“電工與電路基礎”課程中的思政元素探究

王 偉, 陳棣湘, 唐 鶯, 潘孟春, 洪華杰

(國防科技大學 智能科學學院，湖南 長沙410073)

0 引言

2020年6月，教育部發(fā)布了關于引發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》(以下簡稱《綱要》)的通知，《綱要》指出立德樹人成效是檢驗高校一切工作的根本標準，全面推進課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措[1]。課程思政是課程承載思政與思政寓于課程的一種新的思想政治工作理念[2]，其目的是為了實現各類課程與思想政治理論的同向同行，實現協同育人。在專業(yè)課程中融入思政元素，可以潛移默化地展開思政教育，起到“潤物細無聲”的作用。

思政教育是一個比較廣義的概念，不應狹隘的理解為思想政治教育，應該著重培養(yǎng)學生的家國情懷、個人品格以及科學思維[3]。具體來說，課程思政應從社會主義核心價值觀出發(fā)，將民族精神與時代精神融入課堂內容，培養(yǎng)學生的責任與擔當；將社會道德、個人道德和職業(yè)道德貫穿于授課之中，使學員樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀；從認識論和方法論出發(fā)，注重知識的有效結合，培養(yǎng)學員開拓進取的批判性和創(chuàng)新性思維；以為戰(zhàn)育人為導向，面向部隊需求，將裝備相關案例引入課堂，激發(fā)學員理論聯系實際的學習方式[4]。

“電工與電路基礎”課程是本校技術基礎必修課程，授課對象以大一、大二年級的學員為主，授課人數年均1000余人。因此在“電工與電路基礎”課程中開展思政教育受益面廣，有利于培養(yǎng)具有崇高理想信念的創(chuàng)新型軍事人才。本文結合軍隊院校人才培養(yǎng)的使命任務，探索在“電工與電路基礎”課程中融入思政元素的方法。

1 探究軍事特色的思政元素

習主席指出“軍隊首先是一個戰(zhàn)斗隊，是為打仗而存在的”，“必須把提高戰(zhàn)斗力作為出發(fā)點和落腳點”。未來戰(zhàn)爭是高科技戰(zhàn)爭，科技素養(yǎng)成為戰(zhàn)斗力必不可少的構成要素。軍隊院校作為為部隊輸送軍事科技人才的主陣地，其課程建設不僅限于課程內容本身，更應體現強國強軍的內涵。

“電工與電路基礎”課程主要研究電路的基本理論和基本的分析方法，將家國情懷、道德培養(yǎng)和科學思維的培養(yǎng)融入電路理論與分析方法中[5]，則可以在課堂上潛移默化地進行思政教育，從而提升該課程的課堂教學質量，培養(yǎng)學員的政治覺悟和品德修養(yǎng)，同時在課程講授中注重培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力[6]，使學員掌握知識本身的同時，提升自主學習的能力，才能夠在工作崗位充分運用所學的基礎知識舉一反三，迅速適應信息化作戰(zhàn)需求。

1.1 傳承文明，加強愛國主義教育

在該課程中，有許多基本概念的內容都是科學家們嘔心瀝血的經歷的真實體現，將科學家故事貫穿基本概念的講授中，有助于延伸至對學員進行愛國主義教育的層面。電力系統的發(fā)展是一個漫長的過程，從電的發(fā)現到燈泡的發(fā)明再到發(fā)電機的誕生，最后到高壓配送電系統的建立，這其中蘊含著許多偉大的科學家和工程師的智慧。在電路課程的開篇，可以將整個電力系統發(fā)展歷史的故事穿插其中講解，讓學員們了解電力系統產生和發(fā)展過程的同時，也體會到科學家前輩們貢獻的無窮智慧，從而激發(fā)學員的創(chuàng)新意識，使其堅定為國家科技創(chuàng)新發(fā)展而努力學習的信念。

“電路的基本物理量”這一節(jié)主要介紹電流、電壓、功率和能量這四個物理，而其中又體現了四位科學家的貢獻，即安培、伏特、瓦特和焦耳。以四位科學家的勵志故事引出四個基本物理量的含義講解，使學員深刻理解物理量含義的同時，又能感受到科學家們在當時并不優(yōu)越的條件下尚且不放棄對科學真理的追求，我們在現在現今非常優(yōu)越的條件下，又是踩在巨人的肩膀上進行文化學習和科學研究，更應該有不放棄的精神。作為軍人學員擔負著未來幾十年國家偉大復興的重任，要用堅忍不拔的精神在接下來的人生道路上為國家人民作出更大的貢獻。

電路元件是構成電路的磚瓦，是電路中核心的器件[7]。由此，在電路元件部分的學習中，可以將電路元件在電路中的核心地位關聯到芯片在電子領域的核心地位，從而拓展至中國芯片行業(yè)面臨的困境，從中興、華為被美國打壓，引申出核心技術應掌握在中國人自己的手中，從而激勵學員增強國家技術自主研發(fā)的使命感，敢于承擔責任，擔負起振興中國科技創(chuàng)新的重任。

1.2 崇尚道德，樹立正確價值觀念

在該課程中，有許多內容蘊含著實際生活中的哲學思想，有利于幫助學員樹立正確的價值觀念。

電路模型的建立是從實際器件抽象成電路元件的過程，是在集總假設的條件下進行的，而集總假設可以聯系到毛澤東思想中的“抓住主要矛盾”思想，集總假設的過程就是“抓主要矛盾”的過程。這里啟示學員想問題辦事情要善于抓住重點，集中力量解決主要矛盾。由此可以進一步延伸，2017年，習近平總書記在十九大報告中強調，“中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”，我們每位軍人學員的長期奮斗目標也應是為了人民的美好生活。

