新工科背景下理工科專業課程思政教學模式探析

［摘 要］在當前新工科背景下，將思政教育引入課程教學對培養新興應用型人才至關重要。然而，部分理工科專業課程教學與思政教育融合得并不充分，難以達到理想效果。為了進一步提升課程思政的教學成效，跨越專業教學與思政教育融合的“最后一公里”，高校教師需要進行深入、系統的研究與思考，以探索更為科學、有效的課程思政育人機制。文章根據變頻控制技術課程的特點，在深度探索和精細分類相關思政教育資源的基礎上，融入問題導向法、研究性教學法、實踐教學法等現代教學策略，構建一種將理工科專業課程與立德樹人目標有效結合的課程思政教學模式。這一模式不僅對新工科背景下高水平研究型大學的理工科專業課程思政有著深遠的影響，同時也為其他相關課程設計和實施提供了寶貴的經驗與參考。

［關鍵詞］新工科；課程思政；專業教學；育人機制；變頻控制

［中圖分類號］G641 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）21-0079-05

新時代，教育正經歷著結構和發展模式的轉型和變革，需要以立德樹人為中心，推進全員、全過程、全方位育人，構建思政課程、綜合素養課程和專業教育課程“三位一體”的課程體系[1]。

課程思政以立德樹人為目標，通過各類課程與思想政治理論課的相互補充、相互促進，實現知識傳授、價值觀塑造和能力培養的有機結合。這種教育模式旨在為學生提供多元化的學習體驗，不僅注重知識的傳授，更著眼于培養學生的思想道德素養和綜合能力，為其成長成才提供堅實的理論和實踐基礎[2]。在當前各種社會思潮激烈碰撞、大學生價值取向日益多元化的新形勢下，高校理工科專業課程在培養理工科人才方面具有至關重要的作用[3]。以構建課程思政為切入點，打破專業課程教學和思想政治教育之間的“平行線”效應，使二者相互融合、相互促進。這樣做有助于充分發揮理工科專業課程在大學生思想政治教育中的作用，從而全面提升理工科大學生的思想政治教育質量，為其綜合素質和學術水平的提升提供有力支持。

新工科教育以重視素質教育、強化學科基礎、跨專業學習知識和創新教學方法為特點，旨在培養具有自然和人文基礎、扎實的專業知識以及創新思維、實踐能力和團隊精神的新工科學生[4]。為有效推動高校理工科專業課程思政建設取得實效性和長效性成效，確保其順利發展，高校及相關理工科專業和教師應當首先明確并認同理工科專業課程思政建設的具體原則和基本要求，同時遵循教育教學活動的內在規律。在推進課程思政的過程中，解決理工科大學生在課程思政實踐中所面臨的問題尤為緊迫。因此，高校需要著重解決這一短板問題，為理工科大學生提供更加豐富和有效的課程思政實踐活動，以激發其對思想政治教育的興趣和提高參與度，進而促進其全面發展和成長。

基于此，本文以變頻控制技術課程思政教學為例，將課程思政融入新工科背景下的理工科專業課程教學之中。這一改革將在思想政治教育方面實現全面深化，涵蓋全課程體系和全方位教學內容。其目標是培養符合新時代需求的創新型、應用型、綜合型專業人才，使他們具備扎實的理論基礎和寬廣的知識視野。

一、新工科背景下理工科專業課程思政建設困境分析

思想政治教育的目標在于培養高素質人才，在思想政治和倫理道德方面提高受教育者的素質，并喚起受教育者自覺自主發展的主體精神[5]。

目前，課程思政實踐還處于探索階段，缺乏足夠的實踐經驗。理工科專業課程中融入的思政內容主要側重于理論方面，且在具體教學設計和實施過程中的案例相對較少，需要更多的研究和實踐，以探索更為有效的方法和策略。

盡管變頻控制技術教材匯集了變頻控制原理、應用及調試技巧等內容，但未深入分析其中的研究動機和價值所在。在專業課程中，思政觸點的表達顯得模糊不清，這使得專業教師和學生對課程中的思政內涵缺乏足夠的敏感度。一方面，教師可能因受到教學任務的限制或者對潛在的思政點準備不足，而忽視了這些內容。另一方面，學生在學習專業課程時往往更加注重知識的獲取，對思政元素的關注度相對較低，對潛在的思政觸點也缺乏足夠的敏感性。因此，在教學中有必要更加重視引導和表達思政觸點，以提升學生思想意識和促進學生全面發展。

在能力方面，課程思政對專業教師提出了更高的要求，教師的實踐能力有待提高。部分專業教師在進行課程思政教學時，難以把握專業課程的思政觸點，容易“為了思政而強行思政”，對課程思政案例的解讀能力有待提升[6]。在課程思政要求下，教師需要付出更多，除了要對應用性知識有很深的研究，還要分出精力對知識點背后蘊含的思政內涵進行深入挖掘和分析，更要避免將課程變成“模塊思政課”或將專業課程“思政化”。

