“多线共学”课程思政模式融入电工电子实验的研究与实践

张 曦， 罗小娟， 张雪芹

（华东理工大学a.党委学生工作部；b.信息科学与工程学院，上海 200237）

0 引言

“电工电子实验”作为一门工科基础性实验课程，学生覆盖面广、专业跨度大，在课堂实验教学过程中教师与学生的互动性强，教师通过手把手的实验指导、面对面的交流沟通，在潜移默化中一言一行都对学生的发展产生重要影响。充分挖掘电工电子实验课程中包含的思政元素，强调理性逻辑与感性认识、科学思维与家国情怀、工程素养与社会责任，在教学中润物无声地融合思想教育，激发学生科技报国内驱力，在师生对话和交往的关系中实现思想育人、知识育人、创新育人、实践育人。

1 电工电子实验融入课程思政教育目标

电工电子实验是工科院校非电类专业本科生的专业必修课，课程设置32 学时，实验内容与理论教学深度结合，课程体系设计如图1 所示。

图1 电工电子实验知识体系

实验教学旨在通过验证、巩固和加强理论课所学的电工及电子学基础知识，培养学生的动手实践能力，掌握电工电子常用仪器设备的使用方法，并具备一般电路的设计及安装技能和常见故障的分析及排除能力。电工电子课程教学目标为：

（1）知识目标。培养学生理论联系实际，用已掌握的知识分析解决实验中遇到的实际问题，掌握实验基本技能、电子仪器的基本使用方法。

（2）能力目标。培养学生掌握正确的学习方法，提高分析问题、解决问题能力，创造性思维能力，提升学生深度分析、勇于创新精神。

（3）素质目标。培养学生具备家国情怀，具有科学思维和逻辑思辨能力，具备工程师的基本素养，具有创新意识。

通过该课程的学习，对学生专业知识目标与课程思政目标的达成起到促进作用，见表1。

表1 电工电子实验专业知识目标与课程思政目标

2 电工电子实验课程思政体系设计

2.1 电工电子实验课程思政体系的设计原则

开展课程思政主要目的是依托课程教育主渠道，将思政教育中的道德伦理、价值取向、理想信念融入课程的教学体系中，将思政教育贯穿课程教育全过程，形成协同育人效应。

（1）主体和客体能动性充分发挥。教师和学生作为教育的主体和客体，都是具有一定价值倾向和不同能动程度的个体。在进行课程思政体系的设计时，应当充分考虑教育主客体的能动性、创造性和自主性。①教师不仅要具备扎实的专业教学能力，而且要适应新形势下的教育要求，根据教育对象的思想变化制定育人目标，在备课中主动挖掘和积累学生喜闻乐见的思政素材，凝练课程思政主线，通过巧妙的设计形成思政案例。②由于电工电子实验内容较为抽象，部分内容理解起来较为困难，可以根据知识特点有针对性地融入思政元素，利用思政案例的趣味性来丰富枯燥的课堂教学，充分调动学习的积极性［1］。③充分发挥学生的主体性和创造性，引导学生主动提出学习要求，使师生在交流中不断完善和优化课程体系。

（2）课程内容和德育要素充分融合。理工类课程通常蕴含着很多可挖掘的德育要素，但在传统的电工电子实验课程教学中，更侧重于对知识本身的讲授和对实验技能的培训，较少地将德育要素与课程内容有机融合。课程思政对电工电子课程建设的内涵与外延提出了新要求，要求同时注重技术与伦理、应用与社会效益等问题。因此在进行电工电子实验课程思政体系的设计时，需要对课程内容进行重新梳理，根据课程的培养目标明确课程内容与德育要素的契合点，形成两者之间的关联，深入挖掘专业知识中蕴含的隐性的思想政治教育资源，完善课程思政案例库，做到“专业知识中有思政理念，思政理念紧系专业知识［2］”。

