工程教育認證理念下電力電子技術課程思政教學改革研究

雷美珍 任佳 潘海鵬 張益波 吳平

摘? 要：在浙江理工大學電力電子技術課程學情基礎上，引入工程教育認證理念，提出電力電子技術課程思政教學改革思路和方法。首先制定融合工程教育認證理念和課程思政的教學新目標，其次根據思政教育新目標對電力電子技術的教學內容進行改革，接著提出電力電子技術課程思政教育的教學新方法，最后引入多元考評手段，形成有效的持續(xù)改進機制。通過電力電子技術課程思政教育教學改革，力求達到思想教育潤物無聲的效果。

關鍵詞：課程思政；電力電子技術；工程教育認證；教學改革；持續(xù)改進

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）15-0151-04

Abstract： Based on the analysis of the learning situation of the course of Power Electronics Technology in our school， the concept of engineering education certification is introduced， and the ideas and methods of ideological and political education reform in the course of Power Electronics Technology are proposed. Firstly， a new teaching goal that integrates the concept of engineering education certification and ideological and political education is formulated. Secondly， the teaching content of Power Electronics Technology is reformed according to the new goal of ideological and political education. Then， a new teaching method of ideological and political education in the course of Power Electronics Technology is proposed. Finally， multiple evaluation methods are introduced to form an effective continuous improvement mechanism. Through the ideological and political education reform of the course of Power Electronics Technology， we strive to achieve the effect of ideological education that is imperceptible.

Keywords： curriculum ideology; Power Electronics Technology; engineering education certification; teaching reform; continuous improvement

在全國教育大會上，習近平總書記強調“堅持立德 樹人，加強學校思想政治工作，推進教育改革”[1]，同時圍繞如何培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞挠杏萌瞬胚@一根本問題上提出要求并作出工作部署。如何培養(yǎng)人才，是教育的首要問題。要在增強綜合素質上下功夫，促進人的全面發(fā)展，把思政教育貫穿在整個教學過程中[2]。要想把思政教育真正融入高校人才培養(yǎng)的全過程，需對基礎課程和專業(yè)課程的課程目標、教學內容、教學方法進行深度改革[3]。通過第一課堂融入和第二課堂滲透的方式，不斷挖掘和提煉課程相關的思政元素，才能培養(yǎng)大批德才兼?zhèn)?、擔當重任的社會主義建設者和接班人。將高校課程體系中的思政課程拓展到專業(yè)課程教學中，形成系統(tǒng)化的全新課程體系，力求達到思想教育潤物無聲的效果。

電力電子技術是一門理論與實踐并重的專業(yè)核心課程。主要培養(yǎng)學生熟悉電力電子器件的工作原理和選型方法，掌握四大電能變換電路的基本拓撲結構、運行原理、控制方式、計算方法和實驗技能，培養(yǎng)學生綜合分析和解決實際工程問題的能力[4]。電力電子技術課程是電力學、電子學和控制理論三大學科的交叉學科技術，在現(xiàn)代工業(yè)、發(fā)電、交通、醫(yī)療和航空航天等領域廣泛應用，對學生畢業(yè)后從事相關領域工作具有重要的指導和實踐意義。

結合授課教師十幾年的課程教學經驗和與學生的座談溝通，發(fā)現(xiàn)大部分學生存在以下問題。

缺乏家國情懷和責任擔當意識。很多學生以自我為中心，關心的內容常常局限于未來薪資高低和工作舒適度，很少能將個人發(fā)展與國家民族相關聯(lián)，以國家富強、民族復興為己任，從專業(yè)視角樹立科技報國的理想信念。

缺乏團隊合作和與時俱進的個人素養(yǎng)。大學期間，各種競賽和學習項目都是以團隊合作形式開展，但很多同學不善表達，溝通能力較差，導致項目無法順利開展，很多同學無法以積極心態(tài)開展合作性工作或學習（組織、領導、溝通），缺乏奮斗精神。