二、理工科專業課程思政的建設邏輯及核心目標

在變頻控制技術課程中，思政元素的界定尚不明晰，傳統的教學方式對學生的積極性產生了一定的影響。在新工科背景下，有必要以理工科專業課程思政的實際需求為切入點，全面審視并深入分析有關變頻控制技術課程思政的研究現狀，深入挖掘變頻控制技術課程思政的內涵，探討其與傳統思政課程的關聯，同時對變頻控制技術課程思政的模式進行探析，其內容包括課程介紹、課程思政建設方向、課程思政建設目標和課程思政教學方法，如圖1所示。這一過程不僅有助于明確課程思政在工學類專業中的地位和作用，還能為新時代工科教育的改革與發展提供理論指導和實踐支持。

課程以變頻控制技術為對象，以“知識傳授、創新能力培養和價值觀塑造”三位一體培養模式為特點，旨在促進專業知識教學和思想政治教育的有機結合。變頻控制技術作為自動化專業課程，以變頻驅動及其在電機控制系統中的應用為主線，系統地講授變頻控制技術的相關理論及最新成果，使學生掌握在不同負載和速度要求下電機速度控制的基本原理及其建模方法、變頻控制系統的優化設計、能效分析及故障診斷方法等，培養學生對電機控制系統在變頻環境下的建模、分析與設計能力，為培養相關領域的科研和技術人才打好理論基礎。

課程的任務是使學生基本掌握以下內容：變頻調速系統的工作原理、基礎構成、變頻器的種類劃分，變頻控制中廣泛使用的PWM技術、多種變頻控制理論以及變頻調速系統的核心組成，西門子兩個常用系列變頻器的詳細介紹和參數調試，變頻調速系統電氣設備的選擇與安裝，變頻調速系統的設計方法。

課程思政建設的核心方向和關鍵在于利用變頻控制技術理論及其應用的教學，通過比較國內外變頻控制技術的發展現狀，激發學生參與專業研究的使命感和榮譽感。通過深入學習和追蹤變頻控制技術的最新研究成果，學生能夠接觸到前沿科學問題，開闊學術視野，為未來的創新和發展奠定堅實基礎。這一系列的教與學的過程將激發學生對國家和社會發展的責任感和使命感，促使他們成為具備高尚品質和卓越能力的優秀人才，為國家和社會的進步貢獻自己的力量。

課程思政建設的核心目標在于實現“課堂授課、小組學習、翻轉式教學評估、科研探索”相結合的“三全育人”模式。高校和教師要重視高質量的課堂知識傳授，引導學生扎實打好基礎，將基礎理論與最新的研究成果有機融合，以解決課堂教學與實踐之間的斷層問題；采納將課堂教學實踐化的方法，引導學生轉變思考方式并將知識學習過程與問題探索過程緊密結合起來；強調應用能力的提升，引導學生敢于實踐，將知識傳授與技能培養相結合。同時，要強化綜合素養的培養，使學生品德高尚、學識淵博、動手能力強，真正將專業教學與品德教育有機結合起來。

三、課程思政的教學過程設計

在探索構建理工科專業課程——變頻控制技術思政教學模式時，教師應著眼于對課程思政的核心目標和教學方法等方面的創新，使專業課程教學與思想政治教育有效融合。

（一）變頻控制技術課程思政元素挖掘

1.變頻調速原理與控制方法思政元素

從改變頻率出現的兩種情況可知，事物具有兩面性，即好的一面和壞的一面。人生短暫，像白駒過隙般在歷史長河中匆匆而過。一個人在走過歲月長路時，索取是不可或缺的，但也必須學會舍棄。

2.變頻器的基本構成思政元素

通過對性能指標的深入評估，技術員不僅能選擇所需的變頻器，確保設備運行的高效性，更能展現對品質、安全和環保的堅持。在當今社會，技術已不再是單純的工具，而是一種社會責任。適當的選擇不僅能提高工作效率，還能促進資源的合理利用以及環境的可持續發展。

3.交—交變頻器思政及變頻器的功能認知思政元素

交—交變頻器的切換速度不能太快，在加裝了6只環流電抗器的條件下輸出頻率有了顯著提升。正如學生必須持續不斷地積累新知識，這不僅僅是為了應對當下的挑戰，更是為了迎接未來的機遇。學生要通過不斷學習和探索來完善自我，提高綜合素質，增強適應能力和創新能力，從而更好地適應社會的變化和發展。

