融入課程思政的《電機(jī)學(xué)》教學(xué)模式改革探討

陶太洋，田斐，肖東岳，楊旭

(南陽理工學(xué)院 智能制造學(xué)院, 河南 南陽)

一 引言

在電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)的各門核心課程組成的課程體系中，《電機(jī)學(xué)》居重要地位， 不僅具有較多復(fù)雜的理論知識，而且又具有深厚的工程應(yīng)用背景和實(shí)踐性，承載的知識搭建了一個(gè)供電路、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用平臺。《電機(jī)學(xué)》也具有承上啟下的作用，由基礎(chǔ)課向電力拖動系統(tǒng)、電機(jī)控制等專業(yè)課過渡，對應(yīng)于后續(xù)的電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣裝置、電力拖動控制系統(tǒng)、電機(jī)設(shè)計(jì)等后續(xù)專業(yè)課程，以及今后從事電氣相關(guān)供配電、發(fā)輸變電方向的學(xué)生打下一定基礎(chǔ)。換言之，《電機(jī)學(xué)》課程為后續(xù)專業(yè)課程提供了專業(yè)基礎(chǔ)平臺。與此同時(shí)，《電機(jī)學(xué)》課程的學(xué)習(xí)也為學(xué)生從事電氣工程、電機(jī)應(yīng)用等工作打下了理論基礎(chǔ)。此外，《電機(jī)學(xué)》課程還回溯性地影響前期課程的構(gòu)建，并影響后續(xù)專業(yè)課程的布局。

學(xué)習(xí)好《電機(jī)學(xué)》課程利于學(xué)生對電氣工程專業(yè)知識的理解，也有利于今后學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程和理解電氣專業(yè)整體課程體系。然而，《電機(jī)學(xué)》課程以枯燥晦澀乏味著稱。該課程學(xué)習(xí)的困難在于其具有的雙重特點(diǎn)[1]：首先，該課程為專業(yè)性質(zhì)的，具有專業(yè)課的典型特點(diǎn)即服務(wù)于工程實(shí)踐同實(shí)際聯(lián)系緊密；再者，該課程也是一門基礎(chǔ)課，其中涉及的概念眾多、抽象思維性強(qiáng)、內(nèi)容綜合性強(qiáng)[2]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電氣工程專業(yè)設(shè)置中增加了部分新興課程，《電機(jī)學(xué)》等典型專業(yè)課的課時(shí)在一定程度上被壓縮，課時(shí)較少[3]。此外，部分教師未能及時(shí)更新教學(xué)理念并采用新的教學(xué)方法如翻轉(zhuǎn)課堂等，仍停留在傳統(tǒng)的說教式教學(xué)，不能激發(fā)學(xué)生求知的主觀能動性，使得學(xué)生面對浩繁如海的專業(yè)詞匯、抽象的空間關(guān)系和不接地氣的數(shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)時(shí)，如霧里看花，掌握不到電機(jī)學(xué)的核心真諦。由此而導(dǎo)致的必然結(jié)果是學(xué)生覺得《電機(jī)學(xué)》課程難以引起學(xué)習(xí)興趣和樂趣，從而喪失主動學(xué)習(xí)求知的欲望，課程學(xué)習(xí)情況差強(qiáng)人意。電機(jī)學(xué)學(xué)習(xí)過程中呈現(xiàn)出的以上問題其原因不是單一的。其中，既有目前的教材內(nèi)容不能吸引學(xué)習(xí)者如內(nèi)部插圖以黑白為主、模糊不清，而內(nèi)容表述重在以抽象邏輯關(guān)系為架構(gòu)、以內(nèi)容完善為主，晦澀難懂、缺乏實(shí)際應(yīng)用案例、缺乏趣味性；也有教學(xué)方法因循守舊，重視內(nèi)容的講授不重視學(xué)生學(xué)習(xí)收獲以及學(xué)習(xí)反饋；再有就是《電機(jī)學(xué)》的技術(shù)性強(qiáng)、在學(xué)習(xí)過程中往往忽略了電機(jī)學(xué)的專業(yè)課的性質(zhì)，或是由于對后續(xù)課程熟悉程度不夠，卻沒有指出該理論在后續(xù)課程及今后專業(yè)工作中的作用，未能就工程中的具體應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行引入分析，導(dǎo)致難以與學(xué)生日常生活發(fā)生實(shí)際聯(lián)系。在上述背景下，該課程教學(xué)質(zhì)量會因授課教師的教研水平、講授技巧方法、對課程投入以及學(xué)生整體素質(zhì)等因素會產(chǎn)生一定的波動，但總體的教學(xué)質(zhì)量同該課程的專業(yè)地位匹配度不夠。因此，非常有必要對《電機(jī)學(xué)》課程在專業(yè)同實(shí)踐應(yīng)用的聯(lián)系、教學(xué)方法的革新、教學(xué)手段的綜合應(yīng)用等方面進(jìn)行研究和改進(jìn)。