缺乏解決復雜工程問題的工程師精神和創(chuàng)新精神。很多同學缺乏工程理念，不會綜合各種約束條件來分析和解決問題，導致設計的很多方案沒有考慮實際工程可行性、經濟成本、可靠性、穩(wěn)定性及環(huán)保可持續(xù)性等。

針對上述問題，如何將思政教育融入課程教學顯得刻不容緩。在學情分析基礎上，探索工程教育認證理念下電力電子技術課程的思政元素融入形式，從課程內容、教學方法、評價體系三個方面進行分析和改革。其中，教學方法改革包括課堂教學方法、實驗教學方法改革和第二課堂教學方法。力求形成可執(zhí)行的課程思政教學行動，通過評價環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，持續(xù)改進，不斷完善。采用問卷調查、訪談、學生自評和互評等多維評價方式，檢驗課程思政教育成效，確保教學目標與教學活動、教學評價的一致性[5]。

一? 融合工程教育認證理念和課程思政的教學新目標

結合工程教育認證理念，立足于新時代人才培養(yǎng)目標和浙江理工大學學情，對電力電子技術課程如何融入思政教育進行全新設計，確立課程思政教學新目標。根據知識點和技能點挖掘課程思政元素，搜集思政典型素材，詳細考慮融入方式方法，形成可執(zhí)行的課程思政教學行動，重新確立本課程的教學新目標，具體如下。

課程目標1（思政目標）：結合電力電力技術的發(fā)展史，培養(yǎng)學生以國家富強、民族復興為己任，從專業(yè)視角樹立科技報國的家國情懷和責任擔當意識；在分析四大電能變換電路過程中，引導學生考慮各種實際工程約束條件，培養(yǎng)其解決復雜工程問題的工程師精神和創(chuàng)新精神；在實驗教學中，通過團隊合作和分工操作，培養(yǎng)學生的安全責任意識和協(xié)作精神。

課程目標2（知識目標）：掌握實用的電力電子器件的工作原理、運行特性、關鍵選型參數(shù)、控制模式和選型應用；熟悉和掌握各種基本的整流電路、逆變電路、直流斬波電路和交流-交流變流電路的拓撲結構、運行原理和控制方法及波形；掌握PWM控制方式和應用電路。

課程目標3（能力目標）：具有常用四大電能變換電路的分析能力，能對電路中用到的器件進行適當?shù)倪x型，能對不同類型的電路狀態(tài)進行參數(shù)的計算和波形的分析。

二? 教學內容的課程思政改革

根據最新修訂的教學新目標，對教學內容進行調整和優(yōu)化，重新編寫教案和多媒體課件，并更新課程網絡平臺線上內容。重點圍繞電力電子器件發(fā)展和四大電能變換電路等核心內容，設計思政教學案例，將課程思政元素融入實際教學過程中，實現(xiàn)教學新目標。電力電子技術課程教學內容設計見表1，將授課要點與思政元素實現(xiàn)映射，提升自動化專業(yè)課程思政育人成效。

三? 教學方法的課程思政改革

（一）? 課堂教學方法改革

電力電子技術是一門應用性和實踐性較強的專業(yè)課程，需加強對學生理論聯(lián)系實際解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)；通過實際思政工程案例融入課堂教學，培養(yǎng)學生刻苦專研的工程師精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。

緊密結合工程教育認證理念，根據增加思政元素后的教學新目標和教學新內容，充分采用多種現(xiàn)代化教學手段，改進教學方法，培養(yǎng)學生的愛國情懷，提升學生綜合素養(yǎng)。具體教學改革方法如下。

1? 采用線上線下混合式教學

將傳統(tǒng)課堂學習與在線學習有機融合，通過學習通或雨課堂等線上教學平臺，建立線上教學資源。除了基本的多媒體課件、習題和測驗，特別增加思政素材（科學家訪談錄、案例視頻資料和英文學習資料等）。學生可以提前查看和學習思政元素融入相關資源，便于課堂更好地切入和思政映射。

