“电工与电路基础”课程中的思政元素探究

王 伟, 陈棣湘, 唐 莺, 潘孟春, 洪华杰

(国防科技大学 智能科学学院，湖南 长沙410073)

0 引言

2020年6月，教育部发布了关于引发《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》)的通知，《纲要》指出立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准，全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措[1]。课程思政是课程承载思政与思政寓于课程的一种新的思想政治工作理念[2]，其目的是为了实现各类课程与思想政治理论的同向同行，实现协同育人。在专业课程中融入思政元素，可以潜移默化地展开思政教育，起到“润物细无声”的作用。

思政教育是一个比较广义的概念，不应狭隘的理解为思想政治教育，应该着重培养学生的家国情怀、个人品格以及科学思维[3]。具体来说，课程思政应从社会主义核心价值观出发，将民族精神与时代精神融入课堂内容，培养学生的责任与担当；将社会道德、个人道德和职业道德贯穿于授课之中，使学员树立正确的世界观、人生观和价值观；从认识论和方法论出发，注重知识的有效结合，培养学员开拓进取的批判性和创新性思维；以为战育人为导向，面向部队需求，将装备相关案例引入课堂，激发学员理论联系实际的学习方式[4]。

“电工与电路基础”课程是本校技术基础必修课程，授课对象以大一、大二年级的学员为主，授课人数年均1000余人。因此在“电工与电路基础”课程中开展思政教育受益面广，有利于培养具有崇高理想信念的创新型军事人才。本文结合军队院校人才培养的使命任务，探索在“电工与电路基础”课程中融入思政元素的方法。

1 探究军事特色的思政元素

习主席指出“军队首先是一个战斗队，是为打仗而存在的”，“必须把提高战斗力作为出发点和落脚点”。未来战争是高科技战争，科技素养成为战斗力必不可少的构成要素。军队院校作为为部队输送军事科技人才的主阵地，其课程建设不仅限于课程内容本身，更应体现强国强军的内涵。

“电工与电路基础”课程主要研究电路的基本理论和基本的分析方法，将家国情怀、道德培养和科学思维的培养融入电路理论与分析方法中[5]，则可以在课堂上潜移默化地进行思政教育，从而提升该课程的课堂教学质量，培养学员的政治觉悟和品德修养，同时在课程讲授中注重培养学生分析问题解决问题的能力[6]，使学员掌握知识本身的同时，提升自主学习的能力，才能够在工作岗位充分运用所学的基础知识举一反三，迅速适应信息化作战需求。

1.1 传承文明，加强爱国主义教育

在该课程中，有许多基本概念的内容都是科学家们呕心沥血的经历的真实体现，将科学家故事贯穿基本概念的讲授中，有助于延伸至对学员进行爱国主义教育的层面。电力系统的发展是一个漫长的过程，从电的发现到灯泡的发明再到发电机的诞生，最后到高压配送电系统的建立，这其中蕴含着许多伟大的科学家和工程师的智慧。在电路课程的开篇，可以将整个电力系统发展历史的故事穿插其中讲解，让学员们了解电力系统产生和发展过程的同时，也体会到科学家前辈们贡献的无穷智慧，从而激发学员的创新意识，使其坚定为国家科技创新发展而努力学习的信念。

“电路的基本物理量”这一节主要介绍电流、电压、功率和能量这四个物理，而其中又体现了四位科学家的贡献，即安培、伏特、瓦特和焦耳。以四位科学家的励志故事引出四个基本物理量的含义讲解，使学员深刻理解物理量含义的同时，又能感受到科学家们在当时并不优越的条件下尚且不放弃对科学真理的追求，我们在现在现今非常优越的条件下，又是踩在巨人的肩膀上进行文化学习和科学研究，更应该有不放弃的精神。作为军人学员担负着未来几十年国家伟大复兴的重任，要用坚忍不拔的精神在接下来的人生道路上为国家人民作出更大的贡献。

电路元件是构成电路的砖瓦，是电路中核心的器件[7]。由此，在电路元件部分的学习中，可以将电路元件在电路中的核心地位关联到芯片在电子领域的核心地位，从而拓展至中国芯片行业面临的困境，从中兴、华为被美国打压，引申出核心技术应掌握在中国人自己的手中，从而激励学员增强国家技术自主研发的使命感，敢于承担责任，担负起振兴中国科技创新的重任。

1.2 崇尚道德，树立正确价值观念

在该课程中，有许多内容蕴含着实际生活中的哲学思想，有利于帮助学员树立正确的价值观念。

电路模型的建立是从实际器件抽象成电路元件的过程，是在集总假设的条件下进行的，而集总假设可以联系到毛泽东思想中的“抓住主要矛盾”思想，集总假设的过程就是“抓主要矛盾”的过程。这里启示学员想问题办事情要善于抓住重点，集中力量解决主要矛盾。由此可以进一步延伸，2017年，习近平总书记在十九大报告中强调，“中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，我们每位军人学员的长期奋斗目标也应是为了人民的美好生活。