此外，《電機(jī)學(xué)》不僅是一門單純的專業(yè)課，更是一門進(jìn)行融入課程思想政治教學(xué)的優(yōu)秀專業(yè)平臺。教育部2020年頒布《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》強(qiáng)調(diào)，培養(yǎng)什么人、怎么樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題[4]。高等教育培養(yǎng)的是社會主義建設(shè)者，中華民族偉大復(fù)興的實(shí)干者，重點(diǎn)在于立德樹人。作者所在學(xué)校在融入課程思政方面舉行了一系列活動，如開展課程思政月、立項(xiàng)百門思政教改項(xiàng)目等推進(jìn)課程思政教育教學(xué)，踐行《綱要》中的“落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂”的指導(dǎo)思想[4-5]。作者所在教研室，結(jié)合“電機(jī)學(xué)講義”努力探索編寫適合應(yīng)用型本科高校學(xué)生使用的教材，力爭教材基礎(chǔ)性、實(shí)踐性同趣味性并存，圖文并茂，以適應(yīng)應(yīng)用型本科高校的教學(xué)工作。另外，探索《電機(jī)學(xué)》新的講授模式，內(nèi)容上有三個(gè)層次“學(xué)術(shù)”——掌握課程基本原理、實(shí)際應(yīng)用等知識；“悟道”——樹立正確價(jià)值觀、學(xué)習(xí)觀，具備分析、解決問題的能力，從新中國的電氣發(fā)展史中增強(qiáng)民族自信心自豪感；“得道”——促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，將知識、能力、思政三者合一形成“三位一體”教學(xué)新模式[6]，助力電氣專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

二 《電機(jī)學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀與問題

結(jié)合電氣專業(yè)教學(xué)的實(shí)際情況，《電機(jī)學(xué)》課程在下述幾個(gè)方面要著重關(guān)注并革新：

（一）缺乏實(shí)踐教學(xué)背景

電機(jī)是公眾眼中比較常見的電氣設(shè)備，如果把電機(jī)的工程實(shí)踐背景同教學(xué)相割裂，造成理論分析同實(shí)際工程運(yùn)用結(jié)合不夠緊密，針對性不強(qiáng)，教學(xué)效果必將大打折扣。目前，市場上現(xiàn)有的《電機(jī)學(xué)》教材數(shù)量眾多，針對的受眾各有不同，內(nèi)容各有側(cè)重。教材均是從理論角度出發(fā)，重點(diǎn)闡述電機(jī)的基本原理、相關(guān)分析方法，重基礎(chǔ)、強(qiáng)理論[2]，對電機(jī)的工程實(shí)踐應(yīng)用缺乏相應(yīng)的篇幅，使得學(xué)生對《電機(jī)學(xué)》的應(yīng)用缺乏清楚的認(rèn)知和定位，失去學(xué)習(xí)興趣。