2? 融合思政教學案例實施案例式教學

電力電子技術廣泛應用于新能源發(fā)電行業(yè)，如光伏發(fā)電、海浪發(fā)電和風能發(fā)電等新能源發(fā)電案例。目前，全球的新能源發(fā)電正逐漸取代傳統(tǒng)能源發(fā)電。其中，風能和光能被廣泛應用，而電力電子技術則是實現(xiàn)這些新型能源轉換的關鍵技術。講解逆變器和變頻器知識單元時，分析風車和太陽能電池板如何將產生的直流電轉換為交流電，同時保持輸出電壓和頻率的穩(wěn)定性和可靠性。引導學生辯證看待問題，客觀評價現(xiàn)狀，激發(fā)學習熱情，培養(yǎng)工程師精神和創(chuàng)新精神[6]。

電力電子技術在能源領域的應用帶來眾多優(yōu)勢，但也面臨一些挑戰(zhàn)和難點。首先，環(huán)境保護問題是電力電子技術持續(xù)發(fā)展的重要因素。講解電力電子器件知識單元時，集合案例分析如何降低電子器件的功耗和熱損失，降低二氧化碳排放和資源消耗，理解實際工程項目中，能耗問題是電力電子技術研發(fā)的重要課題，培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題能力。其次，安全性也是電力電子技術發(fā)展中需要解決的難點，如電離輻射、電磁干擾等問題都需要得到解決。通過新能源思政案例融入課堂教學，培養(yǎng)學生的節(jié)能理念和環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展意識[7]。

3? 產教融合開展項目式教學

產教融合背景下，項目化教學法是高校培育綜合型人才過程中使用較多的一種方式，這一方式在課程思政教學實踐中能產生實際作用[8]。因此針對本課程教學中存在的實訓平臺不完善問題，著力拓寬產教融合項目化實訓平臺，給學生創(chuàng)設良好學習環(huán)境。通過高校與社會企業(yè)建立合作關系，聯(lián)合設置產教融合項目，在企業(yè)中增設或預留一些專供學生實訓的平臺和場所，定期組織學生到平臺中進行項目實訓，以此緩解校內實訓基地緊張的局面。同時，向上級部門申請專項實訓基地建設資金，利用校內的空地增設創(chuàng)新實訓小基地，以滿足學生實訓學習需求。

此外，以課程團隊教師的科研項目“通用變頻器系統(tǒng)設計”為基礎，開展整流和逆變電路創(chuàng)新項目設計。學生每個團隊有5名同學組成，分別完成硬件電路設計與EDA制板，軟件程序設計和綜合調試，通過綜合考慮多種約束條件，提高學生解決復雜工程問題能力，同時也培養(yǎng)學生工程師精神和團隊合作精神。

4? 加強課堂互動開展討論式教學

隨著人們對于教育理念的不斷深入研究，討論式教學方法已經越來越成為一種備受推崇的教學方式。在課程思政教學中，探討式教學方法采用的是互動交流的方式，能夠增強學生的參與感和互動性，激發(fā)學生的學習興趣和熱情。通過討論式教學方法的實踐，可以讓學生積極主動地參與到課堂討論中來，增強對于學習內容的掌握和理解，同時對于提高學生的思維能力、拓寬學生的知識視野、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力等方面都有較大的幫助作用。面對碳達峰和碳中和的目標，我們應該如何做起？教師從政府引導、技術發(fā)展、低碳生活和人才培養(yǎng)等方面引導學生思維發(fā)散，學生結合電力電力技術提出解決方案或路徑，可以自己探尋解決問題的方法并進行實踐，從而更加自主思考，培養(yǎng)出自己的創(chuàng)新能力。

