“電工基礎”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，黑龍江哈爾濱 150000）

一、引言

“電工基礎”實驗是哈爾濱工程大學船舶工程、航天與建筑工程、動力與能源工程、機電工程、材料科學與化學工程、核科學與技術等多個專業的必修課程，全校約60個班級，學生受眾面廣。“電工基礎”實驗是講述電路的構成、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課程，具有理論性強、與實際生活聯系緊密的特點。該課程是很多專業后續課程的基礎，如“電機學”“電氣控制與PLC 技術”等，是帶領學生邁進電子工程技術大門的基礎課程。2020 年5 月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱“綱要”），提出，專業實驗實踐課程，要注重學思結合、知行統一，增強學生勇于探索的創新精神、善于解決問題的實踐能力[1]。“綱要”的提出，指明了思想政治教育融入實驗類課程的發展方向。根據“綱要”內容，哈爾濱工程大學積極開展“電工基礎”實驗課程思政的探索，實現思想政治教育與專業教育的有效結合。

二、“電工基礎”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現狀

高校傳統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，學生學習起來有一定難度，容易引起學生的排斥心理。特別是有相當一部分學生認為，思想政治理論課對以后的專業學習沒有幫助，因此，“混學分”的思想普遍存在，導致思想政治理論課的教學效果不佳。而專業課教師在實驗教學過程中，主要以專業知識講授、指導學生完成實驗內容為主，在授課過程中忽視了對學生進行思想政治教育。“重專業教育，輕思想政治教育”的觀念在很多專業課教師中根深蒂固。上述兩方面造成了思想政治理論課與專業課都無法對學生的思想道德進行價值引導，專業課與思想政治教育沒有做到有效融合，因此，無論是從學生自身而言，還是從教師的思想轉變方面都亟須改進。

（二）思想政治教育融入實驗課程的必要性

“電氣”時代，隨著科學技術的不斷提高，人們的生活對于“電氣”的依賴達到了新高度。目前，快速發展的人工智能、機器視覺、6G 通信網絡技術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。因此，電類專業的發展影響著國民經濟的發展及人類的進步。“電工基礎”實驗作為電類基礎實驗課程，承載著培養學生實踐能力的重任。學生通過該實驗課程的學習，可以掌握示波器、函數信號發生器、毫伏表等專業測量設備的使用方法，能夠加深對基礎理論內容的理解，做到“知行合一”。教師在實驗教學過程中，要把以人民為中心的根本政治立場與教學內容結合起來，引導學生熱愛祖國，立志為社會主義事業服務，實現中華民族偉大復興。在完成實驗內容的過程中，教師應幫助學生提升科學認知能力，對于遇到的實驗現象認真分析，敢于提出問題，能夠找出不同的實驗方法，鍛煉學生的觀察能力、邏輯思維能力、動手操作能力及團隊協作能力。教師通過深入挖掘“電工基礎”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，幫助學生在科學探索中不斷創新，實現對學生的人生價值引導與學術能力培養的有機融合，為后續相關課程的開展打下良好基礎。

三、挖掘“電工基礎”實驗課程中的思政元素

在挖掘“電工基礎”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，充分發揮其主體優勢，通過一言一行對學生進行價值引導。由于“電工基礎”實驗課程教學共8 學時，3 個實驗內容，存在學時少、任務多的特點，因此，如何在實驗教學過程中挖掘思政元素，在完成實驗內容的同時實現對學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”實驗課程中結合時代背景，宣揚愛國主義精神，激發學生的愛國熱情。在“交直流電路的測量與研究”實驗中，學生需要對電容、電感元件阻抗的頻率特性進行測試。教師可以結合我國老一輩科學家的科研經歷講好“故事”，提出“問題”，激發學生的斗志。例如，1955 年錢學森回國，立志為國家服務，時任錢學森學術秘書的陶家渠回憶到，“當時我們國家整個的元器件、煉鋼水平相當低，電阻電容都做不出來，面對重重困難，錢學森等老一輩科學家廢寢忘食，夜以繼日地工作，成功研制了‘東風’導彈，并發射了第一枚人造衛星，使得我國航天事業得到了突破，讓西方國家從此不敢再輕視我國”[5]；哈爾濱工業大學的劉永坦院士，帶領團隊艱難探索40 年，成功突破了西方國家對我國的技術圍堵，通過走自主創新的道路，擺脫了對國外技術與設備的過度依賴，實現了新體制雷達，被授予“時代楷模”稱號，獲得了國家最高科學技術獎。正是老一輩科學家的努力拼搏，奠定了我國科技的基礎。雖然我國在國防領域取得了長足進步，制造業正在向高端邁進，但是也需要清楚地意識到，在某些領域，我們依然要繼續努力。電阻、電容等元件作為電路的基礎，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，而我國目前生產的阻容元件只能占據中低端市場，高端的產品依然被國外一些廠家所把持。教師通過這些素材讓學生明白自己所擔負的民族偉大復興的歷史使命，激發學生的愛國熱情。在講解電路的電壓電流測量，以及有源二端網絡等效參數測量內容時，教師介紹集成電路的國內外發展現狀，引導學生發現身邊的集成電路，并引申到國家科技戰略層面。以汽車芯片為例，由于產能受限，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。通過熱點問題，引導學生立足于為人民服務，自強不息，勤勞勇敢，打破芯片的屏障，突破國際壟斷，實現中華民族偉大復興的“中國夢”。