（二）思想政治教育融入不足

教育的本質(zhì)是育人，育人不僅是知識層面的“強(qiáng)身健體”更是精神層面的“價(jià)值塑造”。高等教育畢業(yè)生直接服務(wù)于“中國夢”建設(shè)的，所以高等教育必須明確培養(yǎng)什么人，不僅是專業(yè)層面更是價(jià)值觀層面；此外高等教育還應(yīng)明確為誰培養(yǎng)人，高等教育育人是為實(shí)現(xiàn)“中國夢”培養(yǎng)專門人才，為“中國夢”增添助力的，所以立德樹人是我國高等教育的重中之重，是核心環(huán)節(jié)，必須牢牢把握。2019年中辦、國辦、2020年教育部均頒布一系列文件高屋建瓴地強(qiáng)調(diào)所有課程均要發(fā)揮思想政治功能，為國育人?！峨姍C(jī)學(xué)》課程作為一門典型的工學(xué)學(xué)科同思想政治教育的融合不理想。究其原因，一方面是《電機(jī)學(xué)》作為典型的工科專業(yè)課以反映客觀規(guī)律為主，不同于文科類課程，實(shí)現(xiàn)課程思想政治教育難度較大；另一方面是部分任課教師存在育人觀念陳舊，認(rèn)為將專業(yè)知識傳授好就達(dá)到目標(biāo)，沒有深度發(fā)掘課程中蘊(yùn)含的價(jià)值、倫理等內(nèi)容。

（三）教學(xué)內(nèi)容需要優(yōu)化調(diào)整

《電機(jī)學(xué)》課程主要以理論性知識為主，內(nèi)容高度抽象邏輯性強(qiáng)且體量較大。理論知識涉及電路、高等數(shù)學(xué)、工程電磁場等前期內(nèi)容，學(xué)生理解起來難度較大。學(xué)生最直觀的感受是難度大、理解困難，喪失學(xué)習(xí)興趣和主動性。因此，在教學(xué)過程中需要適時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)，有針對性地對基礎(chǔ)知識進(jìn)行凝練、增加直觀認(rèn)知，如電機(jī)的拆解、動畫視頻演示等內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，基于本課程教學(xué)大綱確定合適內(nèi)容通過多種形式演示、調(diào)動積極性引導(dǎo)學(xué)生主動參與式學(xué)習(xí)。

（四）教學(xué)手段需要改進(jìn)

目前，《電機(jī)學(xué)》教學(xué)手段以PPT為主，輔之以板書的傳統(tǒng)教學(xué)手段。然而《電機(jī)學(xué)》眾多知識點(diǎn)理論性極強(qiáng)、過程高度抽象，部分學(xué)生數(shù)學(xué)、物理和電磁等基礎(chǔ)較薄弱，同時(shí)邏輯抽象和空間變換思維方面存在能力不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致在實(shí)際學(xué)習(xí)過程很容易產(chǎn)生畏難情緒。在教學(xué)方法上多采用以教師為主的填鴨式講授[7]，學(xué)生被動接受學(xué)習(xí)氛圍低沉，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。因此教學(xué)方式中的教學(xué)方法和手段需要革新改進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自信心。

（五）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)需要提升

電氣工程及其自動化專業(yè)偏重工程應(yīng)用，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是首要目標(biāo)。理論教學(xué)達(dá)到一定水平后，需要針對性地開展實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)踐中加強(qiáng)對核心基礎(chǔ)理論知識的理解，將“知”和“行”合一。然而目前《電機(jī)學(xué)》實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時(shí)較短，目前《電機(jī)學(xué)》教學(xué)學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中只有6學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)，電機(jī)是常見的生產(chǎn)生活工具，但實(shí)踐課時(shí)較少容易造成理論和實(shí)踐相脫節(jié)。此外由于實(shí)驗(yàn)設(shè)施的不完備也導(dǎo)致實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容單一且簡單，多是對理論知識的驗(yàn)證，缺乏對思維能力和解決問題能力的實(shí)質(zhì)性提高。

（六）教學(xué)評價(jià)方式需要改進(jìn)

目前，《電機(jī)學(xué)》課程評價(jià)是根據(jù)平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)成績+期末考核成績的形式進(jìn)行評價(jià)。這種以成績分布進(jìn)行教學(xué)評價(jià)的方法，評價(jià)模式單一，反饋內(nèi)容有限，難以體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成。傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致參與教學(xué)互動有限，平時(shí)成績難以反饋學(xué)生參與情況；實(shí)踐環(huán)節(jié)單一不能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力；期末考核由于考試時(shí)間短，題量有限，難以直觀反映學(xué)生對知識的綜合掌握和實(shí)際運(yùn)用情況。

針對上述《電機(jī)學(xué)》教學(xué)過程中的問題，本文將從教學(xué)背景、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐提升和教學(xué)評價(jià)等方面探討《電機(jī)學(xué)》的教學(xué)改革措施，以達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。