首先，學習不僅是獲取知識和技能的途徑，更是不斷適應和引領知識經濟與技能經濟時代的必要手段。在當今社會，唯有不斷掌握先進知識和技能，才能保持競爭力和領先優勢。學習的過程不僅是對知識領域的探索，更是對自我認知和發展的深度挖掘。其次，學習是提高自我認知和探索能力的有效手段。通過學習，學生不僅能夠認清自身優缺點，更能夠找到人生方向和價值追求，不斷發現自我潛能和拓展內外環境。最后，學習不僅是一種生活態度，更是一種積極的價值追求。通過學習和豐富生活的內涵與意義，學生能夠不斷提升個人的精神境界，實現自我價值與人生理想的融合。

自動控制領域的方法與原理不僅在技術上有所應用，對學生的學習、生活規劃以及人生發展也有著深遠的啟示。學生的主觀能動性就如同一個控制器，在面對自身的不足或缺陷時，首要之務是深入了解現狀與期望之間的差距，然后積極地思考并提出解決方案，不斷調整自我，最終達到期望狀態，這是自我調節與控制的重要體現。大腦則相當于執行器，提供解決問題的方法與策略；而在執行的過程中，堅持不懈是成功的關鍵。生活中的各個階段與境遇可視為被控對象，而通過反饋機制、自主性能夠改善與調整生活狀態這一被控對象。測量傳感器的準確性直接關系到整個自動調節系統的性能，只有準確甄別身邊信息，才能為自我決策提供準確的數據。為了有效影響控制決策，并最終通過執行塑造理想生活狀態，必須給予自身決策系統準確的信息反饋。信息反饋在控制決策過程中扮演關鍵角色，其直接影響到整個反饋系統的性能表現，進而引導學生進行學習、生活以及人生的規劃。

4.變頻器的多段速功能思政元素

在計算機科學中，二進制數據具有兩個重要的屬性：位數和每一位對應的值。就如計算機二進制數的構成一樣，人生中的每個機遇都有兩種選擇：行動或不行動。每一個選擇都是一次人生的分岔口，是對生活軌跡的主動定義和塑造。無論是積極迎接挑戰，還是選擇畏縮于舒適區，每個決定都在不斷地描繪著人生畫卷。

5.矢量控制的變頻器思政元素

矢量控制是一種高級電機控制技術，通過模擬或仿真實現電機內部的磁場和電流矢量控制，從而精確控制電機的速度和扭矩，而不是簡單地控制電機的電壓或頻率。

矢量控制技術作為一種先進的電機控制方式，其應用領域十分廣泛，涉及工業生產、能源利用等眾多領域。學生應認識其技術的發展對社會經濟發展的重要性，明確技術創新對國家和民族的意義，從而在學習技術的過程中培養對科技進步的信心和熱情。

矢量控制技術需要精準的思維和高度的責任感。在學習和應用技術的過程中，學生必須注重細節，嚴謹科學地對待每一個環節，做到勤學善思、嚴謹治學。要始終牢記社會責任，努力將技術創新和社會效益相結合，為可持續發展貢獻自己的力量。

（二）變頻控制技術思政教學

變頻控制理論涉及內容廣泛，需構建經典知識模塊，同步引入具有前沿性、時代性特征的現代控制技術。需要錘煉本專業學生的科學思維[7]，通過實際操作，在實際訓練中培養學生的邏輯思維和反思能力，培養具有卓越工程能力的理工科專業創新型現代工程技術人才[8]。在進行變頻控制技術課程思政教學時，教師可以引用一些質量不達標的工程案例進行警示教育，但同時要注意引用一些優秀的工程案例進行對比，以使學生明辨是非。過程中可以根據各個課程的特點融入虛擬仿真技術，利用虛擬仿真技術達到真實可現的效果，使理論內容更加清晰直白。

通過將課程思政的明確教育與潛在教育相結合，促使學生樹立正確的價值觀、人生目標和政治理想。通過實際操作和項目實踐，學生可以運用所學知識解決實際問題，展現出自己的創新能力和應變能力。組織學生進行相關領域的社會調研，撰寫調研報告并進行分享討論，促進學生對社會工程問題的認識和思考。

可以通過工程倫理方面的考核來評價學生的思政水平。在變頻控制技術課程中，學生將學習到各種技術原理和應用方法，但他們也需要明白技術發展必須與社會責任相結合。通過考核學生對于工程倫理的理解和應用能力，例如在設計變頻控制系統時是否考慮到安全性、節能環保等方面的因素，可以評價其道德素養水平。

四、課程思政效果

（一）道德素養顯著提升

在變頻控制技術課程中，強調工程倫理和可持續發展的重要性是提高學生道德素養的關鍵。通過案例分析，讓學生理解在設計和應用變頻控制系統時必須考慮的環境影響與社會責任。教育學生在追求技術進步的同時，也要關注其對環境和社會的影響。這種教學方法不僅提升了學生的技術能力，也大幅度提高了他們的道德素養水平，使他們成為責任感強的工程師。

