案例與思政融合的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)

［摘 要］ 針對“電力電子技術(shù)”課程思政推進過程中存在的思政元素挖掘和利用的困境，提出構(gòu)建“電力電子技術(shù)”課程思政資源庫的想法并給出具體構(gòu)建方法，針對課程思政流于形式的現(xiàn)象，提出單元案例式教學(xué)與課程思政相融合的一體化教學(xué)方法。同時，為了使單元案例式教學(xué)與裝備、科技等發(fā)展保持同步，給出了課程思政與案例內(nèi)容相結(jié)合的持續(xù)改進措施，為“電力電子技術(shù)”課程的課程思政教育有效推進提供了方法，也為其他同類課程的思政建設(shè)提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 電力電子技術(shù)；課程思政；資源庫；單元案例式教學(xué)；持續(xù)改進

［基金項目］ 2022年度海軍工程大學(xué)教改項目“《電力電子技術(shù)》課程思政教學(xué)改革及應(yīng)用”；2023年度海軍工程大學(xué)教改項目“《電力電子技術(shù)》課程線上資源建設(shè)及混合式教學(xué)應(yīng)用”

［作者簡介］ 黃雅鑫（1987—），女，河南長葛人，博士，海軍工程大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，主要從事電力電子技術(shù)研究；于 飛（1974—），男，遼寧大連人，博士，海軍工程大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事電力電子及電氣傳動研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）42-0140-04 ［收稿日期］ 2023-05-27

“電力電子技術(shù)”作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其受眾面非常廣，海軍工程大學(xué)電氣工程及其自動化、船舶電子電氣工程等專業(yè)都把“電力電子技術(shù)”課程作為主干課程，這些專業(yè)的學(xué)員在畢業(yè)后將走向廣大一線或國防教育及建設(shè)崗位。因此，在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)中融入思政教育，其必將培養(yǎng)學(xué)員愛崗敬業(yè)、拼搏奉獻精神等德育方面發(fā)揮重要作用［1］。

在習(xí)近平總書記關(guān)于思想政治教育重要論述的指引下［2］，根據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)中針對課程思政教育推進過程中存在的思政元素挖掘和利用的困境，以及流于形式的現(xiàn)象，比如，課程思政環(huán)節(jié)標簽化現(xiàn)象、思政元素與課程內(nèi)容契合度低的現(xiàn)象、思政內(nèi)容與目標設(shè)置不適現(xiàn)象等［3-4］，課程組基于對授課內(nèi)容劃分的教學(xué)模塊以及授課對象的特殊性，從思政元素挖掘、歸納提煉思政教學(xué)案例中的思政問題等方面展開研究。通過調(diào)研、比較以及實踐檢驗的方法，探索如何有效地在專業(yè)基礎(chǔ)課程中融入課程思政元素，提出了基于電力電子知識體系結(jié)構(gòu)的單元案例式教學(xué)與課程思政相結(jié)合的一體化教學(xué)方法。

一、課程思政推進過程中的問題分析

隨著我校將課程思政建設(shè)提高到戰(zhàn)略高度，“電力電子技術(shù)”在授課過程中嘗試了從時政熱點、前沿技術(shù)以及裝備發(fā)展過程等方面進行思政融入，但是在融入的過程中存在“形”合而“神”不合的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下幾方面。

1.在引入時政熱點時，由于“電力電子技術(shù)”課程中的價值性的知識挖掘和轉(zhuǎn)化較為困難，存在設(shè)置思政環(huán)節(jié)標簽化的現(xiàn)象，缺乏對如何有機融合知識與價值的探索，從而導(dǎo)致思政元素與課程內(nèi)容銜接比較生硬，成并列進行態(tài)勢，不能在潤物無聲中達成對學(xué)員的德育教育。

2.在引入前沿技術(shù)時，注重對前沿技術(shù)發(fā)展的概述，或是僅僅停留在對前沿技術(shù)的介紹上面，缺乏對前沿技術(shù)攻克的技術(shù)壁壘與所學(xué)知識關(guān)聯(lián)的分析、國外如何對我國實行技術(shù)封鎖，以及工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者的拼搏精神、工匠精神的挖掘，導(dǎo)致思政元素與課程內(nèi)容的契合度不高。

