力技術(shù)提出解決方案或路徑，可以自己探尋解決問題的方法并進(jìn)行實(shí)踐，從而更加自主思考，培養(yǎng)出自己的創(chuàng)新能力。

（二）? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是電力電子技術(shù)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。目前，大多數(shù)高校在進(jìn)行電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，仍采用教師教授和示范為主的老舊教學(xué)方法，主要通過實(shí)驗(yàn)操作等方式引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對課堂知識的掌握和應(yīng)用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式限制學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，與工程教育認(rèn)證理念（以學(xué)生為主體）不符。此外，教師未能充分發(fā)揮對學(xué)生思想上的啟發(fā)和引導(dǎo)作用。為滿足我國新時代社會主義建設(shè)對人才培養(yǎng)思想上的需要，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)定的馬克思主義信仰和社會主義信念，增強(qiáng)對改革開放和現(xiàn)代化建設(shè)的信心以及對黨和政府的信任[9]。因此，有必要將思政教育融入和貫穿整個電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，特別是對其實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行重點(diǎn)改革。

1? 注重實(shí)驗(yàn)安規(guī)，培養(yǎng)安全意識

由于電力電子技術(shù)很多實(shí)驗(yàn)都涉及高壓大電流，實(shí)驗(yàn)課程開始前，非常有必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安規(guī)教育。課程引入思政素材“一只O形圈引發(fā)的挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)失事”災(zāi)難分析圖片，通過此典型案例討論，強(qiáng)化電力電子實(shí)驗(yàn)安規(guī)，誤操作類型及防范。重點(diǎn)圍繞提高實(shí)驗(yàn)室安全意識和環(huán)保意識、牢記實(shí)驗(yàn)室正確行為準(zhǔn)則、注重實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險及防范、如何做好實(shí)驗(yàn)室安全工作等方面內(nèi)容進(jìn)行講解。并結(jié)合身邊的典型實(shí)例讓學(xué)生深刻理解實(shí)驗(yàn)室存在的安全隱患將可能造成的危害，充分說明了“安全無小事”“隱患就是事故”。

2? 建立虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不僅可以解決高成本、高危險、高難度實(shí)驗(yàn)和培訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施痛點(diǎn)，而且可以全方面、多角度地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程，讓更多學(xué)生愛上課堂。將MATLAB仿真軟件的電力系統(tǒng)工具箱應(yīng)用于電力電子電路仿真中，可以對無法開展實(shí)際操作的高壓故障等工況進(jìn)行仿真教學(xué)。實(shí)驗(yàn)前教師在線上平臺發(fā)布實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的仿真任務(wù)和指導(dǎo)文檔，學(xué)生在課余時間開展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仿真練習(xí)，有助于學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并更好促進(jìn)理論知識的掌握。

（三）? 第二課堂教學(xué)方法改革

引導(dǎo)學(xué)生積極參加“大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽”等與課程內(nèi)容緊密相關(guān)的課外科技競賽。將課堂教學(xué)與課外競賽活動結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)以賽促學(xué)，以賽促教，具體見表2。比如電力電子技術(shù)中的橋式可逆斬波電路應(yīng)用到小車電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)；DCDC穩(wěn)壓電路應(yīng)用到小車的供電電源設(shè)計(jì)。通過教賽結(jié)合和學(xué)賽結(jié)合，大大激發(fā)教師和學(xué)生的積極性，更好培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

四? 考核評價體系的課程思政改革

工程教育認(rèn)證理念下，引入多元考評手段，形成有效的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。基于OBE理念進(jìn)行課程反向設(shè)計(jì)，采用多元考核手段，引入Rubric評價方式，形成可持續(xù)改進(jìn)的良性循環(huán)機(jī)制。在內(nèi)容與過程上，除了評價理論知識掌握情況，還考核學(xué)生的工程師精神、團(tuán)隊(duì)合作和個人素養(yǎng)[10]。期末總成績包括平時成績、期末成績、實(shí)驗(yàn)成績和創(chuàng)新項(xiàng)目成績。其中，平時成績占15%，主要包括課堂出勤率和課堂表現(xiàn)；期末成績占50%，主要考核理論知識點(diǎn)掌握情況；實(shí)驗(yàn)成績占15%，主要評價學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范等；項(xiàng)目成績占20%，采用Rubric評價方式，注重工程師精神、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)等方面的評價。

五? 結(jié)束語

本文針對我校電力電子技術(shù)課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合工程教育認(rèn)證和課程思政要求，從課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系三個方面進(jìn)行分析和改革。其中，教學(xué)方法改革包括課堂教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革和第二課堂教學(xué)方法。力求形成可執(zhí)行的課程思政教學(xué)行動，通過評價環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，持續(xù)改進(jìn)，不斷完善。從而實(shí)現(xiàn)思想政治教育元素浸潤式融入該課程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)立體化滲透，培養(yǎng)推動國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的全方位電力電子專業(yè)人才。

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