多维教学机制下工科课程思政探索与实践

郭 璇 刘 丰 李文慧

(燕山大学 信息科学与工程学院， 秦皇岛 066004)

面临当今动荡的国际局势，大学生的思想政治培养已经成为了大学教育中必不可少的关键环节。“修身、齐家、治国、平天下”不仅适用于过去，更是我们当代人才培养的目标。早在2016年，习总书记就提出了“高校立身之本在于立德树人。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全过程育人、全方位育人[1]。”这一指导思想使得教育回归真谛，立德树人是高校教育的根本，更是国家进步的根基。在2019年的座谈会上习总书记又强调指出要坚持显性教育和隐性教育相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人[2]。

人才培养是国家发展的基石，课程思政的重要意义更是在于指明了人才的培养方向。首先，它解决了为何而学，没有远大的抱负，就会失去前进的动力。思政教育正如黑暗中的灯塔，能够照亮年轻人脚下的路。其次，提出了怎样去学，这就需要高校教师行之有效的引导，运用辩证唯物思想，发现和解决工程实际问题。最后，培养学生终身学习的行为习惯，真正形成自发的求知欲，以及不怕困难的进取心[3-4]。

1 课程思政中多维机制的措施

“电磁场理论”这门课程，面向的对象是工科学生，培养目标主要是电气、电子方向的工程师。课程思政的目标就是培养学生树立正确的人生观、价值观和世界观[5]。所以在课程思政实施过程中采取了三方面的措施：教学内容的多点结合、多种信息化教学手段的结合、促进自我提升并培养终身学习的习惯。具体模型结构如图1所示。

图1 多维机制措施下课程思政的实施流程

1.1 课堂结合教学实施

将课堂内容中的课程思政元素分解为三大部分：①从电磁场理论的发展过程学习并激发学生的爱国情操；②学习过程中引导学生利用唯物辩证法来分析和解决问题；③理论与专业内容结合启发学生对专业知识的求知欲。

首先，从电磁场理论的发展史来看，虽然我国在早期和中期电磁理论的发展较为落后，没有形成完整的体系，但是对电磁理论的应用却是起步较早的。比如我们引以为傲的四大发明之一的指南针，以及避雷针的使用，都不比国外出现得晚。在现代，经过我国科学家的努力，电磁理论及其应用发展迅速，尤其是在军事方面，已经跻身于世界前列。当今世界，国际局势复杂，没有强有力的军事保障，就谈不上国家安全，人民安定。所以更需要作为未来中流砥柱的大学生为中华强大，为人民安居乐业而勤奋读书。通过在讲课过程中贯穿爱国教育，达到潜移默化的思政教育目标。

其次，在课程理论学习过程中有意识强调运用唯物辩证的方法来看待和解决问题。从课程内容上来说，电和磁的相互联系就是哲学中物质相互作用的典型体现；电荷守恒定律和能量守恒定律又是物质不灭以及物质守恒定律完美的诠释；从常规坐标系到正交曲线坐标系的提出，揭示了要善于抓住事物的一般规律；从学生的学习过程来看，是一个螺旋上升和波浪前进的过程，要经过不断积累达成量变到质变的飞跃。

最后，在课程中引导学生将基本理论与专业知识相结合，寻找结合点。作为电子科学与技术和光信息工程专业的学生，光学是专业课程的一部分，而光学方面的基本理论也是基于电磁场理论。例如，电磁场中的极化内容对应的就是光学中的偏振，在课程内容中引入光学偏振的原理、判定和基本实验方法，不仅能够开阔学生的视野，也能够激发学生对专业内容的兴趣，引导学生对所学理论内容寻找应用点和结合点；在全反射表面波的内容中，引入光纤倏逝波传感器的应用。让学生了解光纤传感器国内外的发展现状，介绍本实验室的研究成果，激发学生的学习热情。

1.2 多种现代手段融合

由于疫情的原因，本课程第一学期采用了网络授课的方式。相比于传统授课的手段，网络平台授课有其独特的优势。借助于网络平台，课程的实现形式也包括了以下三种：课堂授课、智慧课堂提问与讨论以及软件仿真设计。

课堂授课采用PPT的方式讲解辅以思政视频。在绪论中加入麦克斯韦生平视频，让学生崇拜科学大家，并树立远大的抱负；介绍我国电磁发展部分播放东方红一号发射过程，激发学生民族自豪感；电磁波应用中播放5G时代下，医生远程操控治疗新冠肺炎视频。