（二）? 實驗教學方法改革

實驗教學是電力電子技術課程的重要教學環(huán)節(jié)。目前，大多數(shù)高校在進行電力電子實驗教學時，仍采用教師教授和示范為主的老舊教學方法，主要通過實驗操作等方式引導學生加強對課堂知識的掌握和應用。傳統(tǒng)實驗教學方式限制學生主觀能動性的發(fā)揮，與工程教育認證理念（以學生為主體）不符。此外，教師未能充分發(fā)揮對學生思想上的啟發(fā)和引導作用。為滿足我國新時代社會主義建設對人才培養(yǎng)思想上的需要，培養(yǎng)學生堅定的馬克思主義信仰和社會主義信念，增強對改革開放和現(xiàn)代化建設的信心以及對黨和政府的信任[9]。因此，有必要將思政教育融入和貫穿整個電力電子實驗教學中，特別是對其實驗教學方法進行重點改革。

1? 注重實驗安規(guī)，培養(yǎng)安全意識

由于電力電子技術很多實驗都涉及高壓大電流，實驗課程開始前，非常有必要進行實驗安規(guī)教育。課程引入思政素材“一只O形圈引發(fā)的挑戰(zhàn)者號航天飛機失事”災難分析圖片，通過此典型案例討論，強化電力電子實驗安規(guī)，誤操作類型及防范。重點圍繞提高實驗室安全意識和環(huán)保意識、牢記實驗室正確行為準則、注重實驗室安全風險及防范、如何做好實驗室安全工作等方面內容進行講解。并結合身邊的典型實例讓學生深刻理解實驗室存在的安全隱患將可能造成的危害，充分說明了“安全無小事”“隱患就是事故”。

2? 建立虛實結合的實驗教學模式

虛實結合的實驗教學模式，不僅可以解決高成本、高危險、高難度實驗和培訓項目的實施痛點，而且可以全方面、多角度地展現(xiàn)實驗教學全過程，讓更多學生愛上課堂。將MATLAB仿真軟件的電力系統(tǒng)工具箱應用于電力電子電路仿真中，可以對無法開展實際操作的高壓故障等工況進行仿真教學。實驗前教師在線上平臺發(fā)布實驗內容的仿真任務和指導文檔，學生在課余時間開展實驗內容仿真練習，有助于學生在實際實驗中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并更好促進理論知識的掌握。

（三）? 第二課堂教學方法改革

引導學生積極參加“大學生電子設計競賽”等與課程內容緊密相關的課外科技競賽。將課堂教學與課外競賽活動結合起來，實現(xiàn)以賽促學，以賽促教，具體見表2。比如電力電子技術中的橋式可逆斬波電路應用到小車電機驅動電路設計；DCDC穩(wěn)壓電路應用到小車的供電電源設計。通過教賽結合和學賽結合，大大激發(fā)教師和學生的積極性，更好培養(yǎng)了學生實踐創(chuàng)新能力。

四? 考核評價體系的課程思政改革

工程教育認證理念下，引入多元考評手段，形成有效的持續(xù)改進機制?；贠BE理念進行課程反向設計，采用多元考核手段，引入Rubric評價方式，形成可持續(xù)改進的良性循環(huán)機制。在內容與過程上，除了評價理論知識掌握情況，還考核學生的工程師精神、團隊合作和個人素養(yǎng)[10]。期末總成績包括平時成績、期末成績、實驗成績和創(chuàng)新項目成績。其中，平時成績占15%，主要包括課堂出勤率和課堂表現(xiàn)；期末成績占50%，主要考核理論知識點掌握情況；實驗成績占15%，主要評價學生實驗操作技能、團隊合作能力和實驗安全規(guī)范等；項目成績占20%，采用Rubric評價方式，注重工程師精神、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)等方面的評價。

五? 結束語

本文針對我校電力電子技術課程的教學特點，結合工程教育認證和課程思政要求，從課程內容、教學方法、評價體系三個方面進行分析和改革。其中，教學方法改革包括課堂教學方法、實驗教學方法改革和第二課堂教學方法。力求形成可執(zhí)行的課程思政教學行動，通過評價環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，持續(xù)改進，不斷完善。從而實現(xiàn)思想政治教育元素浸潤式融入該課程教學中，實現(xiàn)立體化滲透，培養(yǎng)推動國家經濟發(fā)展和科技進步的全方位電力電子專業(yè)人才。

參考文獻：

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