基爾霍夫定律是電路分析最重要最根本的依據。這個定律是基爾霍夫在23歲還在讀大學的時期根據能量守恒和電荷守恒兩個自然界的基本規(guī)律推導得出的。大學階段正是人生觀價值觀培養(yǎng)的重要階段，可以借用基爾霍夫定律提出的例子對學員進行價值觀教育，拋出如何渡過一個有價值的大學生涯這個問題供學生討論，明確如何樹立正確的價值觀[8]，教育學員珍惜大學時光，在有限的四年時間做出更多有意義有價值的事情。

在“功率因數的提高”這一部分內容中，提出了“有功功率”“無功功率”“視在功率”和“功率因數”的概念以及它們之間的關系。這里面的功率因數反映的是有功功率在視在功率中所占的比例。在電力系統中，提高功率因數可以提高有功功率的利用率，減少無功功率的消耗。同理，在我們的實際生活中，也需要少做“無用功”，多做“有用功”，提高效率，才能達到事半功倍的效果。

1.3 勤于思考，培養(yǎng)科學思維

在“電工與電路基礎”課程的學習中，許多問題都是環(huán)環(huán)相扣的，可以通過數學物理知識結合再經過歸納演繹分析得到新的電路分析方法，這一分析過程可以促進學員科學思維的培養(yǎng)。

在網孔電流法和節(jié)點電壓法的內容中，我們分析時先從兩類約束出發(fā)，對電路列寫KCL和KVL方程，再通過數學代入法不斷簡化方程的數量，最后歸納演繹得到網孔電流法和節(jié)點電壓法，簡化了方程列寫的步驟，減少了方程列寫數量(圖1)。

在一階電路的暫態(tài)響應的分析中，仍然從兩類約束出發(fā)，對電路列寫微分方程，對微分方程求解得到方程解的表達式，即為需要分析的電路的響應。對獲得的電路響應表達式中的物理量進行分析，進行歸納總結，可以復雜的數學求解過程簡化為僅需要求解待求電路響應的初始值、穩(wěn)態(tài)值及電路的時間常數三個要素的一階電路的全響應的通式，即為一階電路的三要素法(圖1)。

圖1 電路簡化

如圖1所示，上述兩種方法的歸納分析過程均是方程降維的過程，方程簡化后，可以減少復雜的人工計算過程，充分體現了 “解放生產力”的思想，通過這樣的分析過程，可以督促學員勤于思考，綜合運用所學的數學物理知識，善于總結，在學習過程中建立科學的思維方式。

1.4 學用結合，注重裝備應用拓展

軍隊院校教學的根本任務是向部隊輸送適應現代化信息戰(zhàn)爭的高素質創(chuàng)新型軍事人才[9]。因此在教學過程中要注重與部隊裝備應用對接，將裝備案例與電路知識點相結合，開拓學員的眼界[10]，實現從課堂到部隊的應用對接。

在軍事裝備中很多原理可以用電路模型進行簡化抽象，并運用電路中的原理方法來分析解釋，需要邊學習邊發(fā)現邊總結。比如裝甲車的油壓表的指示器工作電路如圖2(a)所示，當裝甲車的機油壓力偏離中間值7.5×105 Pa時，R10、R20的大小發(fā)生改變，U2、U1不再相等關系，I1、I2的比值發(fā)生改變，從而導致油壓表的指示發(fā)生改變，其指示值的大小可通過求解電流I1、I2的值獲得。在對電路分析時，可以采用網孔電流或者節(jié)點電壓法對其進行求解，從而獲得電流I1、I2的值。微波武器能量存儲和釋放的電路原理可以簡化抽象成如圖2(b)所示電路，當K1閉合時，電感L會不斷充電，K1斷開K2閉合時，電感L存儲的能量會瞬間釋放，在負載電阻RL上產生較大脈沖幅值和峰值功率，從而具有摧毀對方的能力，該電路模型的能量存儲和釋放可以應用三要素法進行量化分析。

(a)裝甲車油壓表指示器電路 (b)微波武器原理圖2 電路的裝備應用案例

類似的裝備應用案例還有很多，需要不斷的發(fā)現和總結。把軍事裝備案例用電路模型抽象，再運用電工電路的知識進行分析解讀，可以將枯燥的原理具體化[11]，以便更生動展現電路課程的魅力。

2 教學效果評估

將思政元素融入電路課程后，學員學習該課程的興趣大大提升，科學思維和創(chuàng)新能力都得到了很好的培養(yǎng)。學員在結課體會中，有的表示“課程方法精妙，探不完思維……”，還有的說“……更是思維方式和人生哲理”等。通過課后調研，許多學員對參加各類學科競賽和評優(yōu)評獎更加積極主動，參加該課程學習的學員中有90%會主動參加各類學科競賽，50%以上的學員獲得了科技競賽不同等級獎項，30%以上的學員獲得了嘉獎、“四有”優(yōu)秀學員，優(yōu)秀團員等榮譽。可見，課程思政在教學中發(fā)揮了重要作用，獲得良好的教學效果。(王 偉等文)

3 結語

如何在課堂上融入思政元素，將立德樹人落到實處，一直是高校教師積極探索的問題。本文從加強愛國主義教育、樹立正確價值觀念、培養(yǎng)科學思維、注重裝備應用拓展四個方面展開，對電工電路課程中的思政元素進行了分析探究。結合軍隊院校人才培養(yǎng)的使命任務，在“電工與電路基礎”課程教學中滲透立德樹人和為戰(zhàn)育人理念，希望在教授學員專業(yè)理論知識的同時培養(yǎng)學員積極向上，不斷進取的創(chuàng)新思維和崇高信仰[12]。