電氣工程專業(yè)課程教學中的素質(zhì)教育模式探究

黃凱，郭永芳，彭玉青

（1.河北工業(yè)大學 電氣工程學院，天津 300130；2.河北工業(yè)大學 人工智能與數(shù)據(jù)科學學院，天津 300130）

理工科高校在培養(yǎng)專業(yè)人才的同時，要注重加強人文素質(zhì)方面的教育。通過專業(yè)教育與素質(zhì)教育的同向同行，不僅能夠提升教學水平和質(zhì)量，強化學生的專業(yè)認可度，還能夠豐富學生的文化底蘊，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，提升綜合實力[1-3]。

電氣工程專業(yè)是大多數(shù)工科高校開設專業(yè)數(shù)量和招生規(guī)模較多的專業(yè)之一，隨著“新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科”等專業(yè)建設要求的提出，高校各專業(yè)人才的培養(yǎng)對電氣工程專業(yè)類課程的需求也在不斷增加[4]。與此同時，電氣工程具有理論與實踐、專業(yè)與行業(yè)以及社會與學校三方面相融合的特點，提供了三全育人的土壤，為素質(zhì)教育的順利開展奠定了基礎。因此，有必要加強電氣工程專業(yè)素質(zhì)教育教學工作研究，以推動素質(zhì)教育理念在更多的專業(yè)中順利進行。本文針對面向?qū)I(yè)課程的素質(zhì)教育元素，挖掘及其在電氣工程專業(yè)本科教學中的應用策略，進行了簡要討論。

1 電氣工程專業(yè)特點及素質(zhì)教育存在的問題

電氣工程是現(xiàn)代科技領域的核心學科和關鍵學科，也是電氣信息領域的一門新興學科。電氣工程與工業(yè)生產(chǎn)、人民的生活起居等息息相關，因此發(fā)展迅猛，相關理論及技術相對比較成熟。電氣工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有一定科研、技術產(chǎn)品開發(fā)及組織管理的高素質(zhì)和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才，使人才具有工科基礎理論知識和以電能生產(chǎn)、傳輸與利用為核心的相關專業(yè)知識，能夠利用所學知識解決工程問題和構(gòu)建工程系統(tǒng)，具有良好的社會道德和職業(yè)道德以及適應社會發(fā)展的綜合素養(yǎng)。電氣工程專業(yè)的主要特點是強弱電結(jié)合、機電結(jié)合、軟硬件相結(jié)合，體現(xiàn)了交叉學科的性質(zhì)特點，畢業(yè)生具有較強的適應能力，屬于“寬口徑”專業(yè)[5]。本專業(yè)學生主要學習電工技術、電子技術、自動控制理論、信息處理、計算機技術與應用等較寬領域的工程技術基礎和一定的專業(yè)知識。電氣工程專業(yè)包含的課程如圖1所示。

圖1 電氣工程專業(yè)課程

學生畢業(yè)后能夠從事電力、電氣設備制造行業(yè)內(nèi)電氣工程及其自動化領域相關的工程設計、生產(chǎn)制造、系統(tǒng)運行、系統(tǒng)分析、技術開發(fā)、教育科研、經(jīng)濟管理等方面工作，亦可從事其他行業(yè)電氣工程及其自動化領域相關工作。大學生是未來擔負重要使命的高級專業(yè)人才，因此大學生的思想道德素質(zhì)、科學文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、心理素質(zhì)和身體素質(zhì)都需要過硬，才能適應我國乃至世界經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的需求[6]。當前，盡管素質(zhì)教育在各個高校中逐漸受到重視，但仍存在很多不足，主要包括以下幾個方面：（1）專業(yè)教學計劃未體現(xiàn)素質(zhì)教育目標。傳統(tǒng)電氣工程專業(yè)課程主要是偏向單純的知識傳遞式和實踐模仿類課程，不能及時掌握先進的現(xiàn)代化電氣工程設計技術和方法，與實際需求脫節(jié)。（2）原有的電氣工程專業(yè)課程教材缺少實踐應用指導，教師教學方法老舊，教學課件仍然是課本的復制本，教學過程基本上屬于照本宣科，忽視了學生理論聯(lián)系實際、獨立思考等方面素質(zhì)的培養(yǎng)。（3）電氣工程專業(yè)屬于典型的應用型專業(yè)，因此，實踐環(huán)節(jié)對于學生的專業(yè)成長非常重要，但是許多高校的電氣工程專業(yè)課程相應的實驗、實踐環(huán)節(jié)，仍然是偏重驗證性方面，缺乏設計性、綜合性和創(chuàng)造性的實驗實踐內(nèi)容。

