多維教學機制下工科課程思政探索與實踐

郭 璇 劉 豐 李文慧

(燕山大學 信息科學與工程學院， 秦皇島 066004)

面臨當今動蕩的國際局勢，大學生的思想政治培養已經成為了大學教育中必不可少的關鍵環節。“修身、齊家、治國、平天下”不僅適用于過去，更是我們當代人才培養的目標。早在2016年，習總書記就提出了“高校立身之本在于立德樹人。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全過程育人、全方位育人[1]。”這一指導思想使得教育回歸真諦，立德樹人是高校教育的根本，更是國家進步的根基。在2019年的座談會上習總書記又強調指出要堅持顯性教育和隱性教育相統一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全程全方位育人[2]。

人才培養是國家發展的基石，課程思政的重要意義更是在于指明了人才的培養方向。首先，它解決了為何而學，沒有遠大的抱負，就會失去前進的動力。思政教育正如黑暗中的燈塔，能夠照亮年輕人腳下的路。其次，提出了怎樣去學，這就需要高校教師行之有效的引導，運用辯證唯物思想，發現和解決工程實際問題。最后，培養學生終身學習的行為習慣，真正形成自發的求知欲，以及不怕困難的進取心[3-4]。

1 課程思政中多維機制的措施

“電磁場理論”這門課程，面向的對象是工科學生，培養目標主要是電氣、電子方向的工程師。課程思政的目標就是培養學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀[5]。所以在課程思政實施過程中采取了三方面的措施：教學內容的多點結合、多種信息化教學手段的結合、促進自我提升并培養終身學習的習慣。具體模型結構如圖1所示。

圖1 多維機制措施下課程思政的實施流程

1.1 課堂結合教學實施

將課堂內容中的課程思政元素分解為三大部分：①從電磁場理論的發展過程學習并激發學生的愛國情操；②學習過程中引導學生利用唯物辯證法來分析和解決問題；③理論與專業內容結合啟發學生對專業知識的求知欲。

首先，從電磁場理論的發展史來看，雖然我國在早期和中期電磁理論的發展較為落后，沒有形成完整的體系，但是對電磁理論的應用卻是起步較早的。比如我們引以為傲的四大發明之一的指南針，以及避雷針的使用，都不比國外出現得晚。在現代，經過我國科學家的努力，電磁理論及其應用發展迅速，尤其是在軍事方面，已經躋身于世界前列。當今世界，國際局勢復雜，沒有強有力的軍事保障，就談不上國家安全，人民安定。所以更需要作為未來中流砥柱的大學生為中華強大，為人民安居樂業而勤奮讀書。通過在講課過程中貫穿愛國教育，達到潛移默化的思政教育目標。

其次，在課程理論學習過程中有意識強調運用唯物辯證的方法來看待和解決問題。從課程內容上來說，電和磁的相互聯系就是哲學中物質相互作用的典型體現；電荷守恒定律和能量守恒定律又是物質不滅以及物質守恒定律完美的詮釋；從常規坐標系到正交曲線坐標系的提出，揭示了要善于抓住事物的一般規律；從學生的學習過程來看，是一個螺旋上升和波浪前進的過程，要經過不斷積累達成量變到質變的飛躍。

最后，在課程中引導學生將基本理論與專業知識相結合，尋找結合點。作為電子科學與技術和光信息工程專業的學生，光學是專業課程的一部分，而光學方面的基本理論也是基于電磁場理論。例如，電磁場中的極化內容對應的就是光學中的偏振，在課程內容中引入光學偏振的原理、判定和基本實驗方法，不僅能夠開闊學生的視野，也能夠激發學生對專業內容的興趣，引導學生對所學理論內容尋找應用點和結合點；在全反射表面波的內容中，引入光纖倏逝波傳感器的應用。讓學生了解光纖傳感器國內外的發展現狀，介紹本實驗室的研究成果，激發學生的學習熱情。

1.2 多種現代手段融合

由于疫情的原因，本課程第一學期采用了網絡授課的方式。相比于傳統授課的手段，網絡平臺授課有其獨特的優勢。借助于網絡平臺，課程的實現形式也包括了以下三種：課堂授課、智慧課堂提問與討論以及軟件仿真設計。

課堂授課采用PPT的方式講解輔以思政視頻。在緒論中加入麥克斯韋生平視頻，讓學生崇拜科學大家，并樹立遠大的抱負；介紹我國電磁發展部分播放東方紅一號發射過程，激發學生民族自豪感；電磁波應用中播放5G時代下，醫生遠程操控治療新冠肺炎視頻。