（3）授课形式与思政教育充分适应。思想政治工作是一个释疑解惑、用正确的理论武装学生头脑的过程，要讲究方法和艺术［3］，要想以“盐溶于水”的形式开展思政教育，还需要对授课形式进行重新设计。电工电子实验课程具有互动性、体验感强的特点，教学过程中教师与学生、学生与学生存在丰富的交流与互动。因此，教师在实验教学中，需要遵循实验教学基本原则和思想政治教育的一般规律，持续优化实验教学过程，让教育对象对实验目的产生归属感、对于实验环境产生亲近感、对实验过程产生责任感、对实验结果产生自豪感［4］。在具体措施方面，一方面注重开展教师导学，在授课中融入思政教育；另一方面充分利用师生互动，通过实验指导中的每一句话、每一次与学生的接触和交流身体力行地、有意识地将思政理念融入教学过程。

2.2 实现路径

以立德树人为根本目标，围绕思想育人、知识育人、创新育人、实践育人，运用社会交往行动理论，提出以“案例式思政目标融入课堂教学、交往式思政模式贯穿实验活动”的电工电子实验课程思政建设路径，形成“多线共学”课程思政育人体系（见图2），系统性地将思政教育内容以“盐溶于水”的方式融入电工电子实验教学中，达到润物无声的思政育人目的。

图2 “多线共学”电工电子实验课程思政体系

3 课程思政案例设计

课程思政案例的设计要紧密结合课程内容和思政教育目标，挖掘以学生为中心的、以服务学生适应未来社会的基本素质为价值追求的思政元素［5］。为此，从电工电子实验教学中凝练出家国情怀、科学思维、工程素养以及健全人格4 条主线（见表2），实现在学习中强调价值引领，在价值引领中凝聚知识底蕴。

表2 电工电子实验课程思政主线与部分典型案例

3.1 家国情怀主线

以培养具有家国情怀的科学家、工程师为主线，在教学环节融合国内外科技竞争态势、技术发展现状等对学生进行爱国主义教育。

在具体案例设计上，聚焦我国在电工电子技术领域取得的举世瞩目的成就以及所面临的技术瓶颈，从正反两个方面激发学生内心的爱国主义情怀。例如在电能的产生、传输与应用实验中，设计“中国电力的腾飞”作为案例，介绍中国近年来在电网建设，尤其是特高压输电全球独树一帜的成就，让学生全面了解我国在世界大电网技术方面的领先地位，特别是在特高压核心技术方面的成就。而在集成运算放大器及其应用电路实验中，设计“芯片之殇”案例，介绍美国对华为下达限制集成芯片出口禁令，在高端芯片领域对我国进行技术封锁，遏制我国电子产业、高科技产业的崛起，中国急需通过自主技术创新解决这一卡脖子技术难题的现状。

家国情怀主线是基于情感共鸣的激励机制，通过根植于深度的情感认同［6］，以正反案例激发学生科技强国的爱国主义精神，提高学生的社会责任感，让学生明白爱国精神和爱国情怀不仅需要传承，在实现中国梦，建设中国特色社会主义的伟大征程中更要发扬光大，以爱国精神激励学生不懈努力、勇攀高峰，增强学生学习的内驱力［7］。

3.2 科学思维主线

科学思维是人脑对自然界中的现象、过程、事实等的本质属性、内在规律以及相互联系进行能动的、概括的反映，并能在观察中发现规律，掌握规律，运用规律，用规律来指导实践。

在具体案例设计上，直流电路部分的多个实验中都蕴含有科学思维方法。例如，在用戴维宁定理求解复杂电路时，设计“不识庐山真面貌，只缘身在此山中”案例，介绍戴维宁定理中蕴含的变化域的科学思维方式。该方法首先将要求解的支路去处（抛开矛盾本身），然后求解其余电路（分析引起问题的原因，而且由于待求支路去处，剩余支路的求解变得简化），在其余电路时采用等效变换方法（等效为电压源），剩余电路求解完成后和待求支路联合（回归到原始问题），最终求解出待求支路的电压或电流。该过程如图3 所示，可以归纳为：①把原来的问题变换为一个较容易处理的问题；②在变换域中求解问题；③把变换域中求得的解答反变换为原来问题的解答［8］。

