“電工基礎(chǔ)”實驗課程思政的研究與探索

禹永植，席志紅，李萬臣

（哈爾濱工程大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150000）

一、引言

“電工基礎(chǔ)”實驗是哈爾濱工程大學(xué)船舶工程、航天與建筑工程、動力與能源工程、機電工程、材料科學(xué)與化學(xué)工程、核科學(xué)與技術(shù)等多個專業(yè)的必修課程，全校約60個班級，學(xué)生受眾面廣?！半姽せA(chǔ)”實驗是講述電路的構(gòu)成、電路的基本定律，以及對電路的工作原理進行分析的一門電類基礎(chǔ)課程，具有理論性強、與實際生活聯(lián)系緊密的特點。該課程是很多專業(yè)后續(xù)課程的基礎(chǔ)，如“電機學(xué)”“電氣控制與PLC 技術(shù)”等，是帶領(lǐng)學(xué)生邁進電子工程技術(shù)大門的基礎(chǔ)課程。2020 年5 月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡稱“綱要”），提出，專業(yè)實驗實踐課程，要注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實踐能力[1]?！熬V要”的提出，指明了思想政治教育融入實驗類課程的發(fā)展方向。根據(jù)“綱要”內(nèi)容，哈爾濱工程大學(xué)積極開展“電工基礎(chǔ)”實驗課程思政的探索，實現(xiàn)思想政治教育與專業(yè)教育的有效結(jié)合。

二、“電工基礎(chǔ)”實驗課程思政的重要性

（一）實驗課程與思想政治理論課程的教學(xué)現(xiàn)狀

高校傳統(tǒng)的思想政治教育基本集中在“馬克思主義基本原理概論”“思想道德與法治”等課程。這些課程理論性較強，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定難度，容易引起學(xué)生的排斥心理。特別是有相當(dāng)一部分學(xué)生認為，思想政治理論課對以后的專業(yè)學(xué)習(xí)沒有幫助，因此，“混學(xué)分”的思想普遍存在，導(dǎo)致思想政治理論課的教學(xué)效果不佳。而專業(yè)課教師在實驗教學(xué)過程中，主要以專業(yè)知識講授、指導(dǎo)學(xué)生完成實驗內(nèi)容為主，在授課過程中忽視了對學(xué)生進行思想政治教育?！爸貙I(yè)教育，輕思想政治教育”的觀念在很多專業(yè)課教師中根深蒂固。上述兩方面造成了思想政治理論課與專業(yè)課都無法對學(xué)生的思想道德進行價值引導(dǎo)，專業(yè)課與思想政治教育沒有做到有效融合，因此，無論是從學(xué)生自身而言，還是從教師的思想轉(zhuǎn)變方面都亟須改進。

（二）思想政治教育融入實驗課程的必要性

“電氣”時代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，人們的生活對于“電氣”的依賴達到了新高度。目前，快速發(fā)展的人工智能、機器視覺、6G 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都需要雄厚的電力能源作為支撐[2-4]。目前，我國躋身制造強國的背后也離不開強大的電力供應(yīng)。因此，電類專業(yè)的發(fā)展影響著國民經(jīng)濟的發(fā)展及人類的進步?！半姽せA(chǔ)”實驗作為電類基礎(chǔ)實驗課程，承載著培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重任。學(xué)生通過該實驗課程的學(xué)習(xí)，可以掌握示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、毫伏表等專業(yè)測量設(shè)備的使用方法，能夠加深對基礎(chǔ)理論內(nèi)容的理解，做到“知行合一”。教師在實驗教學(xué)過程中，要把以人民為中心的根本政治立場與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生熱愛祖國，立志為社會主義事業(yè)服務(wù)，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興。在完成實驗內(nèi)容的過程中，教師應(yīng)幫助學(xué)生提升科學(xué)認知能力，對于遇到的實驗現(xiàn)象認真分析，敢于提出問題，能夠找出不同的實驗方法，鍛煉學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力、動手操作能力及團隊協(xié)作能力。教師通過深入挖掘“電工基礎(chǔ)”實驗課程的思政元素，積極探索實驗課程與思想政治教育的融合方式，幫助學(xué)生在科學(xué)探索中不斷創(chuàng)新，實現(xiàn)對學(xué)生的人生價值引導(dǎo)與學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)的有機融合，為后續(xù)相關(guān)課程的開展打下良好基礎(chǔ)。