課堂講解過程中，為了能夠充分調動學生積極性，增加學生參與的比例，利用雨課堂平臺適當加入課堂考核、課堂問卷調查。了解學生學習進度，并掌握課程思政對學生的影響程度。

電磁場與電磁波理論抽象難懂，如果僅僅采用理論教學，公式推導，學生興趣很難被調動。被動的學習，勢必會影響學習的效果，更可能會產生反面抵觸情緒。為了解決這一問題，在課程中采取了以下三方面措施：首先，跟國際接軌，將麻省理工大學傳奇教授Walter Lewin有趣的課程實驗采用錄播的方式穿插在課程內容中，將深奧的物理原理以生動形象的實驗展現在學生面前，提高學生的學習興趣，降低了課程的理解難度。其次，將關鍵的物理場分布，以軟件仿真結果圖的形式，通過PPT展示給學生，讓學生能夠建立起更為直觀的認識。比如，在理想導體表面反射形成駐波的內容中制作動畫圖，讓學生直觀地理解行波、駐波的區別，深刻的了解駐波的概念。最后，為了調動學生自己的積極性，在課程中適當加入軟件仿真的練習。例如電偶極子電場分布、電磁波反射、矩形波導模式分布等。為了能夠讓學生開闊視野，將Matlab軟件和Comsol軟件的主要功能也做相應的說明和講解，提高學生自主學習的熱情。

1.3 討論課總結與提升

為了提高學生的學習自主性，在課程中設置討論課環節，一方面為學生提供課后查閱資料的機會，另一方面也能夠培養學生獨立開展國內外現狀的調研能力。討論課的內容涉及電磁波輻射和電磁屏蔽，對基本理論進行分析和探討，研究電磁波對社會發展及安全問題的影響。

討論課采取以小組為單位團隊協作，小組內成員以詳細分工、合作報告、集中答辯、成績互評的方式進行。形成報告的過程中，團隊分工合作制作PPT和討論課報告。在答辯中，全員打分，充分調動學生的積極性。最終成績由個人貢獻、小組評分和教師評測三部分構成，體現公平公正的原則。

2 實施效果

對于課程思政部分的內容考核，體現在三個方面：討論報告的內容、調查問卷和考試成績。

首先，對學生討論報告的體會部分進行了統計，得到了表1的數據。

表1 討論報告涉及思政內容的體現

本課程授課過程共有2個教學班，學生總數為52人。從表格中可以看出，對于電磁設備與生命健康的內容涉及最多，說明學生能夠自發地把電磁波與生命健康聯系在一起，懂得尊重生命的重要性。在討論水下電磁通信的部分，也有15.4%的學生能夠在無形中把愛國情懷體現出來。對于5G通信的討論，還能聯想到維護電磁通信的公共安全，遵紀守法。還有13.5%的同學，通過對項目的研究，激發了對光電專業的熱情，要繼續深入研究。可見，課程思政雖隱于無形，卻能夠潤物細無聲，深入人心，的確得到了較好的效果。

為了能夠得到課程思政效果的數據，對全班52人進行了問卷調查，調查結果如表2所示。

表2 問卷調查

從問卷調查結果來看，課程思政最直接的效果就是培養了學生的愛國情懷，從整個實施的效果來看，學生的學習熱情和專業興趣也有較為明顯的提高，也有部分同學會把課程中對問題的分析與哲學思想、唯物辯證觀聯系在一起。更直接的效果就是，在大學生創新項目申請中，本專業的題目有明顯的增加。還有學生在本科畢業設計中主動選擇對電磁場問題進行仿真和模擬，自己設計界面實現各種典型分布的仿真。

最后將本專業學生去年和今年總成績進行對比，如表3所示。

表3 2019年與2020年考試成績對比 %

從成績分布來，在課程中實施了思政內容之后，整體成績是有明顯提高。由于課程中考核難度略有變化，優秀人數有所下降。但是其他指標均有提升，尤其是較差和不及格人數大大減小。該變化也表明，課程思政對于成績較差的同學會產生較強影響體現得更為明顯。

3 結語

課程思政，是將教育回歸到本源。工科各學科協同合作，立德為本，育人在先。通過將課程內容結合現代化的線上教育以及軟件設計的形式，潛移默化中實現對學生愛國情懷、世界觀和積極的學習態度的培養。教育是漫長而又隱性的過程，尤其是德育的過程，教師要積極探索，以更新鮮的形式讓學生有興趣地接受，而不是僅僅熱衷于傳統的說教。在如今復雜的國際局勢中，我們的教育更要不忘初心，期待培養出更多有擔當的中流砥柱，成為迎難而上的逆行戰士，為國家繁榮、人民安居樂業砥礪前行。