以突出能力培養(yǎng)為導向的工程基礎(chǔ)課程建設(shè)與實踐
——以《電工技術(shù)》課程為例

張大為，李建海，畢濤，葛寶川

（海軍航空大學 航空基礎(chǔ)學院，山東 煙臺）

《電工技術(shù)》課程是我校飛行學員人才培養(yǎng)方案中一門重要的工程基礎(chǔ)課程，是學員學習的第一門介于科學類與工程類之間的課程，在課程體系中具有承上啟下的橋梁紐帶作用，通過課程學習，不僅為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，還為崗位任職和終身學習提供能力素質(zhì)保證[1]。課程教學注重電工技術(shù)的基本概念、基本原理和基本分析方法的學習，使學員理解所學電氣設(shè)備中發(fā)生的電磁現(xiàn)象和規(guī)律；注重應用，培養(yǎng)學員利用已學理論知識解決實際問題的能力，增強對實際應用的理解和掌握，提高學員的工程實踐能力。在教學過程中，始終遵循“以教員為主導、以學員為主體”的教育理念，充分體現(xiàn)知識、思想和方法的教學本質(zhì)，強調(diào)課堂講授、實驗、習題、作業(yè)等各個教學環(huán)節(jié)的密切配合。提倡教學方式的多樣化，以啟發(fā)式教學和研討式教學貫穿教學過程的始終，并將與武器裝備結(jié)合的案例教學法、類比歸納教學法、實物演示等多樣化教學方法應用于課程教學當中，提高學員的學習興趣，建立良好的教學氛圍。積極將人文教育滲入到教學過程中，體會電路的簡潔之美、對偶之美、邏輯推理和電工應用之美，以培養(yǎng)學員科學的思維方式、激發(fā)學員濃厚的學習興趣[2]。實驗課以動手能力和應用能力培養(yǎng)為主旨，將基本技能和能力的培養(yǎng)融于實踐與實訓過程中，提高學員發(fā)現(xiàn)問題、探索問題和解決問題的能力。

一 高質(zhì)量的教學內(nèi)容是進行課程建設(shè)的重要基礎(chǔ)

（一） 以教材建設(shè)為主要抓手，加強教學內(nèi)容的頂層設(shè)計

教學內(nèi)容來源于教材，教材建設(shè)應充分考慮飛行學員教育本質(zhì)規(guī)律和受訓學員的自身特點，突出能力培養(yǎng)。目前軍內(nèi)外現(xiàn)有的電工技術(shù)教材主要存在以下幾方面的問題：①軍內(nèi)外現(xiàn)有的電工技術(shù)教材通用性強，但缺乏專業(yè)針對性，無法有效針對飛行學員專業(yè)特點，而且一定程度上存在內(nèi)容體系與裝備結(jié)合不甚緊密的情況；②現(xiàn)有電工技術(shù)教材側(cè)重于一般工業(yè)所需基礎(chǔ)知識，與部隊專用裝備結(jié)合較少，無法較好體現(xiàn)電工技術(shù)理論與武器裝備知識的有機融合；③現(xiàn)有電工技術(shù)教材內(nèi)容體系注重理論知識講授，理論教學與實踐操作銜接相對脫節(jié)，融合不夠緊密，存在一定的時間差與空間變。

課程組編寫的飛行學員《電工技術(shù)》教材繼承通用電工技術(shù)教材理論體系，努力構(gòu)建應用性與為戰(zhàn)性并舉，通用性與專業(yè)性共重的教材內(nèi)容新格局。以人才培養(yǎng)方案和課程計劃為綱領(lǐng)，以崗位任職需求及受訓對象基本學情為依據(jù)，在保持基本知識要求的前提下，結(jié)合教材建設(shè)特色化和專業(yè)化的特點，按照“應用性與為戰(zhàn)性相結(jié)合，通用性與專業(yè)性相統(tǒng)一”的原則優(yōu)化整合教材內(nèi)容，力求實現(xiàn)電工技術(shù)理論與武器裝備知識高度融合。突出能力培養(yǎng)，注意加強與科學文化課、專業(yè)背景課、首次任職培訓課、軍事實裝的聯(lián)系，使本教材真正能夠成為一部適合飛行學員實用的、好用的、頂用的教材。教材在編寫過程中，結(jié)合飛行學員的專業(yè)特點，注重知識架構(gòu)的體系性、鑄魂性、為戰(zhàn)性和挑戰(zhàn)度[3]。