三、挖掘“電工基礎(chǔ)”實驗課程中的思政元素

在挖掘“電工基礎(chǔ)”實驗課程中的思政元素的路徑中，教師可以采用“牧羊式”方法，充分發(fā)揮其主體優(yōu)勢，通過一言一行對學(xué)生進行價值引導(dǎo)。由于“電工基礎(chǔ)”實驗課程教學(xué)共8 學(xué)時，3 個實驗內(nèi)容，存在學(xué)時少、任務(wù)多的特點，因此，如何在實驗教學(xué)過程中挖掘思政元素，在完成實驗內(nèi)容的同時實現(xiàn)對學(xué)生的思想政治教育是目前亟待解決的問題。

（一）弘揚新時代愛國主義精神

中華民族走過了悠悠五千年，愛國精神深深地烙印在每個炎黃子孫的骨髓里。教師可以在“電工基礎(chǔ)”實驗課程中結(jié)合時代背景，宣揚愛國主義精神，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。在“交直流電路的測量與研究”實驗中，學(xué)生需要對電容、電感元件阻抗的頻率特性進行測試。教師可以結(jié)合我國老一輩科學(xué)家的科研經(jīng)歷講好“故事”，提出“問題”，激發(fā)學(xué)生的斗志。例如，1955 年錢學(xué)森回國，立志為國家服務(wù)，時任錢學(xué)森學(xué)術(shù)秘書的陶家渠回憶到，“當(dāng)時我們國家整個的元器件、煉鋼水平相當(dāng)?shù)?，電阻電容都做不出來，面對重重困難，錢學(xué)森等老一輩科學(xué)家廢寢忘食，夜以繼日地工作，成功研制了‘東風(fēng)’導(dǎo)彈，并發(fā)射了第一枚人造衛(wèi)星，使得我國航天事業(yè)得到了突破，讓西方國家從此不敢再輕視我國”[5]；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的劉永坦院士，帶領(lǐng)團隊艱難探索40 年，成功突破了西方國家對我國的技術(shù)圍堵，通過走自主創(chuàng)新的道路，擺脫了對國外技術(shù)與設(shè)備的過度依賴，實現(xiàn)了新體制雷達，被授予“時代楷模”稱號，獲得了國家最高科學(xué)技術(shù)獎。正是老一輩科學(xué)家的努力拼搏，奠定了我國科技的基礎(chǔ)。雖然我國在國防領(lǐng)域取得了長足進步，制造業(yè)正在向高端邁進，但是也需要清楚地意識到，在某些領(lǐng)域，我們依然要繼續(xù)努力。電阻、電容等元件作為電路的基礎(chǔ)，市場潛力巨大。一個手機就需要上千個電容元件與幾百個電阻元件，而我國目前生產(chǎn)的阻容元件只能占據(jù)中低端市場，高端的產(chǎn)品依然被國外一些廠家所把持。教師通過這些素材讓學(xué)生明白自己所擔(dān)負的民族偉大復(fù)興的歷史使命，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。在講解電路的電壓電流測量，以及有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)測量內(nèi)容時，教師介紹集成電路的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊的集成電路，并引申到國家科技戰(zhàn)略層面。以汽車芯片為例，由于產(chǎn)能受限，芯片價格一路攀升，我國展示的多種高科技武器裝備，這些都與芯片密切相關(guān)。通過熱點問題，引導(dǎo)學(xué)生立足于為人民服務(wù)，自強不息，勤勞勇敢，打破芯片的屏障，突破國際壟斷，實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的“中國夢”。