图3 戴维宁定理变换方法的思路

通过此类案例，引导学生发挥主观能动性，不断突破思维定式，善用科学思维，探索新的问题解决方案。

3.3 工程素养主线

作为一门以培养未来大国工程师为目标的应用型学科，在教授基础理论知识的同时，结合学科特点、思维方法，将职业精神、社会责任融入课程中，引导学生立足时代，树立学术志向，培养系统性的工程思维，具备工程知识、信息判断力，以合理的方式对工程问题进行思考并加以解决。

在具体案例设计上，考虑到电工电子课程理论性强，概念多，内容比较抽象，非电专业的学生往往觉得学习难度比较大，感到枯燥乏味，难以理解，从而提不起学习的兴趣。因此，在实验电路的设计和选取上应注意贴近生活实例和工程场景［9］。例如，在日光灯电路中融入“小设计大意义”案例，培养学生从“大处着眼、小处着手”的科研思维，让学生明白“寻常之处见功力，细微之处见真章”的道理［10］。一个典型的日光灯电路如图4 所示，即使没有并联的电容，日光灯依然可以正常发光，那么并联电容是否多此一举呢，答案是否定的。我国作为一个能源利用大国，节能至关重要。作为一个电路设计工程师，在设计电路时，必须考虑局部与整体的关系，考虑设计电路对整个电网能耗的影响。从工程素养的角度，实现功能只是最基本的要求，在此基础上还要综合考虑节能、成本、提高效率、降低风险等诸多因素，需要对整个工程实现过程中的各个环节进行全方位的综合考虑。

图4 典型的日光灯电路图

通过此类案例，可以让学生明白作为一名合格的工程师，除了具备专业素养，在解决工程问题时，还要充分考虑社会责任、环境现状等因素，应当具有系统工程思维能力。

3.4 健全人格主线

人格教育的核心，是能够让青年学生拥有积极、健康、向上的人格精神。我国当代大学生健全人格则具体体现为具有良好的社会适应性，人际关系融洽，乐于学习、有积极健康的心态和耐挫能力，富有创新精神等［11］。

在电工电子实验中，学生需要进行电路设计、电路搭建、电路测试、故障分析与排除、实验数据分析、仪器和仿真软件使用，实验过程本身就是一种不断试错的过程，学生会经历不断的失败—重复—再失败—再重复，才能最终得到结果，面对困难，要不怕挫折，迎难而上，反复实践，追求真理。综合和设计实验要求学生设计实验线路，开放实验要求学生自行设计实验过程，分组学生需要通过团队合作共同完成，告诫学生“独学而无友、则孤陋而寡闻”，提倡相互交流学习、集思广益，同时，面对分歧，鼓励学生“君子和而不同”，大胆提出质疑［12］。实验还要求学生必须实事求是，遵守学术规范。每一个实验数据的得出都必须通过自己的亲身实践和反复实验，不能编造实验数据。在实验教学中可以联系当前学术道德和学风建设，教育学生必须尊重实验数据的真实性，培养学生科研诚信意识和求真务实的科研态度，坚守科研底线。

4 课程思政模式设计

在课程调研中发现，79.97%的学生认为教师与学生保持良好的沟通非常重要。在电工电子实验的课程设计中，引入社会交往行动理论，从教师导学、互助促学、实践研学、综合评价四个层面设计教师与学生、学生与学生的交往情境，通过有效言语实现师生间的交流对话、思想浸润。