按照知識本位向能力本位轉(zhuǎn)變的思路，基于理實一體化模式設(shè)計框架結(jié)構(gòu)，各章節(jié)以應用實例引入，以拓展推廣結(jié)尾，力求體現(xiàn)“實例牽引，任務(wù)驅(qū)動，理實一體，教做交融”[4]。

以教材建設(shè)同步帶動課程建設(shè)，合理選擇理論內(nèi)容與實驗教學融通合一，教學場地直接安排在實驗室，師生雙方邊教、邊學、邊做，理論和實踐交替進行，抽象和感知交替出現(xiàn)。將理論教學和實驗教學理實合一，將知識學習和發(fā)展需求學做合一，將能力培養(yǎng)和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實一體化教學模式。

（二） 以代職調(diào)研為重要手段，拓展內(nèi)容更新的信息渠道

課程組成員具有赴部隊代職和參與部隊新裝備培訓，赴部隊開展電工基礎(chǔ)理論和電氣控制方面技術(shù)基礎(chǔ)授課等服務(wù)部隊經(jīng)歷，曾多次到一線部隊調(diào)研，了解部隊崗位任職對學員電工綜合能力的需求。與地方院校同行進行了廣泛深入的交流溝通，多次到地方職業(yè)院校進行調(diào)研和學習，并就如何提高學員的電工綜合能力進行了研討，為教材編寫、頂層設(shè)計及內(nèi)容篩選等工作奠定了重要的基礎(chǔ)。在人才培養(yǎng)方案和課程計劃編寫過程中，與后續(xù)基礎(chǔ)課程教研室和相關(guān)專業(yè)教研室的教員進行探討，并與軍內(nèi)外相關(guān)科研院所及時溝通，確保高質(zhì)量完成。

二 高標準的課程實施是課程建設(shè)的重要保障

（一） 教學實施過程中提倡“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”

溫故知新，以老促新，該思想在《電工技術(shù)》課程的內(nèi)容安排與知識講解中多有體現(xiàn)。最為典型的教學實例有兩個，其一是講述一階線性電路的暫態(tài)分析時，三要素法將前述內(nèi)容與暫態(tài)分析以橋梁紐帶作用建立起來，一階線性電路的暫態(tài)過程是新知識，新內(nèi)容，三要素法中每一要素的求解實質(zhì)則是前面章節(jié)學過的內(nèi)容和方法，屬于老知識，老方法，因此，對于基本知識點、重要知識點務(wù)必要講實講精，以此切入，以點帶面逐步拓展輻射，概括來講就是“以點帶面，點面結(jié)合”，最終涵蓋全部教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學過程的最優(yōu)化設(shè)計。

第二個教學實例是正弦交流電路的相量分析法。相量法是將直流電路內(nèi)容與正弦交流電路內(nèi)容有機聯(lián)系起來的橋梁和紐帶。正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相比較于直流電路，雖然電路中電源有所變化，負載有所豐富，但是一旦找到了解決問題的鑰匙-相量法，所有問題迎刃而解，相量法一旦掌握，直流電路中學過的一些定律與方法比如基爾霍夫定律都可繼續(xù)應用于正弦交流電路，只不過是直流量變化為正弦交流電路的相量。