（二）傳承工匠精神，提升職業(yè)素養(yǎng)

“電工基礎(chǔ)”實驗課程通過對電路分析理論的驗證，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解、鞏固和提高。通過基本實驗儀器操作技能的訓(xùn)練及對實驗結(jié)果的觀察分析，培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力。在實驗過程中，教師應(yīng)靈活地將思政元素融入實驗內(nèi)容，深入挖掘?qū)嶒灢僮髦刑N含的思想政治教育價值，使學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。在“三相異步電動機”實驗教學(xué)中，教師首先講解異步電動機直接起動控制線路圖，介紹三相電路使用的注意事項。由于使用220 V 的電壓接入，因此，教師應(yīng)強調(diào)電路在接線過程或者更改電路時一定要將電路斷電再進行操作，接線過程中要嚴格按照控制電路圖進行連接，謹防短路的發(fā)生。通過嚴格的接線操作，引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中養(yǎng)成嚴謹、一絲不茍的工匠精神，在實驗過程中注重細節(jié)，特別是在接線過程中要檢查每個接線柱的螺絲是否松動，因為一顆螺絲松動都會導(dǎo)致該線路斷路，從而得不到實驗結(jié)果。實驗操作要持續(xù)、專注，“三相異步電動機”實驗需要學(xué)生自己進行連線，根據(jù)控制電路需要連接幾十根導(dǎo)線，在接線過程中如果注意力不集中容易造成漏接、短路等錯誤，因此，該實驗?zāi)軌蝈憻拰W(xué)生集中精神，培養(yǎng)其精益求精的工匠精神。教師引導(dǎo)學(xué)生對于工匠精神的理解不能只存在于字面，不能只喊口號，應(yīng)讓學(xué)生通過實驗課程切實體會到無論做什么事，首先要有高度的職業(yè)責(zé)任感，能夠承擔(dān)重任，干得了大事；其次要具有高度的專注力，具有干一行鉆一行，精益求精、苦練技術(shù)的精神；最后要有堅定的信念，只有勤學(xué)苦干，掌握技術(shù)，練好本領(lǐng)，才能在該領(lǐng)域成為“巨匠”。

（三）培養(yǎng)創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)研究的核心是創(chuàng)新思維，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，很多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展遇到了新的瓶頸。以通信技術(shù)為例，6G 技術(shù)的核心部分大多是由5G 技術(shù)延伸而來，鮮有顛覆性的新技術(shù)出現(xiàn)，為了能突破技術(shù)壁壘，需要廣大科研工作者利用創(chuàng)新思維推動技術(shù)發(fā)展。高校學(xué)生作為我國科研力量之一，應(yīng)該著重培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。因此，教師在“電工基礎(chǔ)”實驗課程中，應(yīng)設(shè)置培養(yǎng)創(chuàng)新思維的實驗內(nèi)容，在課堂中潛移默化地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。例如，在“交直流電路的測量與研究”實驗中，對于電感、電容上的電壓與電流的相位差測量，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生采用多種方法進行測量，將學(xué)生分為多個小組，針對不同的實驗結(jié)果進行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生進行深入細致地思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過分析示波器的測量結(jié)果來驗證理論課中的知識點。在“現(xiàn)代控制器邏輯編程及綜合控制實現(xiàn)”實驗中，利用PLC 實現(xiàn)交通信號燈自動控制部分需要學(xué)生自行編程設(shè)計，教師鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗箱交通燈的閃爍結(jié)果，分步驟進行程序調(diào)試。在實驗過程中，學(xué)生能夠逐步完成內(nèi)容要求，提高了自信心，對編程產(chǎn)生了濃厚的興趣，并且程序?qū)崿F(xiàn)方法多種多樣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，提升了獨立思考能力與動手操作能力。

（四）多模式課程思政教學(xué)