三 《電機(jī)學(xué)》課程教學(xué)改革思路

（一）強(qiáng)化教學(xué)背景

整合現(xiàn)有的《電機(jī)學(xué)》教材，在查閱大量文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)大綱，結(jié)合本地電機(jī)產(chǎn)業(yè)的行業(yè)特色，依據(jù)教材結(jié)合實(shí)際選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和問題的分析、解決能力[7]。根據(jù)應(yīng)用型本科高校學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)目標(biāo)，選擇講解的重要內(nèi)容包括：磁路及其基本定理、變壓器、交流繞組、交流電機(jī)、直流電機(jī)，電機(jī)的啟動、調(diào)速與制動，控制電機(jī)以及各種電機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時(shí)鼓勵學(xué)生采用不同方法分析電機(jī)和研究新的電機(jī)用途和裝配工藝。鼓勵學(xué)生到實(shí)際生產(chǎn)一線參觀學(xué)習(xí)，了解實(shí)際教學(xué)背景。

（二）融入思想政治教育

《電機(jī)學(xué)》作為典型的工科課程，更是進(jìn)行思政教育的優(yōu)良平臺，其不僅承載知識傳授和能力培養(yǎng)，更肩負(fù)著價(jià)值塑造的重任。我國電氣行業(yè)目前取得了舉世矚目的輝煌成就，例如14億人全民通電、高壓特高壓技術(shù)等，均離不開電機(jī)的作用；新中國的電力發(fā)展史就是電機(jī)的發(fā)展史，本身就是黨帶領(lǐng)全國人民艱苦奮斗、自力更生實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興奮斗史的縮影，是絕好的思想政治教育素材。此外，《電機(jī)學(xué)》中部分原理、分析方法同社會主義核心價(jià)值觀相一致，可以深度發(fā)掘，將課程思想政治教育于無聲中融入《電機(jī)學(xué)》教學(xué)過程中，使同學(xué)們在享受知識大餐的同時(shí)補(bǔ)充精神營養(yǎng)?？赏ㄟ^以下方面著手強(qiáng)化：

一方面，任課教師要轉(zhuǎn)變觀念，加強(qiáng)自身德育觀念和能力的提升，樹立不僅要把科學(xué)知識傳授好更要把正確的價(jià)值觀傳授給學(xué)生，在教學(xué)過程中發(fā)掘課程本身同中國特色社會主義理論與實(shí)踐、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等結(jié)合起來，如變壓器并聯(lián)運(yùn)行要求相同的負(fù)載率可以通過社會主義核心價(jià)值觀的“公平”聯(lián)系起來，發(fā)掘德育元素和價(jià)值資源融入教學(xué)中，將“課程思政”貫穿教學(xué)過程，做到潤物無聲[8]。

另一方面，就電機(jī)學(xué)本身設(shè)計(jì)的專業(yè)定位、行業(yè)需求開展思想政治教育?！峨姍C(jī)學(xué)》課程不是專業(yè)的思想政治教育課，需要從國家戰(zhàn)略和行業(yè)特點(diǎn)的本身出發(fā)，考慮電機(jī)學(xué)如何為中華民族偉大復(fù)興服務(wù)，在科學(xué)知識教育過程中揉入職業(yè)道德教育進(jìn)而融入社會道德倫理，穿插工程領(lǐng)域優(yōu)秀人物故事等，從而達(dá)到課程思政的教育目的，潤物細(xì)無聲，引起學(xué)生共鳴，實(shí)現(xiàn)德育目的。

（三）豐富教學(xué)行為

電機(jī)學(xué)需要以大量前期課程為理論，例如電路、高等數(shù)學(xué)、工程電磁場等，大多數(shù)概念抽象，理解難度較大。因此在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)力求精簡，利用啟發(fā)式教學(xué)講清楚基本概念、基本原理和分析思路，集合具體案例展開互動式討論，在討論中明確電機(jī)分析的重難點(diǎn)，問題的處理過程，培養(yǎng)辯證分析能力。

