江春冬 劉斌
河北工業(yè)大學(xué)人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院 天津 300130
課程思政教育理念自提出以來,幾經(jīng)發(fā)展,已經(jīng)從萌芽狀態(tài)漸成雛形。全國上下各學(xué)段各門課程的教師都投入了十足的精力,進(jìn)行了課程思政多角度全方位探索[1]。不管從事哪一個(gè)學(xué)段的教育工作,每一位教育工作者都必須思考:教育的目的究竟是什么?
高等教育工科專業(yè)課堂是培養(yǎng)推動(dòng)人類社會進(jìn)步的各行各業(yè)工程師的主戰(zhàn)場,傳統(tǒng)的工科專業(yè)課堂注重的是知識傳授和能力培養(yǎng),解決的是培養(yǎng)什么樣的工科專業(yè)人才問題,思政教育解決的是為誰培養(yǎng)人的問題[2]。只有將課程思政引入工科專業(yè)課堂,增加工科專業(yè)課堂的價(jià)值引領(lǐng)作用,才能更好地完成工科專業(yè)課程固本培元、立德樹人的教育目的[3]。
本文以筆者講授的自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程電機(jī)與執(zhí)行器為例,分析當(dāng)前工科專業(yè)課堂存在的問題,探討引入思政教育后高校工科專業(yè)課堂的多重引領(lǐng)作用。
近十年來,高校工科專業(yè)課程調(diào)整頻次多、幅度大,主要的調(diào)整方向是學(xué)時(shí)的減少。以筆者所授電機(jī)與執(zhí)行器課程來說,就由原來的96 學(xué)時(shí),初縮減為80 學(xué)時(shí),再縮減為72 學(xué)時(shí),到現(xiàn)下只有64 學(xué)時(shí)。課時(shí)減少并不意味著所授內(nèi)容減少,相反,隨著技術(shù)的進(jìn)步,在原有內(nèi)容基礎(chǔ)上還要加入新的內(nèi)容。要想將課程內(nèi)容完整講授,傳統(tǒng)的授課方式很難滿足要求,需要教師進(jìn)行系列的教學(xué)調(diào)整和改革,比如教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方案的設(shè)計(jì)、教學(xué)方法的改進(jìn)和教學(xué)方式的利用。最終的教學(xué)目標(biāo)是完成課程的培養(yǎng)作用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
科技的進(jìn)步為教學(xué)手段的進(jìn)步提供了有力的支撐,中國大學(xué)MOOC、微課等資源為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)提供了便捷的途徑,但也對學(xué)生的思想、習(xí)慣和思維方式造成了一定的沖擊。并不是所有大學(xué)生的自制能力都很強(qiáng),快餐式的五花八門的視頻更容易吸引學(xué)生的注意力,從而增加其網(wǎng)絡(luò)瀏覽時(shí)間,造成過多時(shí)間上的浪費(fèi)。不良視頻還會影響到學(xué)生的思想,導(dǎo)致他們目標(biāo)的偏離和喪失。
課程思政引入工科專業(yè)課堂可以改善學(xué)生存在的一些思想問題,但同時(shí)可能會給已經(jīng)捉襟見肘的課時(shí)造成不小的壓力。對主動(dòng)或被動(dòng)地合并到課程思政的軌道上來的專業(yè)課教師也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)[1]。高校工科專業(yè)課的教師上思政課本身就是門外漢,門外漢做事就容易出現(xiàn)各種各樣的狀況。比如為響應(yīng)思政理念,在課堂上加入了過多的思政內(nèi)容,擠壓了專業(yè)課授課時(shí)間,導(dǎo)致專業(yè)知識講解不深入、不透徹,使本來系統(tǒng)的內(nèi)容碎片化,或者只剩下骨骼式的框架。又比如教師在課堂上增加了不恰當(dāng)?shù)乃颊兀瑸榱怂颊颊?,思政?nèi)容重復(fù)化、生硬化、形式化、口號化,這既浪費(fèi)了寶貴的課堂時(shí)間,又容易引起學(xué)生的反感,甚至起到相反的作用。
這些問題存在于每一門工科專業(yè)課堂中,急需規(guī)范的頂層設(shè)計(jì),更需要有經(jīng)驗(yàn)的教師多方參與和奉獻(xiàn),才能使高校工科專業(yè)課程思政更好地發(fā)揮它的作用。
大學(xué)階段是培養(yǎng)一個(gè)人從社會人向?qū)I(yè)人轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),專業(yè)課在其中起著舉足輕重的作用,工科專業(yè)課程更是如此。工科專業(yè)課程是學(xué)生獲得專業(yè)知識的核心所在,在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中占比較大[4]。要想為祖國建設(shè)培養(yǎng)合格的工程人才,讓他們學(xué)好專業(yè)課是基礎(chǔ)。工科專業(yè)課程往往邏輯性較強(qiáng),知識點(diǎn)與知識點(diǎn)之間環(huán)環(huán)相扣,理論聯(lián)系實(shí)際突出,對學(xué)生專業(yè)知識和工程能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。引入課程思政后,工科專業(yè)課程還要起到價(jià)值觀和人格塑造作用。因此,工科專業(yè)課堂要進(jìn)一步承擔(dān)更多的引領(lǐng)作用。