基尔霍夫定律是电路分析最重要最根本的依据。这个定律是基尔霍夫在23岁还在读大学的时期根据能量守恒和电荷守恒两个自然界的基本规律推导得出的。大学阶段正是人生观价值观培养的重要阶段，可以借用基尔霍夫定律提出的例子对学员进行价值观教育，抛出如何渡过一个有价值的大学生涯这个问题供学生讨论，明确如何树立正确的价值观[8]，教育学员珍惜大学时光，在有限的四年时间做出更多有意义有价值的事情。

在“功率因数的提高”这一部分内容中，提出了“有功功率”“无功功率”“视在功率”和“功率因数”的概念以及它们之间的关系。这里面的功率因数反映的是有功功率在视在功率中所占的比例。在电力系统中，提高功率因数可以提高有功功率的利用率，减少无功功率的消耗。同理，在我们的实际生活中，也需要少做“无用功”，多做“有用功”，提高效率，才能达到事半功倍的效果。

1.3 勤于思考，培养科学思维

在“电工与电路基础”课程的学习中，许多问题都是环环相扣的，可以通过数学物理知识结合再经过归纳演绎分析得到新的电路分析方法，这一分析过程可以促进学员科学思维的培养。

在网孔电流法和节点电压法的内容中，我们分析时先从两类约束出发，对电路列写KCL和KVL方程，再通过数学代入法不断简化方程的数量，最后归纳演绎得到网孔电流法和节点电压法，简化了方程列写的步骤，减少了方程列写数量(图1)。

在一阶电路的暂态响应的分析中，仍然从两类约束出发，对电路列写微分方程，对微分方程求解得到方程解的表达式，即为需要分析的电路的响应。对获得的电路响应表达式中的物理量进行分析，进行归纳总结，可以复杂的数学求解过程简化为仅需要求解待求电路响应的初始值、稳态值及电路的时间常数三个要素的一阶电路的全响应的通式，即为一阶电路的三要素法(图1)。

图1 电路简化

如图1所示，上述两种方法的归纳分析过程均是方程降维的过程，方程简化后，可以减少复杂的人工计算过程，充分体现了 “解放生产力”的思想，通过这样的分析过程，可以督促学员勤于思考，综合运用所学的数学物理知识，善于总结，在学习过程中建立科学的思维方式。

1.4 学用结合，注重装备应用拓展

军队院校教学的根本任务是向部队输送适应现代化信息战争的高素质创新型军事人才[9]。因此在教学过程中要注重与部队装备应用对接，将装备案例与电路知识点相结合，开拓学员的眼界[10]，实现从课堂到部队的应用对接。

在军事装备中很多原理可以用电路模型进行简化抽象，并运用电路中的原理方法来分析解释，需要边学习边发现边总结。比如装甲车的油压表的指示器工作电路如图2(a)所示，当装甲车的机油压力偏离中间值7.5×105 Pa时，R10、R20的大小发生改变，U2、U1不再相等关系，I1、I2的比值发生改变，从而导致油压表的指示发生改变，其指示值的大小可通过求解电流I1、I2的值获得。在对电路分析时，可以采用网孔电流或者节点电压法对其进行求解，从而获得电流I1、I2的值。微波武器能量存储和释放的电路原理可以简化抽象成如图2(b)所示电路，当K1闭合时，电感L会不断充电，K1断开K2闭合时，电感L存储的能量会瞬间释放，在负载电阻RL上产生较大脉冲幅值和峰值功率，从而具有摧毁对方的能力，该电路模型的能量存储和释放可以应用三要素法进行量化分析。

(a)装甲车油压表指示器电路 (b)微波武器原理图2 电路的装备应用案例

类似的装备应用案例还有很多，需要不断的发现和总结。把军事装备案例用电路模型抽象，再运用电工电路的知识进行分析解读，可以将枯燥的原理具体化[11]，以便更生动展现电路课程的魅力。

2 教学效果评估

将思政元素融入电路课程后，学员学习该课程的兴趣大大提升，科学思维和创新能力都得到了很好的培养。学员在结课体会中，有的表示“课程方法精妙，探不完思维……”，还有的说“……更是思维方式和人生哲理”等。通过课后调研，许多学员对参加各类学科竞赛和评优评奖更加积极主动，参加该课程学习的学员中有90%会主动参加各类学科竞赛，50%以上的学员获得了科技竞赛不同等级奖项，30%以上的学员获得了嘉奖、“四有”优秀学员，优秀团员等荣誉。可见，课程思政在教学中发挥了重要作用，获得良好的教学效果。(王 伟等文)

3 结语

如何在课堂上融入思政元素，将立德树人落到实处，一直是高校教师积极探索的问题。本文从加强爱国主义教育、树立正确价值观念、培养科学思维、注重装备应用拓展四个方面展开，对电工电路课程中的思政元素进行了分析探究。结合军队院校人才培养的使命任务，在“电工与电路基础”课程教学中渗透立德树人和为战育人理念，希望在教授学员专业理论知识的同时培养学员积极向上，不断进取的创新思维和崇高信仰[12]。