“电路实验”课程思政模式探索

姜倩倩 王 灿

(1.哈尔滨工业大学(深圳) 实验与创新实践教育中心,深圳 518055)(2.哈尔滨工业大学(深圳) 机电工程与自动化学院,深圳 518055)

2020年5月,教育部发布了《高等学校课程思政建设指导纲要》,要求把思想政治教育贯穿人才培养体系,全面推进高校课程思政建设,发挥好每门课程的育人作用,落实立德树人的根本任务,将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体,提高高校人才培养质量[1]。党的二十大报告指出,青年强则国家强,高等学校具有为社会培养人才的根本使命,培养人才不仅仅是育才,更需要做到育人和育才的统一。“电路实验”作为一门重要的电类专业技术实验课程,可以帮助学生理解掌握“电路理论”课程内容[2-3]。需要深化思政育人目标,实施“电路实验”课程思政。课程团队从工程科学的本质出发,深入地探索研究思政元素如何与实验教学内容、教学方法以及考核深度融合,将正确的世界观、人生观、价值观以显性和隐性教育的方式传递给学生,构建全员、全方位协同育人大格局,同向同行,形成思政教育协同效应[4-6]。

1 课程目标

哈尔滨工业大学(深圳)根据学生专业和年级的不同,分别开设了“电路实验”IA、IB和II课程,课程分别设置了基础性、技术性、综合性和创新性的实验。通过课程的学习,学生能够巩固理论知识,学习电路分析计算的方法,掌握电路实验的基本技能,培养科学的思维方法和分析、解决实际工程电路问题的实践能力,为后续专业课程的学习,科学探索实践能力的培养打下坚实的理论和实践基础。

该课程具有很强的工程应用背景,实验教学内容与社会各方面的发展息息相关,因此可从不同角度将思政元素融入到实际实验教学中,具体可分为三个角度:①人文素养;②科学精神、科学素养和科学思维方法;③工程认知和工程素养,达到全过程思政育人的目标。具体内容如下。

(1)人文素养目标:帮助学生建立正确的世界观、人生观和价值观,将爱国主义教育、科技报国、艰苦奋斗精神等内容融入课堂教学实践,增进学生的政治认同,激发学生对国家和民族的责任感和使命感,培养学生的家国情怀和爱国主义精神。

(2)科学精神、科学素养和科学思维方法目标:提高学生的科学素养,以名家巨匠的爱国精神、科学精神和持之以恒的奋斗精神对学生进行 “立德、立学、立志、立行”教育,引导学生立足国情,立足自身现实,刻苦学习专业知识,勇挑重担,不断进步,勇登高峰,培养学生强烈的责任心和开拓进取的工匠精神;树立科学的思维方式,运用辩证唯物主义和历史唯物主义的思维方式,科学的思维方法培养学生理论联系实践和实事求是的科学作风、认真严谨踏实的学习态度、积极主动的探索精神。

(3)工程认知和工程素养:“规格严格、功夫到家”,高规格,严要求。要求严格遵守操作规程,真实记录实验数据,认真进行误差分析,安全用电,遵守职业规范,培养严谨细致的工程态度和精益求精的科学精神,增强学生的责任意识、纪律意识。实验中鼓励团队合作,增强学生的团队合作意识和集体荣誉感。创新实验中鼓励学生勇于追求真理、探索未知,让学生深刻地认识到实践出真知的含义,提升学生的创新意识和创新能力,实现学生能力培养与价值引导的有机统一。

2 思政模式探讨

“电路实验”课程组借鉴优秀思政课程案例,关注时事内容,积极挖掘积累并且不断更新思政元素,寻找与实验内容的融入点。本文从丰富思政资源、教学内容融入、教学方式和考核评价的多元化等四方面研究思政在“电路实验”中的融入模式,使思政元素融合于实验教学的全过程,形成完整的思政课程教学体系。

2.1 丰富思政教学内容

实验课程思政模式的研究探索,首先需要关注时事内容,不断挖掘思政元素,建设思政教学资源,同时寻找思政与“电路实验”课程的融入点,丰富思政教学内容。“电路实验”课程组提出如图1所示“思政资源共享、拓宽视野、持续探索改进”的思政资源建设方案。

图1 思政教学资源建设

1) 思政资源共享

搭建电类实验课程思政教育素材共享平台,与其他电类课程共享资源。共享平台可以是雨课堂、慕课或者QQ群,共享内容分为人文素养、科学精神、科学素养、工程认知和素养的培养,不仅包括我国相关行业的发展现状,科学家们为祖国发展所做的卓越贡献,也包括学生以后工作和科研所需的工程素养、基本素质、工匠精神以及工程服务社会的意识,形式可以是短视频或者图文共存的形式。通过内容、形式和平台共享资源的构建,丰富课程思政资源,与其他电类课程共享,也可以汲取其他课程的思政资源和思政模式。