一直以來,工科專業(yè)課堂都非常重視知識的傳授。理論課堂上需要將專業(yè)知識系統(tǒng)地傳授給學(xué)生,使學(xué)生獲得相應(yīng)的專業(yè)技能。實(shí)驗(yàn)課堂上需要完成對理論知識的理解和驗(yàn)證,也可以做到一定程度的創(chuàng)新,同時(shí)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。工科專業(yè)課堂知識引領(lǐng)的完成是比較充分的。即使在課時(shí)減少的情況下,也能針對核心知識進(jìn)行自成體系的講授,使學(xué)生能夠從整體上把握課程所授專業(yè)知識,促進(jìn)知識目標(biāo)的達(dá)成。
以電機(jī)與執(zhí)行器課程為例,通過課堂學(xué)習(xí),學(xué)生能夠利用電機(jī)與拖動(dòng)的共同理論,掌握直流電機(jī)、變壓器、三相異步電動(dòng)機(jī)等典型電機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件、磁場、分析方法、運(yùn)行特性等理論知識;對拖動(dòng)基礎(chǔ)部分,掌握電機(jī)與負(fù)載匹配時(shí)起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速的方法和特點(diǎn)。課堂上,教師充分利用各種教學(xué)手段,使學(xué)生盡可能完成對這些抽象理論的消化吸收,從而完成課堂對這些專業(yè)知識的引領(lǐng)。
工科專業(yè)課程教師把知識傳授給學(xué)生的同時(shí),更需要幫助學(xué)生提升各方面的能力。這些能力包括內(nèi)化專業(yè)知識的能力、歸納總結(jié)自學(xué)的能力、獨(dú)立解決復(fù)雜問題的能力、合作能力和創(chuàng)新能力等。課堂上對這些能力的引領(lǐng)有時(shí)是由教師直接講授,大多是潛移默化的。所有課程的正向能力引領(lǐng)匯聚起來,便可提升學(xué)生自身的能力,使學(xué)生成為對社會有用的且有競爭力的專業(yè)工程人才。
仍舊以電機(jī)與執(zhí)行器課程為例,每次講完一章,筆者都要為學(xué)生進(jìn)行知識的總結(jié)和歸納,一方面幫助學(xué)生回顧所學(xué)知識的重點(diǎn)和難點(diǎn),為學(xué)生的復(fù)習(xí)提綱挈領(lǐng),另一方面將看似零散的知識點(diǎn)以因果關(guān)系串聯(lián)起來,使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的脈絡(luò)有清晰的把握。這種總結(jié)起到了較好的效果,對學(xué)生內(nèi)化專業(yè)知識能力和歸納總結(jié)能力都是一種訓(xùn)練。后期有的學(xué)生會在教師總結(jié)之前主動(dòng)進(jìn)行自我總結(jié),利用表格、思維導(dǎo)圖等方式完成知識的梳理,同步對知識進(jìn)行吸收。授課過程中,筆者針對與前期課程關(guān)聯(lián)較多的知識點(diǎn),和學(xué)生一起回顧,并把新學(xué)的知識與學(xué)生原有知識關(guān)聯(lián)。腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),只有將一個(gè)新的知識點(diǎn)融入一個(gè)人已有的知識網(wǎng)絡(luò),成為他知識構(gòu)架中的一個(gè)結(jié)點(diǎn),才算真正完成知識構(gòu)建并加以利用,這是培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)化專業(yè)知識能力的另一種方式,同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考并學(xué)會解決復(fù)雜問題。在各種測試和實(shí)驗(yàn)過程中,會提到一些相對復(fù)雜的或?qū)嶋H的問題,與學(xué)生一起探討解決問題的方法,在實(shí)踐中提升學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)候,一組三四個(gè)學(xué)生寫一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告,而且每一位學(xué)生至少寫一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告,作為實(shí)驗(yàn)成績的一部分。在這種要求下,為了拿到一個(gè)較好的分?jǐn)?shù),同組學(xué)生均會認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn),互相提醒督促,團(tuán)結(jié)一致,這對學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力也是一種較好的培養(yǎng)。