4.1 教师导学

在电工电子实验教学中，教师是教学的主导者和设计者，教师通过自己的语言指导、行动示范，直接或间接地与学生进行思想交流和启迪。要提升教师导学的效度，需要遵循三点要求：①专业性，作为一名传授科学知识的工科教师，专业素养代表了教师在学生群体中的权威性，调研显示，81.96%的学生认为如果教师授课水平很高，即便教师考核要求非常严格，也依然要选择该教师的课。②包容性，实验是一个不断试错的过程，教师要对学生的质疑和错误报以足够的耐心和包容之心，这恰恰也是与科学精神相契合的。③平等性，在电工电子实验指导中，师生的交流机会很多，教师在导学中要与学生形成彼此尊重的交往情境，在交流和对话中形成思想碰撞，潜移默化的引入思政教育。

4.2 互助促学

课程调研发现，学生在学习过程中遇到困难，63.4%的学生倾向于先向同学请教。学生与学生之间天然的平等关系，让交流与对话更易顺利开展。充分利用同学之间的交往作用，在教学过程中形成良好的互帮互助风气，组建课内项目式学习团队，探索“学生为主体，学生授课，教师主导，教师辅助”的新型教学模式［13］，通过一部分学生带动一批学生，由学生自主参与实验的前期准备、进行实验互助指导，尝试对实验结果进行改进分析。允许一部分课程由学生团队自主规划学习进度、学习节奏和学习汇报，教师将实验课堂完全还给学生，使学生用来完成应用、综合、分析、评价高层次的学习，实现知识的内化［14］，提高课程参与度，拓宽教学模式的广度。利用“第二课堂”载体，形成“研究生-本科生”纵向学习团队，组织学生互助学习沙龙，将课堂内的基础知识与课堂外前沿科技通过学术沙龙的形式展开思考、讨论，让对话和理解成为创造性知识产出的根本方式。

4.3 实践研学

电工电子实验是一门理论联系实际非常紧密，在日常生活中应用非常广泛的课程，在学生掌握了一定的电工电子相关知识后，鼓励学生积极参与电工电子竞赛，同时利用寒暑假社会实践的机会，思考如何将所学知识运用于日常生活场景。如用掌握的电学知识，对老旧小区的电路方案进行采集、分析、论证，进行工程改造等等，将电工电子实验的科学性与社会关注、人民关切的实际问题结合起来，在实践中让学生感受到国家建设、社会发展、人民生活提高的任务之艰巨，激发学生社会责任感。同时，通过实践性交往代替简单的口头语言灌输，让学生在实践中明白科技也要受到社会制度、法律要求的约束，在实际经验中反思、改进、发展［15］。

4.4 综合评价

实验教学的效果评价包含两个方面：一方面是对学生学习效果的评价；另一方面是对实验内容的评价，优化电工电子实验考核模式，在考核中采用全过程多元化的方式［16］。首先，在实验预习中，考查学生的自我学习能力以及对课外知识学习的拓展性等（10%）。

其次，在课堂实验操作中，除了考核电路搭建是否正确、是否能完成实验外，仪器操作是否规范，还对实验操作的独立性、严谨性、创新性和安全性等进行考查（20%）；再者，在实验报告的撰写中，除考查实验数据的真实性、规范性，还关注学生对实验原理的探究、对实验现象的运用，理论联系实际地解决现实问题的能力（30%）；最后，在实验考试中，对仪器使用、电路搭建、故障排除、数据测量、问题分析等各方面进行综合考查（40%）。图5 给出各部分的评分占比。

图5 电工电子实验课程评价体系

“多线共学”课程思政模式在华东理工大学电工电子实验课程中开展了实践，融入思政教育以来，通过课程测评、发放问卷调查，学生的整体满意度大幅提高。

5 结语

课程思政的目标是将思政元素贯穿教育教学全过程，在潜移默化中启智润心、培根铸魂。通过对电工电子实验课程中不同实验、实验不同阶段的思政元素进行挖掘，在教师和学生的交往实践中将知识传授和价值引领相结合，达到教书与育人同频共振，教师与学生教学相长的目的，培养具有家国情怀、科学思维、工程素养、健全人格的高素质工科人才。