2 素質(zhì)教育引領下的電氣工程專業(yè)課程教學設計

2.1 素質(zhì)教育元素的挖掘

積極探索電氣工程專業(yè)中的素質(zhì)教育元素，是本科專業(yè)融合素質(zhì)教育理念的教學模式順利實施的核心和出發(fā)點。以電氣工程相關的專業(yè)課為基礎，根據(jù)專業(yè)特色挖掘與理論知識或動手實踐過程中蘊含的素質(zhì)教育元素，進一步地將這些元素進行分類整理為有針對性的案例，完成精細“萃取與提煉”，最終實現(xiàn)電氣工程專業(yè)知識與素質(zhì)教育元素高度契合。在挖掘素質(zhì)教育元素的同時，制定教學目標時需增加一項素質(zhì)目標，教師在授課時深入分析各章節(jié)融入的素質(zhì)教育元素，設計好理想的匯入點，以實現(xiàn)素質(zhì)教育目標引領下的電氣工程專業(yè)課程相關教學目標。針對素質(zhì)教學目標，結(jié)合專業(yè)特色和課程性質(zhì)特點，將專業(yè)知識點涉及的價值、規(guī)律、思想、品質(zhì)、精神、文化等挖掘出來。在挖掘素質(zhì)教育元素并與專業(yè)知識教學相融合時，需注意以下問題：（1）挖掘素質(zhì)教育元素時，不能以犧牲專業(yè)課程難度與深度為代價；（2）素質(zhì)教育元素應“潤物細無聲”般隱性融入教學過程；（3）挖掘素質(zhì)教育元素時，要充分考慮現(xiàn)代教育技術手段，能夠善于利用新技術、新渠道、新手段，實現(xiàn)素質(zhì)教育元素與專業(yè)知識傳授的無縫銜接。

可以按照課程屬性定位素質(zhì)教育元素性質(zhì)。電路理論基礎、數(shù)字電子技術基礎、模擬電子技術基礎等電氣工程專業(yè)學科基礎課程包含很多理論知識及應用實例，可以將相關課程的發(fā)展歷史、相關知識世界各國的發(fā)展情況及現(xiàn)狀作為教學內(nèi)容的一部分。在電氣工程的專業(yè)基礎課和專業(yè)選修課中，有很多課程內(nèi)容與先進設備制造、新能源發(fā)電技術以及人工智能密切相關，比如《電機學》《電力電子技術》《電力系統(tǒng)分析》《新能源發(fā)電技術》《高電壓技術》《智能電網(wǎng)技術》等課程。可以通過播放《國家大工程探秘》《大國重器》等大型紀錄片，使學生了解我國擁有的新技術，說明當前我國在電氣工程很多領域、在許多技術方面已經(jīng)達到領先世界的整體水平，培養(yǎng)大學生大國工匠精神，并激勵大學生勇于創(chuàng)新、不斷探索。另外，還可以從理論課程和實驗實踐課程等不同視角，分別挖掘并建立相應的素質(zhì)教育元素案例庫。

2.2 融合素質(zhì)教育的教學模式設計思想

前面對素質(zhì)教育元素的挖掘原則和不同課程對應的素質(zhì)教育元素性質(zhì)進行了總結(jié)分析。合理的教學模式設計，是融合素質(zhì)教育教學得以順利實施的重要保障和手段。