工科專業(yè)課堂雖然以知識和能力的引領(lǐng)為主,但價(jià)值引領(lǐng)也不可忽視。然而工科專業(yè)的價(jià)值引領(lǐng)與文科課程和思政課程不同,它更加立足于從專業(yè)的角度來塑造學(xué)生的思維、思想、人格、行為規(guī)范等。任課教師亦應(yīng)立足課程,以此為切入點(diǎn),認(rèn)真思考如何完成工科專業(yè)課堂課程思政的價(jià)值引領(lǐng)。
仍舊以電機(jī)與執(zhí)行器課程為例,講一講筆者膚淺的看法。電機(jī)與執(zhí)行器是學(xué)生學(xué)習(xí)較早的一門理論聯(lián)系實(shí)際的工科專業(yè)課程,有較多的前輩為本門學(xué)科的發(fā)展與應(yīng)用做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),他們的事跡影響著一代又一代的后來人。教師可以在課堂上引入這些人物事跡和重大工程案例,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)自豪感、工匠精神和愛國情懷。眾所周知,大學(xué)生在做作業(yè)或測試時(shí),抄襲的情況比較嚴(yán)重,教師可以在作業(yè)講解過程中,引入合適的誠信教育案例,使學(xué)生明白誠信的重要性。實(shí)驗(yàn)過程中,教師要向所有學(xué)生集中講解用電安全規(guī)范,及時(shí)糾正學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的不規(guī)范行為,加深學(xué)生對用電規(guī)范的掌握。查線過程中,適時(shí)指出學(xué)生所接電路不規(guī)范的地方,并以問題的形式對相關(guān)知識點(diǎn)加以鞏固,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生專業(yè)規(guī)范性的引領(lǐng)。上課過程中,結(jié)合教師的特點(diǎn)或時(shí)事問題,完成對學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)。比如筆者比較喜歡中國傳統(tǒng)文化和古詩詞,在課堂上引入王國維論述人生三境界的三句詩詞,暗合了學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,同時(shí)增加了學(xué)生對中國文化的認(rèn)同,增強(qiáng)了學(xué)生的文化自信。
能力引領(lǐng)和價(jià)值引領(lǐng)有時(shí)是互相融合的,能力中的學(xué)習(xí)方法的輸入、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力也包含了相應(yīng)的價(jià)值引領(lǐng)作用。
課程的價(jià)值目標(biāo)是配合實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識和能力的培養(yǎng)目標(biāo),是完成學(xué)術(shù)育心、立德樹人的價(jià)值引領(lǐng)[5]。因此,要結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程特點(diǎn)制定合適的價(jià)值目標(biāo),通過課程思政促使該目標(biāo)的達(dá)成。
電機(jī)與執(zhí)行器課程作為自動(dòng)化專業(yè)核心基礎(chǔ)課程之一,是典型純粹的工程專業(yè)課程,基于課程特點(diǎn)和地位,結(jié)合任課教師的特點(diǎn),課程組教師群策群力,制定了該課程的思政目標(biāo)。
1)價(jià)值觀培養(yǎng):通過時(shí)事熱點(diǎn)事件和專業(yè)榜樣人物及工程案例,培養(yǎng)學(xué)生的格局意識、家國情懷、社會責(zé)任感。2)人格塑造培養(yǎng):通過實(shí)驗(yàn)、作業(yè)和測試,培養(yǎng)學(xué)生的誠信意識、協(xié)作精神、文化自信。3)職業(yè)情操培養(yǎng):通過工程案例和實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)規(guī)范意識、職業(yè)倫理道德、學(xué)科價(jià)值認(rèn)同。
針對課程的價(jià)值目標(biāo),筆者選擇了三個(gè)典型的思政案例,與讀者進(jìn)行交流探討。
案例1 緒論課上對價(jià)值觀的培養(yǎng)