2) 拓宽视野

时刻关注时事内容,深挖其中的思政元素,积极寻找与课程内容的切入点。同时多参加讲座和培训活动,参加课程思政大赛,学习优秀的思政案例、思政元素,参考同类课程的思政模式,听取专家的意见和建议,拓宽思政教学的视野。

3) 持续探索改进

进行思政建设效果调研,组建思政建设闭环体系。通过问卷调查和征集反馈意见掌握学生对课程思政建设的效果期望和评价,通过分析调研结论,对思政建设内容进行探索改进,努力形成思政建设闭环效应,不断优化改进思政建设措施。

2.2 教学内容融入

“电路实验”IA、IB和II课程,每门课程均设置6个实验,12学时,课程内容相互交叉关联,本着润物细无声、不再额外增加学生负担,同时进行实验课程全过程思政的原则,课程组对课程内容与思政元素如何有机融合进行了研究探索。

思政内容融入实验课程全过程的方式如图2所示。课前思政偏向于人文素养目标的培养,包括但是不限于爱国情怀的建立,侧重于“大局”,即中国的国情,将名家巨匠故事、爱国精神、科学精神和持之以恒的奋斗精神,以及我国发展遇到的“卡脖子”问题等“大事件”与实验内容建立联系,对学生进行 “立德、立学、立志、立行”教育,引导学生立足国情,增加政治认同感,立足自身现实,勇挑重担,不断进步,勇登高峰,培养学生强烈的责任心和民族自豪感。课中思政侧重于科学素养和科学思维方法以及工程思维意识的培养,引导学生多怀疑、多批判,在实验过程中多分析、多观察、多联系。同时注重团队合作,脚踏实地地做好每个实验,夯实基础,切实做到“规格严格、功夫到家”。

图2 思政融入实验全过程

比如电路元件与电路基本定律实验,实验目的是:学习和掌握常用电工电子仪器仪表的使用方法;掌握电流、电压参考方向的含义及其应用;掌握线性和非线性元件伏安特性的测量方法;通过实验验证加深对基尔霍夫定律、电位、叠加定理和齐性定理的理解。那么人文素养思政元素可以是名人力量(如基尔霍夫、欧拉等)视频,使学生树立科学世界观、科技强国梦。此外学生首次操作电类实验仪器仪表设备可能有些困难或者操作过程中有些抵触和浮躁的情绪,那么科学精神思政元素需要结合工匠精神,引导学生明白学习、科研和工作都切忌浮躁,应该脚踏实地地做好每件事情,夯实基础,做到以不变应万变,做好电类实验思政的第一课。

比如日光灯功率因数校正实验,实验目的是:进一步理解交流电路中电压、电流的相量关系;学习日光灯电路的连接方法,熟悉日光灯的工作原理;通过实验掌握提高感性负载电路功率因数的方法。那么人文素养思政元素可以是引导学生理解绿色发展理念和如何做到节能减排,引导学生立足自身现实,刻苦学习专业知识,利用专业知识为“双碳”目标而努力。实验过程中容易出现把电容的位置放错而出现错误数据和错误实验现象的情况,那么科学思维方法思政会引导学生科学地分析数据,严谨地去做实验。引导学生理解所学习的内容和实际生活应用中的区别和联系,提高创新应用能力。

比如RLC元件阻抗特性、谐振电路及RC选频网络特性实验,实验目的是:通过实验进一步理解R、L、C的阻抗特性,并且练习使用信号发生器和示波器;了解谐振现象,加深对谐振电路特性的认识,研究电路参数对串联谐振电路特性的影响;理解谐振电路的选频特性及应用,掌握测试谐振曲线的通用方法;加深对RC选频网络选频特性的理解,测量RC网络的选频特性。实验为一个小小的二阶电路,供电电压很低,但最后输出的电压却可以很高,这样质的飞跃,仅仅靠一个电容或一个电感是无法实现的,但当这些小元件组成一个电路,就能迸发出惊人的能量,从而应用在科技生活的各方面,那么人文素养思政元素可以引导学生理解一切理论研究最终都能转化为科学技术上的应用,科学技术是第一生产力,使学生升华出学好理论知识,科技报国的思想。实验结果中品质因数越大,电路的选择性越好,但是相应的,带宽变窄。那么科学素养思政便引导学生建立对立统一的思想。选择性越好的电路,带宽越窄;反之,要得到带宽比较高的电路,则需要牺牲其选择性。故在电路的设计过程中,为了兼顾两者,通常需要对二者进行折中处理。

实验后着重进行数据和问题的分析总结,那么思政侧重于工程认知和工程素养的培养,引导学生在过程中严谨细致、实事求是,最后进行总结感悟,发表对某件事情的看法,对思政内容、对课程设置及课程内容的建议等等。