類似的教學實例還有不少，要求學員自己會搭橋梁，建紐帶，找鑰匙。面對不同的問題，學習不同的內(nèi)容，自己要學會深入淺出，融會貫通，通過自己的總結(jié)和實踐，找出解決問題的方法，打開不同的困惑自己的鎖。

（二） 教學實施過程中提倡“主題主線”思想

電工技術(shù)課程包括“電路理論”和“電機與控制”兩大模塊?！半娐防碚摗蹦K以電路的基本概念、基本理論和基本方法的掌握為尺度，“電機與控制”模塊以電路的應用為主。在電路理論基礎(chǔ)上學習變壓器、控制電機等電氣設(shè)備的應用，遵循由一般到特殊、由理論到實際的客觀認知規(guī)律，有利于激發(fā)學員學習興趣，培養(yǎng)學員的工程實踐能力和創(chuàng)新意識?！半娐防碚摗蹦K以電路等效的概念貫穿始終，在電路兩類約束即電路基本元件和基爾霍夫定律的基礎(chǔ)上，討論直流電路的一般分析方法和基本定律。在直流電路的基礎(chǔ)上講述動態(tài)電路和正弦交流電路，在正弦交流電路的基礎(chǔ)上討論三相交流電路，由實數(shù)計算向相量計算（復數(shù)計算）過渡，由直線運算向三角形運算遞進，由簡入繁，由易到難，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，符合一般認知規(guī)律?！半姍C與控制”模塊主要包括直流電機和交流電機兩大內(nèi)容。直流電機部分從磁路入手，以直流電機的可逆性為基礎(chǔ)，介紹直流發(fā)電機和電動機，從相同點入手找尋不同點，富有啟發(fā)性，符合由一般到特殊的認知規(guī)律。交流電機部分建立在法拉第電磁感應定律基礎(chǔ)上，變壓器是依據(jù)電磁感應原理制成的設(shè)備，在變壓器的基礎(chǔ)上介紹三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、原理和應用，符合由簡到繁的認知規(guī)律。“電機與控制”模塊中介紹電氣設(shè)備時，遵循結(jié)構(gòu)-工作原理-輸出特性-正確使用這一敘述主線，從感性認知入手到理性認識上升，目的是培養(yǎng)學員掌握常用電機、電器的工作原理、特點及應用場合，培養(yǎng)學員的工程實踐能力。

（三） 教學實施過程中提倡“理實一體化”思想

教研室建有水平較為領(lǐng)先的電工基礎(chǔ)實驗室，配備高性能的電工實驗臺、電工實訓平臺、電機控制實驗臺，滿足實驗課程1人一組的需求，學員可以獨立完成電路連接和調(diào)試。自主研發(fā)了電機虛擬實驗平臺，實驗平臺綜合運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建有直流電機、交流電機、變壓器和控制電機4個實驗分室，能完成8種電機的22個特性實驗，可以自主連接線路，實時讀取、記錄和處理數(shù)據(jù)?！峨姽ぜ夹g(shù)》課程的內(nèi)容架構(gòu)適合理論與實踐雙體系課程教學，以典型航空案例為切入點，科學選擇理論內(nèi)容與實驗教學融會貫通，相互補充，相互借鑒，將教學場地直接安排在實驗室，師生雙方邊教、邊學、邊做，學中做，做中學，理論和實踐交叉進行，直觀和抽象交替出現(xiàn)，理中有實，實中有理，充分調(diào)動和激發(fā)學員的學習興趣，提高課堂效率，豐富真實體驗[5]。將理論教學和實驗教學理實合一，將知識學習和發(fā)展需求學做合一，將能力培養(yǎng)和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實一體化教學模式，強化學員綜合運用知識解決實際問題的能力，緩解課程群統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與課程教學課時壓縮的矛盾。

（四） 教學實施過程中著力進行案例庫建設(shè)