课堂讲解过程中，为了能够充分调动学生积极性，增加学生参与的比例，利用雨课堂平台适当加入课堂考核、课堂问卷调查。了解学生学习进度，并掌握课程思政对学生的影响程度。

电磁场与电磁波理论抽象难懂，如果仅仅采用理论教学，公式推导，学生兴趣很难被调动。被动的学习，势必会影响学习的效果，更可能会产生反面抵触情绪。为了解决这一问题，在课程中采取了以下三方面措施：首先，跟国际接轨，将麻省理工大学传奇教授Walter Lewin有趣的课程实验采用录播的方式穿插在课程内容中，将深奥的物理原理以生动形象的实验展现在学生面前，提高学生的学习兴趣，降低了课程的理解难度。其次，将关键的物理场分布，以软件仿真结果图的形式，通过PPT展示给学生，让学生能够建立起更为直观的认识。比如，在理想导体表面反射形成驻波的内容中制作动画图，让学生直观地理解行波、驻波的区别，深刻的了解驻波的概念。最后，为了调动学生自己的积极性，在课程中适当加入软件仿真的练习。例如电偶极子电场分布、电磁波反射、矩形波导模式分布等。为了能够让学生开阔视野，将Matlab软件和Comsol软件的主要功能也做相应的说明和讲解，提高学生自主学习的热情。

1.3 讨论课总结与提升

为了提高学生的学习自主性，在课程中设置讨论课环节，一方面为学生提供课后查阅资料的机会，另一方面也能够培养学生独立开展国内外现状的调研能力。讨论课的内容涉及电磁波辐射和电磁屏蔽，对基本理论进行分析和探讨，研究电磁波对社会发展及安全问题的影响。

讨论课采取以小组为单位团队协作，小组内成员以详细分工、合作报告、集中答辩、成绩互评的方式进行。形成报告的过程中，团队分工合作制作PPT和讨论课报告。在答辩中，全员打分，充分调动学生的积极性。最终成绩由个人贡献、小组评分和教师评测三部分构成，体现公平公正的原则。

2 实施效果

对于课程思政部分的内容考核，体现在三个方面：讨论报告的内容、调查问卷和考试成绩。

首先，对学生讨论报告的体会部分进行了统计，得到了表1的数据。

表1 讨论报告涉及思政内容的体现

本课程授课过程共有2个教学班，学生总数为52人。从表格中可以看出，对于电磁设备与生命健康的内容涉及最多，说明学生能够自发地把电磁波与生命健康联系在一起，懂得尊重生命的重要性。在讨论水下电磁通信的部分，也有15.4%的学生能够在无形中把爱国情怀体现出来。对于5G通信的讨论，还能联想到维护电磁通信的公共安全，遵纪守法。还有13.5%的同学，通过对项目的研究，激发了对光电专业的热情，要继续深入研究。可见，课程思政虽隐于无形，却能够润物细无声，深入人心，的确得到了较好的效果。

为了能够得到课程思政效果的数据，对全班52人进行了问卷调查，调查结果如表2所示。

表2 问卷调查

从问卷调查结果来看，课程思政最直接的效果就是培养了学生的爱国情怀，从整个实施的效果来看，学生的学习热情和专业兴趣也有较为明显的提高，也有部分同学会把课程中对问题的分析与哲学思想、唯物辩证观联系在一起。更直接的效果就是，在大学生创新项目申请中，本专业的题目有明显的增加。还有学生在本科毕业设计中主动选择对电磁场问题进行仿真和模拟，自己设计界面实现各种典型分布的仿真。

最后将本专业学生去年和今年总成绩进行对比，如表3所示。

表3 2019年与2020年考试成绩对比 %

从成绩分布来，在课程中实施了思政内容之后，整体成绩是有明显提高。由于课程中考核难度略有变化，优秀人数有所下降。但是其他指标均有提升，尤其是较差和不及格人数大大减小。该变化也表明，课程思政对于成绩较差的同学会产生较强影响体现得更为明显。

3 结语

课程思政，是将教育回归到本源。工科各学科协同合作，立德为本，育人在先。通过将课程内容结合现代化的线上教育以及软件设计的形式，潜移默化中实现对学生爱国情怀、世界观和积极的学习态度的培养。教育是漫长而又隐性的过程，尤其是德育的过程，教师要积极探索，以更新鲜的形式让学生有兴趣地接受，而不是仅仅热衷于传统的说教。在如今复杂的国际局势中，我们的教育更要不忘初心，期待培养出更多有担当的中流砥柱，成为迎难而上的逆行战士，为国家繁荣、人民安居乐业砥砺前行。