3.在引入裝備發(fā)展過程時，注重對國內(nèi)外裝備技術(shù)的對比和差距的講述，存在夸大國外裝備的先進性，忽視我國科學(xué)工作者做出的重大貢獻的現(xiàn)象。同時，存在簡單復(fù)制其他同類裝備課程教學(xué)形式，缺乏對本課程和學(xué)生的特殊性進行分析，不能在授課過程中很好地激勵學(xué)員投身科技興軍、報效祖國的熱情。

二、思政元素的挖掘、歸納和提煉

課程選定的是王兆安、劉進軍編寫的機械工業(yè)出版社出版的《電力電子技術(shù)》［5］，教材的內(nèi)容如表1所示。結(jié)合本課程內(nèi)容標準和選定教材，根據(jù)電力電子技術(shù)學(xué)科的知識體系，把教材內(nèi)容劃分為四個模塊，即器件技術(shù)、變流技術(shù)、控制技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，具體模塊劃分參看表1。

為了擺脫各模塊課程思政教育推進過程中存在的思政元素挖掘和利用的困境，建設(shè)更加系統(tǒng)化和綜合化的授課體系，針對劃分的四個模塊分別進行思政元素的挖掘，具體方法如下。

1.器件技術(shù)模塊。由于課程講述的內(nèi)容很多都是國外產(chǎn)品，容易使學(xué)生形成我國國產(chǎn)技術(shù)落后的想法。因此，為了激發(fā)學(xué)員的自豪感、增強民族自信心，可從現(xiàn)階段我國在器件技術(shù)方面都做出了哪些進步、現(xiàn)階段哪些技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先世界整體水平等方面進行挖掘。例如，針對近年來我國高新科技領(lǐng)域多項關(guān)鍵技術(shù)受到國外限制這一現(xiàn)狀，通過講述我國“卡脖子”攻關(guān)榜樣典型案例——中國中車打破國外高端IGBT技術(shù)壟斷，讓中國高鐵裝上“中國芯”，中車時代電氣僅用不到8年，走完了國外同行30年的道路。通過創(chuàng)新形成了自己的技術(shù)特色，從而實現(xiàn)了在高壓IGBT芯片制造技術(shù)上的超越，進而引導(dǎo)學(xué)員樹立技術(shù)報國、科技報國的理想。

2.變流技術(shù)模塊。以光伏產(chǎn)業(yè)的逆變器、風(fēng)力發(fā)電變流器等為代表的變流器技術(shù)，針對其核心技術(shù)長期被國外壟斷，依靠進口的狀況，可從打破外國技術(shù)壟斷的典型事例進行挖掘。例如，山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院教授陳阿蓮，憑借著十年的堅持，其團隊打破了我國的高性能光伏逆變器基本被國外廠家壟斷的現(xiàn)象；我校馬偉明院士，面對風(fēng)力發(fā)電變流器核心技術(shù)一直被國外所壟斷的情況，帶領(lǐng)其團隊，費時兩年多，突破大功率變流器多項關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計瓶頸，一舉研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的2兆瓦級永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器。經(jīng)過鑒定，這一中國創(chuàng)造打破西方國家的技術(shù)壟斷，達到國際先進水平，在系統(tǒng)效率及電壓諧波等指標上均優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

3.控制技術(shù)模塊。其核心和教學(xué)重點是PWM控制技術(shù)，而PWM控制技術(shù)與器件技術(shù)、變流技術(shù)均有緊密聯(lián)系。例如，PWM控制技術(shù)在逆變電路中的廣泛而成功的應(yīng)用，以及在整流技術(shù)中的良好應(yīng)用前景，因此在該部分進行思政元素挖掘時，可從PWM控制技術(shù)應(yīng)用到逆變電路中帶來了哪些好處，來引導(dǎo)學(xué)員對人類發(fā)展史進行思考，即都是由“無”到“有”，再由“有”到“更好”的轉(zhuǎn)變，控制技術(shù)的不斷發(fā)展優(yōu)化，是為了滿足特定需求而發(fā)展起來的，更體現(xiàn)出這種轉(zhuǎn)變過程。

4.應(yīng)用技術(shù)模塊。作為器件技術(shù)、變流技術(shù)以及控制技術(shù)的綜合應(yīng)用，可從電力電子技術(shù)的發(fā)展狀況、電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟、現(xiàn)代國防裝備、艦艇裝備中的應(yīng)用、電力電子器件及各種電力電子電路的發(fā)展應(yīng)用中挖掘思政元素，同時本模塊挖掘的思政元素可根據(jù)課堂形式靈活運用到上述三個模塊當中，如圖1所示。