通過將日常訓練中發(fā)生的典型案例加以歸納消化，整理成與教學實施密切相關(guān)的精典案例，打造構(gòu)建了課程案例庫，并將其應用于教學實踐，學員喜聞樂見，激發(fā)了學員的學習興趣，培養(yǎng)了學員理論聯(lián)系實際的能力和意識，有效解決了學員為何學和學何用的疑問與困惑[6]。

在打造構(gòu)建高水平教學案例庫的過程中強化了三個環(huán)節(jié)。一是案例選取上，忌生搬硬套，宜自然銜接，將部隊訓練實踐中發(fā)生的案例與內(nèi)容講述的重點、難點緊密結(jié)合，自然過渡，不顯突兀，例如，在航空發(fā)動機點火系統(tǒng)與電路的暫態(tài)分析知識點的結(jié)合以及飛機操縱桿桿力傳感器與戴維寧定理知識點的結(jié)合上體現(xiàn)得尤為突出[7]。二是在格式確定上，實現(xiàn)有規(guī)可依，有據(jù)可循，案例建設(shè)要素應包含課堂設(shè)疑的問題，創(chuàng)設(shè)的虛假問題等，立足基礎(chǔ)，兼顧發(fā)展；指導教員根據(jù)授課對象層次及教學要求的不同選取相關(guān)情節(jié)進行建設(shè)。三是來源獲取上，堅持緊密跟蹤軍事裝備與學科前沿，及時吸納院校教學和部隊作戰(zhàn)訓練的成果，使所選案例保持先進性、軍事性和實踐性。在案例教學具體實施和過程管控上，切實加強學員的主體地位，增強學員的主動意識，鼓勵學員敢想、敢問、敢做，培塑學員膽大心細、敢于提問的良好性格。歸納起來，就是營造兩種課堂情境，實現(xiàn)兩個角色轉(zhuǎn)換，著力打造兩類問題。具體來說，營造學員與教員互動平等的課堂場景，教員與學員學問平等的課堂場景；完成教員由原先課堂授課的主講轉(zhuǎn)為指揮，學員由原先課堂授課中的聽眾轉(zhuǎn)為主唱；打造具有不確定性和非唯一性的案例問題。在案例評價的收尾階段，始終遵循“以教員為主導、以學員為主體”的教育理念，師生平等交流，和諧互動，培養(yǎng)學員質(zhì)疑提問的習慣和批評爭論的勇氣，對于需要學員后續(xù)進一步思考、分析和驗證才能解決的問題，留有余地和空間，督促學員通過自身努力獲得最終結(jié)果，培養(yǎng)學員逢山開路、遇水搭橋的奮斗精神，提高學員歷盡千帆，苦盡甘來的學習體驗[8]。

三 結(jié)語

“提高質(zhì)量、辦出特色”是高等教育發(fā)展和改革的重點。課程組以飛行學員《電工技術(shù)》課程教學為切入點，以教材建設(shè)同步帶動教學內(nèi)容改革，內(nèi)容體系有力支撐了《電工技術(shù)》課程的橋梁紐帶作用，讓課程教學沾上軍味，染上軍色，指導學員了解職業(yè)發(fā)展需求，制定職業(yè)發(fā)展目標，飛行學員《電工技術(shù)》教材由北京航空航天大學出版社公開出版，并榮獲軍隊級優(yōu)秀教材一等獎。課程實施過程中通過“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”“主題主線”思想、“理實一體化”思想、打造案例庫建設(shè)等一系列方法手段，構(gòu)建了多維拓展式綜合性立體化教學平臺，為學員自主學習，師生交流互動提供了廣闊空間，實現(xiàn)了學習效果的最優(yōu)化，在學員理論聯(lián)系實際的能力及運用知識解決裝備突發(fā)事故的能力培養(yǎng)上效果顯著。通過評教評學、畢業(yè)學員回訪等信息渠道反饋，在校學員對該課程興趣濃厚，學習認真，一致認為為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下了良好的基礎(chǔ)；畢業(yè)學員反映對該課程印象深刻，受益匪淺。