2.3 探索多元化教学方式

因为实验课程以实操为主,教师讲解的时间比较短,如何使思政落地、进行多元化的教学是需要着重考虑的问题。课程组秉承“课程承载思政,思政寓于课程”的理念,在课堂上使用润物细无声的方式,充分利用线上和线下的信息化资源。

线上利用慕课、雨课堂和QQ群分享课程相关思政视频和图文。线下利用课实验课程资料,在资料中留下思政小提示,如在实验指导书、数据记录页和实验报告等资料中留下思政小提示。具体操作是课前录制5～10 min与实验课程相关的思政视频。如图3所示,在电路定理实验中,录制了中国自主研发芯片的故事,让学生了解到中国芯片发展现状,激发爱国热情,立志踏实学习知识,同时不断突破进取,争取早日为中国制造业的发展添砖加瓦。

图3 课前录制思政小视频

实验过程中,如图4所示随处渗透思政小提示,如开始实验时需要对实验仪器及元件进行检测,确保仪器仪表工作正常,思政小提示为工欲善其事,必先利其器,确保实验设备工具均没有问题,达到事半功倍的效果。

图4 课程资料中随处可见的思政小提示

学生在实验操作中遇到难题时会有豁达面对,终会发现柳暗花明又一村的思政小提示,课后分析记录数据时在实验报告中给出以简释繁,开阔思路的思政小提示;记录数据时,会有科学记录数据,实事求是,严谨细致的思政小提示;最后实验报告中给出选做的思政思考题,给出对于课程思政的总结、看法和建议,好的建议会促进思政课程进一步的改进,从而实现了思政教学工作的闭环。

2.4 建立实验全过程考核体系

完善的课程考核体系是培养高素质人才的保证,课程组细化融入思政元素的电路实验考核内容,分别在课前、课中和课后设置了思政考核,将人文精神、专业素养和科学方法论等纳入考核体系,明确课程教学评价标准。以润物细无声的方式,激励学生提高对课程思政的投入,提升学生对课程思政的重视程度,促进课程思政建设。

“电路实验”IA、IB和II,均为独立考查课,每个课程均设置6个实验,总分100分。每个实验均由课前预习(10%)、课中实验(40%)、课后数据处理和实验报告(50%)组成。具体考核要求如图5所示。

图5 实验考核要求

课前思政考核纳入课前预习题考核里面,内容为思政小视频相关的3～5 min可完成的选择题、判断题和思考题。

课中考核包括两部分,一部分为实验数据的正确性,另一部分为实验过程的思政考核,将操作过程中的科学方法、科学精神、学习态度、工程素养纳入考核,不断细化考核内容。比如实验过程有的学生出现了问题,一直没有办法解决,旁边的学生主动过去讨论解决,则后者的做法会纳入思政考核加分项目中,引导学生明白团队合作的重要性;督导学生在实验记录数据时按照科学计数法,或者按照要求记录精确的数据,让学生明白科学实验、实事求是的重要性;培训学生按照规范操作,让他们明白遵守职业规范的重要性;实验完成后引导学生按照要求关设备,收拾实验台,掌握安全用电知识等。

课后考核融合思政考核也包括两部分,一为实验数据分析处理,二为实验报告的完成度、实验中问题的分析情况。比如在实验数据处理时未按照要求进行科学分析,或者出现抄袭情况都会纳入思政考核减分项;严谨认真、耐心地进行有理有据的分析会纳入思政考核加分项;同时在实验报告中设置开放选做题目(不在整个考核体系中),让学生给出对思政的看法、建议和意见,以便于后续更好的思政教学。整个课程中各个不同的考核内容设置不同的权重,从不同的角度激发学生思政学习的积极性与主动性,高质量地实现思政在实验课程的落地,完成全方位育人的目标。

2.5 思政教学效果

通过“电路实验”课程的思政学习,让学生在学习课程固有知识和技能的同时,养成人文素养、科学精神、科学素养和科学思维方法、工程认知和工程素养,增加学生的政治认同、国家意识、文化自信等。与其他思政课程一起,逐步促进学生全面的发展。

3 结语

立足于课程发展现状,设立思政课程目标,从丰富思政资源、课程内容融入、教学方式和考核等方面进行电路实验课程思政模式的研究探索。课程思政不仅包括人文精神、家国情怀,也立足于学生基本素质、专业素养和工匠精神的培养。思政内容覆盖实验课前、课中和课后的实验全过程,以随机渗透的教学方式,在操作过程中,在实验指导书、数据记录页、实验报告中出现思政小提示,以润物细无声的方式进行课程思政,在不额外增加学生负担的基础上建立考核体系,最终完成全方位育人的目标[7],同时也为其他类型实验课程的思政建设提供了一定参考依据。