（二）傳承工匠精神，提升職業素養

“電工基礎”實驗課程通過對電路分析理論的驗證，加深學生對教學內容的理解、鞏固和提高。通過基本實驗儀器操作技能的訓練及對實驗結果的觀察分析，培養學生的實踐操作能力。在實驗過程中，教師應靈活地將思政元素融入實驗內容，深入挖掘實驗操作中蘊含的思想政治教育價值，使學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，教師應強調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，謹防短路的發生。通過嚴格的接線操作，引導學生在實驗過程中養成嚴謹、一絲不茍的工匠精神，在實驗過程中注重細節，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致該線路斷路，從而得不到實驗結果。實驗操作要持續、專注，“三相異步電動機”實驗需要學生自己進行連線，根據控制電路需要連接幾十根導線，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，該實驗能夠鍛煉學生集中精神，培養其精益求精的工匠精神。教師引導學生對于工匠精神的理解不能只存在于字面，不能只喊口號，應讓學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責任感，能夠承擔重任，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、苦練技術的精神；最后要有堅定的信念，只有勤學苦干，掌握技術，練好本領，才能在該領域成為“巨匠”。

（三）培養創新思維，激發學習興趣

科學研究的核心是創新思維，隨著科學技術的快速發展，很多領域的技術發展遇到了新的瓶頸。以通信技術為例，6G 技術的核心部分大多是由5G 技術延伸而來，鮮有顛覆性的新技術出現，為了能突破技術壁壘，需要廣大科研工作者利用創新思維推動技術發展。高校學生作為我國科研力量之一，應該著重培養他們的創新思維。因此，教師在“電工基礎”實驗課程中，應設置培養創新思維的實驗內容，在課堂中潛移默化地激發學生的學習興趣，培養其創新思維。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，教師應鼓勵學生采用多種方法進行測量，將學生分為多個小組，針對不同的實驗結果進行小組討論，引導學生進行深入細致地思考，激發學生的學習興趣，通過分析示波器的測量結果來驗證理論課中的知識點。在“現代控制器邏輯編程及綜合控制實現”實驗中，利用PLC 實現交通信號燈自動控制部分需要學生自行編程設計，教師鼓勵學生根據實驗箱交通燈的閃爍結果，分步驟進行程序調試。在實驗過程中，學生能夠逐步完成內容要求，提高了自信心，對編程產生了濃厚的興趣，并且程序實現方法多種多樣，培養了創新思維，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

為了使“電工基礎”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方法。即教師結合目前豐富的網絡資源，完善實驗教學案例，從教學方式上將線上自主學習與線下課堂教授相結合，從教學內容上將驗證實驗與設計實驗相結合，將課程思政貫穿教學全過程。思想政治教育與實驗教學相融合的設計如圖1 所示。

圖1 實驗教學課程思政設計

“電工基礎”實驗課程充分利用“智慧樹”線上平臺，在實驗課前發布實驗內容與相關要求。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，教師在線上平臺發布“電工基礎實驗安全操作須知”“常用電子儀器使用”“電工基礎實驗要求”“實驗數據與分析”“實驗指導書”等相關資料。為了能讓學生充分理解實驗原理，做到理論與實驗相結合，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布到線上平臺。同時，為了能夠提升學生的學習熱情，將思想政治教育融入到線上教學中，課程組精心準備了豐富的教學案例，例如，介紹芯片發展現狀、中國電力發展現狀等精彩的短視頻。這些豐富的線上資源，在受到新冠疫情沖擊，以及線上線下教學反復切換時，起到了至關重要的作用。學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果，驗證理論內容，完成實驗任務。學生通過線上預習，能夠培養獨立思考、自主學習的能力。為了提升線上預習的效果，課程設置了線上考核方式，通過線上答題來檢驗學生的預習效果。

在實驗室授課階段，“電工基礎”實驗課程實現“精細化”。首先，教師通過結合案例以“講故事”“提問題”等多元化的方式融入思政元素，引導學生從思想上認識到學習知識的必要性。其次，教師要求學生獨立完成驗證性實驗，這部分為“必做內容”，通過“必做內容”培養學生的觀察能力，教育學生敢于實踐，用理論知識分析實驗，用實驗結果驗證理論，實現理論與實驗的真正結合；鼓勵學生以小組合作方式完成設計性實驗，這部分為“選做內容”，可以采用多種測量方法，主要目的是鼓勵學生求真務實、勇于創新。最后，在撰寫實驗報告階段，教師要求學生針對實驗過程中的測試數據進行分析論述，按照相關報告要求進行規范化的撰寫，培養學生的綜合分析與職業能力。學生將實驗報告上傳至“智慧樹”平臺，教師在平臺進行評閱，學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、結束語

高校的主要任務是培養人才，而在人才培養過程中，實驗環節不可忽視，對培養高水平的綜合素質人才具有重要意義。文章深入分析了“電工基礎”實驗課程教學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合的教學方法與實現路徑，有效提升學生的思想認知，讓學生從思想上明確學習的必要性，做到“知行合一”。

表1 線上平臺資源