為了使“電工基礎(chǔ)”實驗課程融入思政元素，文章提出了多模式的課程思政教學(xué)方法。即教師結(jié)合目前豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，完善實驗教學(xué)案例，從教學(xué)方式上將線上自主學(xué)習(xí)與線下課堂教授相結(jié)合，從教學(xué)內(nèi)容上將驗證實驗與設(shè)計實驗相結(jié)合，將課程思政貫穿教學(xué)全過程。思想政治教育與實驗教學(xué)相融合的設(shè)計如圖1 所示。

圖1 實驗教學(xué)課程思政設(shè)計

“電工基礎(chǔ)”實驗課程充分利用“智慧樹”線上平臺，在實驗課前發(fā)布實驗內(nèi)容與相關(guān)要求。線上平臺資源如表1 所示。以第一個實驗“交、直流電路的測量與研究”為例，教師在線上平臺發(fā)布“電工基礎(chǔ)實驗安全操作須知”“常用電子儀器使用”“電工基礎(chǔ)實驗要求”“實驗數(shù)據(jù)與分析”“實驗指導(dǎo)書”等相關(guān)資料。為了能讓學(xué)生充分理解實驗原理，做到理論與實驗相結(jié)合，課程組錄制了Multisim電路仿真軟件的使用方法，并配合實驗實例進行仿真演示，隨后將這些視頻資料一起發(fā)布到線上平臺。同時，為了能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，將思想政治教育融入到線上教學(xué)中，課程組精心準(zhǔn)備了豐富的教學(xué)案例，例如，介紹芯片發(fā)展現(xiàn)狀、中國電力發(fā)展現(xiàn)狀等精彩的短視頻。這些豐富的線上資源，在受到新冠疫情沖擊，以及線上線下教學(xué)反復(fù)切換時，起到了至關(guān)重要的作用。學(xué)生即使不能在實驗室直接接觸實驗儀器，依然可以通過軟件仿真的方式觀察實驗結(jié)果，驗證理論內(nèi)容，完成實驗任務(wù)。學(xué)生通過線上預(yù)習(xí)，能夠培養(yǎng)獨立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。為了提升線上預(yù)習(xí)的效果，課程設(shè)置了線上考核方式，通過線上答題來檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。

在實驗室授課階段，“電工基礎(chǔ)”實驗課程實現(xiàn)“精細化”。首先，教師通過結(jié)合案例以“講故事”“提問題”等多元化的方式融入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生從思想上認識到學(xué)習(xí)知識的必要性。其次，教師要求學(xué)生獨立完成驗證性實驗，這部分為“必做內(nèi)容”，通過“必做內(nèi)容”培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，教育學(xué)生敢于實踐，用理論知識分析實驗，用實驗結(jié)果驗證理論，實現(xiàn)理論與實驗的真正結(jié)合；鼓勵學(xué)生以小組合作方式完成設(shè)計性實驗，這部分為“選做內(nèi)容”，可以采用多種測量方法，主要目的是鼓勵學(xué)生求真務(wù)實、勇于創(chuàng)新。最后，在撰寫實驗報告階段，教師要求學(xué)生針對實驗過程中的測試數(shù)據(jù)進行分析論述，按照相關(guān)報告要求進行規(guī)范化的撰寫，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析與職業(yè)能力。學(xué)生將實驗報告上傳至“智慧樹”平臺，教師在平臺進行評閱，學(xué)生可隨時查看報告中存在的問題，便于改進缺點，提升撰寫報告的能力。

四、結(jié)束語

高校的主要任務(wù)是培養(yǎng)人才，而在人才培養(yǎng)過程中，實驗環(huán)節(jié)不可忽視，對培養(yǎng)高水平的綜合素質(zhì)人才具有重要意義。文章深入分析了“電工基礎(chǔ)”實驗課程教學(xué)過程中蘊含的思政元素，探索了將實驗課程與思想政治教育相結(jié)合的教學(xué)方法與實現(xiàn)路徑，有效提升學(xué)生的思想認知，讓學(xué)生從思想上明確學(xué)習(xí)的必要性，做到“知行合一”。

表1 線上平臺資源