根據(jù)四種技術(shù)的思政元素特點，將不同技術(shù)涉及的思政元素進行歸類總結(jié)，構(gòu)建了“電力電子技術(shù)”課程思政資源庫，為教員的課程思政建設(shè)打下基礎(chǔ)。

三、單元案例式教學(xué)與課程思政相結(jié)合的一體化教學(xué)方法研究

由于“電力電子技術(shù)”課程四個模塊的教學(xué)內(nèi)容可分成多個相對獨立的單元。因此在技術(shù)知識的學(xué)習(xí)上，為加強理論與實際應(yīng)用相結(jié)合的同時，使學(xué)生更加清楚學(xué)習(xí)理論知識有何應(yīng)用、能實現(xiàn)何種功能、在未來的工作崗位中有何體現(xiàn)等。在此次教學(xué)改革中，對每個知識單元在授課過程中將其與構(gòu)建的課程思政資源庫中涉及的生活應(yīng)用案例、前沿技術(shù)發(fā)展案例等結(jié)合起來進行單元案例式教學(xué)。通過案例中涉及的歷史、人物、成就、危機等融入愛崗、敬業(yè)、愛國、奉獻以及責(zé)任擔(dān)當?shù)确矫娴牡掠瑥亩跐櫸餆o聲中起到思政教育的效果［6-7］。

例如：1.在器件技術(shù)單元案例式教學(xué)中，把器件技術(shù)的工作原理、發(fā)展方向及現(xiàn)狀與應(yīng)用結(jié)合起來，以數(shù)據(jù)說明我國目前在家用電器、高鐵應(yīng)用領(lǐng)域取得的巨大發(fā)展和光輝成就，激發(fā)學(xué)員的自豪感，增強其民族自信心。具體實施過程以全控型器件案例式教學(xué)為例，通過拋出器件芯片技術(shù)面臨西方技術(shù)封鎖的實際案例，來展開全控型器件IGBT結(jié)構(gòu)及原理等知識的學(xué)習(xí)，由于學(xué)員反映此部分內(nèi)容比較枯燥、抽象，因此在此部分環(huán)節(jié)中我們會結(jié)合動畫的形式來開展：通過IGBT工作原理的動畫輔助學(xué)員更好地掌握IGBT的工作原理和使用；通過學(xué)習(xí)其工作原理可引導(dǎo)學(xué)員思考存在哪些技術(shù)壁壘，未來的發(fā)展趨勢會是什么，進而向?qū)W員講述我國目前取得的突破有哪些；通過圖畫、新聞、視頻的形式向?qū)W員展示這些突破是如何應(yīng)用在我們的生活工作上的；通過學(xué)員課堂上的討論以及課下反饋，這種自然而然流露出的愛國主義情懷，在講專業(yè)知識過程中萌生的育人理念，能更好地達到課程思政目的。

2.在電力電子電路教學(xué)中，把理論電路和綜合電力系統(tǒng)及電磁能武器等裝備結(jié)合起來，說明馬偉明院士團隊在其中做出的重大貢獻，宣傳他們?yōu)閲朗聵I(yè)努力奮斗、追求卓越的團隊精神，激勵學(xué)員投身科技興軍、報效祖國的熱情。具體實施過程以三相整流變換單元案例式教學(xué)為例，此部分內(nèi)容在教學(xué)過程中，通過對比分析其結(jié)構(gòu)與單相整流電路有哪些不同，原理推導(dǎo)分析其輸出電壓、電流會有哪些變化，存在哪些優(yōu)勢，來引導(dǎo)學(xué)員思考十二相整流電路會有哪些變化、哪些優(yōu)勢，以及存在哪些問題等，進而引出其有哪些應(yīng)用。通過講述應(yīng)用過程中長期受到西方國家的技術(shù)封鎖，來引出在此情況下我校馬偉明院士的思想意識的變化，以及為能在世界高技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地所做的努力；通過講述馬偉明院士團隊如何夜以繼日地開展實驗研究，以及成功研制出帶整流負載的多相同步電機穩(wěn)定裝置后外商態(tài)度的變化等方面進行思政教育；通過樹立學(xué)員的危機意識和責(zé)任擔(dān)當意識，激勵學(xué)員投身科技興軍、報效祖國的熱情。