電機(jī)與執(zhí)行器課程的緒論課程圍繞課程簡介、電機(jī)與拖動(dòng)的基本概念、課程意義、相關(guān)技術(shù)發(fā)展歷史、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法展開,由于沒有針對具體知識點(diǎn)的深入學(xué)習(xí),涉及的點(diǎn)又比較多,可以多點(diǎn)融入思政元素,完成價(jià)值目標(biāo)的培養(yǎng)。
【案例背景】電機(jī)與執(zhí)行器的發(fā)展史是一代又一代專家學(xué)者的奮斗史。我國電機(jī)發(fā)展起步較晚,20 世紀(jì)20 年代前工業(yè)用所有電機(jī)均來自國外,甚至技術(shù)人員也來自國外。中國的電機(jī)工業(yè)滯后西方七八十年,然后歷經(jīng)磨難和艱辛,幾經(jīng)中斷再續(xù)寫,直到新中國成立后,我國自主研發(fā)的電機(jī)才有了較快的發(fā)展。
【案例描述】在講述電機(jī)與執(zhí)行器相關(guān)技術(shù)發(fā)展歷史時(shí),向?qū)W生講述電機(jī)工業(yè)的發(fā)展史,順其自然地就會講到中國電機(jī)工業(yè)發(fā)展過程,引入中國電機(jī)之父鐘兆琳先生和他促成的第一家民族電機(jī)制造廠華生電機(jī)廠的事跡;引入江澤民總書記在上海電器科學(xué)研究所任職期間帶領(lǐng)專業(yè)人員獨(dú)立研制我國新一代系列交流電機(jī)J2、JO2 的事跡;引入2019年株洲電機(jī)公司新研發(fā)的永磁牽引電機(jī),將中國高鐵牽入400 公里時(shí)速的工程案例,培養(yǎng)學(xué)生對課程的熱愛和專業(yè)自豪感、民族自豪感及愛國熱情。同時(shí)也引入國外著名電機(jī)生產(chǎn)廠家,如美國的GE,德國的西門子,瑞士的ABB,日本的三菱、東芝和日立,法國的阿爾斯通和施耐德等,學(xué)生聽到這些耳熟能詳?shù)墓久郑芗訌?qiáng)對課程重要性的理解,教師也可通過對比和國外的差距激發(fā)學(xué)生的斗志。
【案例意義】通過中國電機(jī)行業(yè)榜樣人物事跡和工程案例的引入,培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和家國情懷;通過國內(nèi)外電機(jī)產(chǎn)品的對比,激發(fā)學(xué)生的民族精神和奮斗精神。
案例2 對比電機(jī)外特性,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生人格塑造的價(jià)值培養(yǎng)
電機(jī)分為旋轉(zhuǎn)電機(jī)和靜止電機(jī),旋轉(zhuǎn)電機(jī)又分為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。無論哪種電機(jī),在學(xué)完其原理和分析方法后,都會講解它的外特性。在講授外特性知識點(diǎn)時(shí),可以與學(xué)生探討他們想有什么樣的“外特性”,如何獲得相應(yīng)的“外特性”,從而完成對學(xué)生人格塑造的價(jià)值培養(yǎng)。
【案例背景】電機(jī)與執(zhí)行器課程中典型電機(jī)部分一般先講直流電機(jī),之后是變壓器和交流電機(jī)。所以最先接觸的外特性是有關(guān)直流電機(jī)的,包括直流電動(dòng)機(jī)的外特性和直流發(fā)電機(jī)的外特性。外特性是裝置對外的表現(xiàn),是人們選擇使用該裝置時(shí)的一個(gè)主要依據(jù)。只有裝置的“外特性”優(yōu)良,才更容易被選擇和使用。
【案例描述】電機(jī)外特性的內(nèi)涵是指外界負(fù)載變化時(shí),對電機(jī)性能的影響,是使用者關(guān)注的電機(jī)的外在表現(xiàn),更是電機(jī)內(nèi)在原理性能的一種體現(xiàn)。對直流電動(dòng)機(jī)來說,負(fù)載變化就意味著電樞電流的變化,而使用者對電動(dòng)機(jī)關(guān)心的量主要包括電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和效率,所以直流電動(dòng)機(jī)的外特性是指穩(wěn)態(tài)情況下,直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、效率分別隨電樞電流變化的情況。而對直流發(fā)電機(jī)來說,由于它一般作為直流電源使用,所以它的外特性是指負(fù)載變化時(shí),發(fā)電機(jī)電樞機(jī)端電壓的變化情況。變壓器和交流電機(jī)也是如此。電機(jī)的外特性是根據(jù)它的工作原理而完成的對外的顯現(xiàn),從而成為別人選擇它的一個(gè)依據(jù)。我們可以把每個(gè)人都看作一個(gè)裝置,需要通過學(xué)習(xí)不斷提高自己的內(nèi)在綜合能力,從而豐富自己的“外特性”,當(dāng)我們出去找工作或者面試的時(shí)候,就會更容易被別人認(rèn)可。我們學(xué)習(xí)的每一個(gè)知識點(diǎn),每一門知識,只有化作自己的知識,才能夠不斷增強(qiáng)自己的能力,也就是增強(qiáng)自己的“外特性”?!巴馓匦浴痹綇?qiáng),競爭力就越強(qiáng)。