（四）采用智慧教學(xué)手段

時(shí)代在快速發(fā)展，技術(shù)也在飛速進(jìn)步，因而課堂教學(xué)手段也需要跟隨時(shí)代的步伐。授課過程中不能僅依靠多媒體的PPT，需要經(jīng)三維動畫、短視頻等形式融入到實(shí)際教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)真正多媒體教學(xué)。此外諸如“超星學(xué)習(xí)通”等網(wǎng)絡(luò)平臺提供了多種智慧教學(xué)方案，在教學(xué)過程中可以通過智慧平臺調(diào)動學(xué)生主動性，課程參與度[7]。在教學(xué)過程中，可以將需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容通過平臺推送給學(xué)生，隨時(shí)關(guān)注預(yù)習(xí)進(jìn)度；隨時(shí)隨地設(shè)置課堂討論、互動、小測驗(yàn)等，參與度還可以作為平時(shí)成績評定的重要參考；課后設(shè)置調(diào)查問卷接受學(xué)生的反饋，極大改善學(xué)習(xí)效果。

（五）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

應(yīng)用型本科高校的特點(diǎn)之一是應(yīng)用，而實(shí)踐中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。電機(jī)學(xué)的理論較強(qiáng)難于理解，在激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)方面存在短板。實(shí)踐教學(xué)對于增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣起到極大促進(jìn)作用。通過學(xué)生調(diào)查問卷分析，結(jié)合我校目前實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件，在電機(jī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在原有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加3個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)為動手認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，主要任務(wù)是在電機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解電機(jī)結(jié)構(gòu)及繞組直觀感知。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為2.2kW大功率電機(jī)拖動控制，幫助學(xué)生理解實(shí)際生產(chǎn)生活中電機(jī)的實(shí)際用途，加強(qiáng)同實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系。第三個(gè)實(shí)驗(yàn)為Matlab仿真實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用Matlab編寫電機(jī)模型，對電機(jī)啟動、調(diào)速、控制進(jìn)行仿真，加強(qiáng)對電機(jī)控制方法的掌握。通過實(shí)踐操作和虛擬仿真相結(jié)合，引起學(xué)生興趣和參與課程學(xué)習(xí)的積極性，從而增加學(xué)習(xí)收獲。

（六）改革教學(xué)評價(jià)

目前電機(jī)學(xué)教學(xué)效果評價(jià)方式基于實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、考卷的比例評定?？紤]工程認(rèn)證需求，按照教學(xué)目標(biāo)要求，結(jié)合學(xué)習(xí)通等智慧平臺，將一次性評價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻?、多種模式帶反饋的過程性評價(jià)，重視學(xué)習(xí)產(chǎn)出，尤其重視教學(xué)過程中評價(jià)方案的合理性與經(jīng)濟(jì)性，實(shí)驗(yàn)過程團(tuán)隊(duì)合作的參與度或管理能力、創(chuàng)新性，鼓勵學(xué)生以多種形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果，如短視頻、博文、發(fā)表論文、專利等。以學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得為導(dǎo)向，重視反饋和后續(xù)改進(jìn)的方法也是工程教育認(rèn)證理念的重要組成部分[9]。

四 結(jié)語

《電機(jī)學(xué)》課程本身的特點(diǎn)決定了該課程的改革必須在融入課程思政教育的工程實(shí)踐背景下進(jìn)行。同時(shí)，革新教學(xué)方法和手段、豐富課程內(nèi)容的呈現(xiàn)形式，發(fā)掘?qū)I(yè)課教學(xué)中思想政治教育元素，融合傳統(tǒng)教學(xué)和新興技術(shù)，訓(xùn)練學(xué)生的基礎(chǔ)科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識，塑造正確的價(jià)值觀，以德育人，使課程具有創(chuàng)新性、德育性，培養(yǎng)新時(shí)期為中華民族偉大復(fù)興服務(wù)的優(yōu)秀人才。本課程結(jié)合學(xué)校針對工程教育認(rèn)證開展了一些實(shí)際工作，如從教學(xué)背景、課程思政、教學(xué)行為、教學(xué)手段、教學(xué)評價(jià)等幾個(gè)方面進(jìn)行改革。作者在《電機(jī)學(xué)》教學(xué)過程中積極實(shí)踐教學(xué)改革，反饋得到教學(xué)效果良好，但是在虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺、智能化電網(wǎng)中電機(jī)應(yīng)用、大功率電機(jī)控制與補(bǔ)償工程案例教學(xué)再設(shè)計(jì)等方面還需要進(jìn)一步研究和完善。