（1） 豐富教學內(nèi)容，明確專業(yè)課程教學目標和素質(zhì)教育教學目標，不斷完善專業(yè)課程教學大綱。深入挖掘?qū)I(yè)課程的哲學、德育內(nèi)涵和元素，明確素質(zhì)教學目標。做好教學內(nèi)容設計，將“愛國主義家國情懷”“大國工匠精神”“科學探究精神”等能夠體現(xiàn)中國特色社會主義核心價值觀與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相關的素質(zhì)教育元素嵌入課程教學全過程。例如，在講解《電子技術基礎》課程“集成電路”“芯片”等相應知識點時，可以把我國當前芯片研發(fā)相關技術的發(fā)展現(xiàn)狀作為教學內(nèi)容，與學生討論，讓學生在體會到科研進步的同時，也認識到相關技術的落后。充分認識國內(nèi)外關鍵技術的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)當代大學生的使命感和責任意識，激勵他們奮發(fā)圖強，為國家的科技發(fā)展貢獻自己的力量。除此之外，還可以結(jié)合重大核心技術的發(fā)展歷程，將一些重大技術變革或者具有時代局限性的不合理科技判斷作為案例，比如《電路理論基礎》課程，可和學生一起討論交直流電路之爭。通過有爭議的議題，引起學生的共鳴，培養(yǎng)學生知行合一、不斷探索真理的精神。

（2）優(yōu)化教學設計，拓寬素質(zhì)教育的渠道，充分利用現(xiàn)代化教學技術手段。電氣工程專業(yè)課程涉及的行業(yè)技術發(fā)展迅猛，任課教師需要實時掌握專業(yè)領域相關技術發(fā)展態(tài)勢，不斷更新教材、教學內(nèi)容。另外，實現(xiàn)素質(zhì)教育理念下的專業(yè)教學需要做好教學設計，不斷創(chuàng)新教學方式和手段。以傳統(tǒng)課堂教學為主體，以互聯(lián)網(wǎng)平臺網(wǎng)絡授課為輔助的課內(nèi)課外、線上線下的“混合式”教學模式可以打破授課場所局限、聽課學生人數(shù)、上課時間等時空限制，對基于素質(zhì)教育理念的本科教學提供了強有力的技術支撐。課間休息的時候，播放提前制作好的小視頻或網(wǎng)絡現(xiàn)有的相關小視頻，可以播放《大國重器》《中國為何造不出芯片》等視頻，激發(fā)學生的學習興趣，強化學生學習的內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)他們的使命感。課后，利用QQ群、微信群、學堂在線等網(wǎng)絡媒介或平臺，不定期分享一些與專業(yè)課程密切相關的熱門科技新聞，讓學生及時跟蹤所學專業(yè)發(fā)展態(tài)勢；利用“挑戰(zhàn)杯”等大賽，向?qū)W生展示優(yōu)秀科技作品，鼓勵他們積極參與各種挑戰(zhàn)，激勵他們迎難而上、銳意進取的精神，培養(yǎng)科技創(chuàng)新的素質(zhì)。

（3）建立全過程形成性教學評價體系，保障素質(zhì)教育前提下的專業(yè)教學效果。探索教學全過程形成性評價方法，解決以往終結(jié)性評價方式結(jié)果單一的問題，將傳統(tǒng)專業(yè)課程學業(yè)評價從單一的專業(yè)知識層面，向人文素質(zhì)、科研素養(yǎng)、工程倫理、團隊協(xié)作、愛國敬業(yè)、社會責任感等角度拓展?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”思想，探索智慧教學評價機制，從空間角度將評價分為線上和線下評價，結(jié)合全過程（時間角度）形成性評價，立體地收集教學過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使教學評價更加科學化。同時，積極開拓其他評價手段，研究多種評價方式并存的教學綜合評價體系，實現(xiàn)對教學對象的全方位測評。

3 結(jié)語

在電氣工程相關課程專業(yè)教學過程中，要加強專業(yè)素質(zhì)教育方面相關內(nèi)容的研究，不斷挖掘素質(zhì)教育元素或案例，形成具有專業(yè)特色的素質(zhì)教育元素案例庫，并實現(xiàn)不同高校的交流共享。與此同時，充分利用先進的教育教學技術手段，不斷優(yōu)化融合素質(zhì)教育元素新教學內(nèi)容的授課方式、方法，實現(xiàn)線上線下混合式素質(zhì)教育+專業(yè)教學新的教學模式。與此同時，在電氣工程專業(yè)相關課程教學評價過程中，滲透素質(zhì)評價成分，在培養(yǎng)學生“能”的同時，樹立學生良好的“德”，從而更好地實現(xiàn)高校立德樹人的教育目標。