（二）知識吸收能力顯著提升

為了提高學生的知識吸收能力，變頻控制技術課程采用了多樣化的教學方法，包括實驗室實踐、模擬軟件使用和案例研究。通過實際操作變頻設備和模擬不同工作條件下的電機控制，學生可以直觀地理解理論知識，并通過親身體驗加深記憶。此外，定期的課堂討論和小組作業也促進了學生間的互動和知識共享，極大地增強了他們對變頻控制技術的掌握和應用能力。

（三）學生對課程思政的接受度大幅度提高

在變頻控制技術課程中，通過將思政教育融入技術教學中，如討論變頻技術在節能減排方面的地位，加強學生對國家能源政策和技術發展方向的理解。通過這種方式，學生不僅學習了技術，還了解了這些技術如何服務于社會經濟發展和國家長遠戰略。這種教學策略提高了學生對課程內容的興趣和接受度，也培養了他們將技術知識與國家需求相結合的思考方式。

五、課程思政教學實踐反思

課程思政關鍵在于教師。在研究課程思政的實踐路徑時，教師需要綜合考慮教學體系的完善、教學方法的選擇、教學內容的充實，以及育人理念的轉變。要不斷優化專業課教師隊伍，積極引導專任教師轉變育人理念，通過系統培訓提升教師的課程思政教學能力，使教師能夠巧妙地將思政元素、社會主義核心價值觀以及中華優秀傳統文化等有機地融入教學實踐中。這一過程不僅有助于提升學生的綜合素質，還有利于培養學生的思想道德水平和社會責任感，從而為他們的成長和發展提供堅實的思想基礎與道德支撐。

引入科技發展與社會影響的評價標準。變頻控制技術的應用不僅僅是為了提高生產效率和節約能源，還應當考慮其對社會、環境的影響。通過要求學生分析變頻控制技術在工業生產、能源管理等方面的應用對社會和環境的影響，以及提出改進建議，可以評價其社會責任感和綜合素質。作為變頻控制技術專業學生，他們應當具備解決實際問題的能力，并且要考慮到長遠的可持續發展。通過要求學生參與項目實踐、創新設計，并結合社會、環境等因素進行評估，可以評價其創新精神和可持續發展意識。

六、結語

變頻控制技術是一門應用性與技能性較為突出的課程，應全面考慮到學生的成長體驗，將學生置于核心地位，以達到較好的實際效果為目標，培養符合新時代需求的技能型人才。應有針對性地融入思政元素，使課程思政更具親和力。強調學生實踐的重要性，促進專業課程與企業實際崗位的深度融合，以此讓學生在實踐中對新時代工匠精神有更深入的認識，增強他們的時代責任感，從而培養出能擔當民族復興大任的時代新人，成為國家工匠的代表。教學內容不僅包括傳統知識講授，還應及時滿足新工科建設對先進機械制造技術的需求，積極引入新知識、新理念和新技術，以確保與時俱進、持續積累。課程思政應突出學科特色，及時更新思政元素，培養學生對專業的認同感，激勵他們積極參與工科實踐，主動擔負起歷史使命和時代責任，成為民族復興的中堅力量。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 胡軍，于澮.理工科專業課程思政教學模式探析：以“網絡化系統控制理論”課程為例[J].思想政治教育研究，2021，37（4）：107-110.

[2］ 富海鷹，楊成，李丹妮，等.“三全育人”視角下工科課程思政實踐探究[J].高等工程教育研究，2021（5）：94-99.

[3］ 張微，吳澤穎，苗雪佩，等.新工科背景下無機化學課程思政教學實踐：原電池[J].化學教育（中英文），2023，44（2）：37-42.

[4］ 王書亭，謝遠龍，高亮，等.高水平研究型大學工科課程思政探索：基于華中科技大學機械科學與工程學院的案例研究[J].高等工程教育研究，2023（2）：19-24.

[5］ 吳闖，崔慧麗，張善文.“新工科”背景下高校工科專業課程思政實踐路徑探析：以《機械制造技術》課程為例[J].塑料工業，2023，51（8）：171-172.

[6］ 薄萌萌.高校教師在“課程思政”改革中的元認知過程：質性研究的視角[J].教育學術月刊，2020（4）：68-74.

[7］ 張樹永.當前“課程思政”建設存在的不足及未來建設重點：以化學類專業課程為例[J]. 中國大學教學，2021（8）：42-46.

[8］ 陳剛，方慶艷，張成，等.新工科背景下鍋爐原理課程建設的探討[J]. 高等工程教育研究，2019（增刊1）：62-65.

［責任編輯：劉鳳華］