【案例意義】通過對比電機(jī)的外特性,鼓勵(lì)學(xué)生腳踏實(shí)地,認(rèn)真對待自己走的每一步,提升自己的對外表現(xiàn)能力,完成自己最好人格的塑造。
案例3 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力的培養(yǎng)
直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械性能的外在表現(xiàn),是電機(jī)與執(zhí)行器課程中的重要知識點(diǎn)之一,也是直流拖動(dòng)基礎(chǔ)上各種運(yùn)行狀態(tài)分析的核心。正因該知識點(diǎn)的重要性,筆者所在學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)安排了該機(jī)械特性的測量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課堂上通過回顧直流電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換過程及實(shí)驗(yàn)安排,對學(xué)生進(jìn)行了協(xié)作精神和專業(yè)規(guī)范的價(jià)值培養(yǎng)。
【案例背景】直流電動(dòng)機(jī)是將電能變成機(jī)械能的裝置,但電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換通過磁場這一媒質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。也就是說,電動(dòng)機(jī)先把電能轉(zhuǎn)變成磁能,再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。電、磁、力的匹配協(xié)作才能發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大作用。該原理是在理論課堂上學(xué)習(xí)的,在直流電機(jī)機(jī)械特性測量的實(shí)驗(yàn)課上可以進(jìn)一步鞏固。配合實(shí)驗(yàn)課上用電安全、接線規(guī)范、分組協(xié)作、操作合理等實(shí)驗(yàn)形式,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課堂的思政教育。
【案例描述】在直流電機(jī)機(jī)械特性測量實(shí)驗(yàn)課堂上,首先調(diào)查實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況,向?qū)W生提出“直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的”和“直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的含義和轉(zhuǎn)化”問題。幫助大家回顧直流電動(dòng)機(jī)的工作原理,使學(xué)生理解電機(jī)中的電—磁—力(力矩)的能量轉(zhuǎn)換過程,幫助他們回顧協(xié)作的重要作用,同時(shí)使學(xué)生理解為什么機(jī)械特性測量時(shí)要保證磁通不變。之后對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作規(guī)范進(jìn)行講解,提醒學(xué)生如何做到用電安全,并在實(shí)驗(yàn)查線過程中進(jìn)行規(guī)范性考查。再之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組,讓每組學(xué)生進(jìn)行分工,包括誰接線、誰檢查、誰操作、誰主寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,考查學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性、操作的合理性、數(shù)據(jù)記錄的完整性、實(shí)驗(yàn)完成的快速性。
【案例意義】通過實(shí)驗(yàn)課堂的思政教育,使學(xué)生深刻體會團(tuán)結(jié)協(xié)作、專業(yè)規(guī)范的重要性,完成對學(xué)生協(xié)作精神和行業(yè)規(guī)范的價(jià)值培養(yǎng)。
課程思政是當(dāng)前國家對教育各階段提出的要求,包括大學(xué)階段的工科專業(yè)課程。本文以課程思政為背景,以電機(jī)與執(zhí)行器課程為基礎(chǔ),探討了工科專業(yè)課課堂的知識引領(lǐng)、能力引領(lǐng)、價(jià)值引領(lǐng)的作用,最后給出了電機(jī)與執(zhí)行器課程三個(gè)思政案例的具體實(shí)施過程,并闡明其意義,以此突出工科專業(yè)課堂的價(jià)值引領(lǐng)作用的實(shí)現(xiàn)。