四、課程思政與案例內(nèi)容結(jié)合的持續(xù)改進

電力電子技術(shù)作為一門與時俱進、不斷發(fā)展的學(xué)科，隨著我國裝備技術(shù)的不斷發(fā)展優(yōu)化，學(xué)員未來崗位要求的不斷提升，各方素質(zhì)要求的不斷加強，教師在講授各模塊內(nèi)容的同時也要不斷更新自身的知識體系，及時更新教學(xué)內(nèi)容，使單元案例式教學(xué)與裝備、科技等發(fā)展保持同步，使課程思政目標與新時代、新專業(yè)對人才素質(zhì)能力培養(yǎng)的新要求一致。這就需要教員不但要持續(xù)關(guān)注電力電子技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)裝備的發(fā)展情況、國外的技術(shù)發(fā)展狀況、國內(nèi)的技術(shù)突破等，而且要了解培養(yǎng)學(xué)員的訴求有哪些。同時，為了使課程思政與社會發(fā)展、時政熱點同頻同振，還要求教員加強關(guān)注時政熱點，加強與所授專業(yè)課相聯(lián)系方面的思考，并進行提煉歸納，不斷為思政資源庫建設(shè)添磚加瓦。

另外，為了使課程思政建設(shè)與不斷更新的內(nèi)容進行更好地融合，可根據(jù)反饋，不斷優(yōu)化課程設(shè)計?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程主要通過以下幾個方面不斷優(yōu)化改進：（1）根據(jù)我們授課對象的不同，提前通過座談的形式，了解其對本課程的訴求有哪些，分析其未來的任職崗位與本課程的聯(lián)系有哪些，并在案例式教學(xué)時優(yōu)先選取與學(xué)生工作相關(guān)的實例。通過案例來說明所學(xué)知識的重要性，不但能引起學(xué)員的重視，而且使學(xué)員了解未來崗位中的裝備情況。在課程思政上結(jié)合案例中的裝備的更新發(fā)展、技術(shù)攻關(guān)來挖掘、設(shè)計。（2）通過對往屆學(xué)員進行問卷調(diào)查，掌握培養(yǎng)學(xué)員的工作崗位需求變化，不斷優(yōu)化內(nèi)容設(shè)置，使授課對象更好地適應(yīng)未來的工作崗位。（3）通過邀請往屆學(xué)員返校交流，以及去一線崗位調(diào)研的形式，了解學(xué)員在崗位中面對的各種狀況。不斷地從中挖掘思政元素，使思政元素更貼近學(xué)員的工作生活，提高思政效果。（4）通過課下與學(xué)員交流、開班務(wù)會的形式了解學(xué)員的困惑，以及其對時政熱點、前沿技術(shù)、裝備等方面的渴求，使課程思政內(nèi)容更加貼近學(xué)員的生活以及未來工作，使課程思政內(nèi)容入腦入心。

結(jié)語

本文分析了“電力電子技術(shù)”課程在課程思政推進過程中存在的問題，針對思政資源挖掘和利用的困境等問題，提出了根據(jù)劃分的四個模塊構(gòu)建課程思政資源庫的方法，針對“形”合而“神”不合現(xiàn)象；提出了單元案例式教學(xué)與課程思政相結(jié)合的一體化的教學(xué)方法。最后為了使單元案例式教學(xué)與裝備、科技等發(fā)展保持同步，使課程思政目標與新時代、新專業(yè)對人才素質(zhì)能力培養(yǎng)的新要求一致，本文闡述了課程思政與案例內(nèi)容相結(jié)合的持續(xù)改進措施方法，為“電力電子技術(shù)”課程思政的有效推進提供了具體方法，為其他同類課程的思政建設(shè)提供了參考。

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Teaching of Power Electronics Technology Course Based on Integration of Case Studies and

Ideological and Political Education

HUANG Ya-xin， YU Fei， WEI Yong-qing

（School of Electrical Engineering， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033， China）

Abstract： In view of the dilemma of digging and utilizing ideological and political elements in the curriculum ideology and politics of “Power Electronic Technology”， this paper puts forward the idea of constructing ideological and political resource library of “Power Electronic Technology” course and gives the concrete construction method. In view of the phenomenon of being limited to form， this paper puts forward the integrated teaching method of unit case teaching and curriculum ideology and politics combination， and at the same time， in order to make the unit case teaching keep pace with the development of equipment， science and technology， the article gives the continuous improvement measures of combining the ideological and political elements of the course with the case content， which provides methods for the effective promotion of curriculum ideology and politics in the course of “Power Electronic Technology”， and provides reference for the curriculum ideology and politics construction of other similar courses.

Key words： Power Electronic Technology; curriculum ideology and politics; resource library; unit case teaching; continuous improvement