| 标题 | 面向新工科的《电力电子技术》课程思政教学改革 |
| 范文 | 王子赟 王艳 纪志成 摘? 要：“新工科”在新一轮产业变革和科技革命的时代背景下提出的，它要求通过调整教育结构以培养全方位人才;“课程思政”是当代高等教育的一个重要课题，主要目标是培育德才兼备的新时代人才。文章结合这两个重要教育理念，从课程内容、课堂教学、实践教学、第二课堂四个方面进行分析，提出了其现阶段的教育短板和改革措施，力求使教育活动接轨社会科技的不断发展。 关键词：新工科;课程思政;电力电子技术;课堂教学;实践教学;第二课堂 中图分类号：G642? ? ? ?文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2020）35-0140-04 Abstract： The notion of "New Engineering" is put forward under the background of a new round of industrial reform and scientific and technological revolution. Itrequires that the all-round talents be trainedby adjusting the educational structure; "Curriculum Politics" is an important topic of contemporary higher education， the main goal of which is to cultivate talents with both ability and morality in the new era. Based on these two important educational concepts， this paper analyzes the four aspects of curriculum content： classroom teaching， practical teaching and the second classroom， and puts forward the educational short board and reform measures at this stage， so as to make the educational activities conform to the continuous development of social science and technology. Keywords： new engineering; curriculum politics; power electronic technology; classroom teaching; practical teaching; the second class 一、概述 “课程思政”是指将高校对学生的思想政治和道德品质教育贯穿到包括课程内容、课堂教学、实践教学、第二课堂等各项课堂教育的环节中去，通过课堂渗透的方式，不断挖掘课程体系中的思政元素，以期达到立德树人、综合全面地培育新时代人才的目标[1]。它将高校课程体系中的马克思列宁主义、中国特色社会主义理论等思政课程拓展到专业课程或其他通识课程教学中，形成系统化、综合化的课程体系，力求达到思想教育润物无声的效果。上海市率先响应并进行试点工作，形成了具有借鉴意义的上海经验。实际上，上海“课程思政”学科体系的搭建是以思政课程为核心，专业课程为辐射、通识课程为支撑，全面贯彻习近平新时代教育精神的一次伟大实践。 随着人工智能、虚拟现实、区块链等前沿科技迅速的发展，现阶段国家科学技术的发展呈现出新态势，国际竞争也涌出新要素。以我国为例，现阶段经济发展正处于调整期，经济增长由高速增长转入中高速，产业结构不断优化，以制造业为主体的传统工业不断受前沿科技的冲击，发展趋势越来越趋于智能化和一体化。面对新形势下的产业发展现状与科技变革，教育部于2017年以来積极推进“新工科”的教育体系，着重培养新时代的工程技术人才，并先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”[2]。与传统工科相比，“新工科”这一概念更注重学科与学科之间的结合性与创新性，力求培养一大批未来经济和产业发展所需的具备较强工程应用能力的具有国际竞争力的复合型人才。这个“新”是以当前经济和产业发展的需要为导向，以积极促进产业调整与科技变革为目标的，它有三个层面的含义： 1. 新型。在已有的传统工科体系的基础上，结合产业发展和前沿技术的现状，有计划、有步骤地进行创新和改革，包括对课程内容的拓展、授课方式的改进以及对考核环节的侧重，是一种存量更新。比如在图像处理领域融合人工智能和大数据元素，以及传统的工科在物联网或云计算背景下的升级。 2. 新生。为了满足现阶段新的培养目标，在原有的几门不同学科的基础上进行交叉，各有侧重地形成新生学科。当前科技的发展不再是在单一领域的建树，而是呈现多学科交叉，多种技术复合的态势，加强了学科与学科之间的联系与综合，又保留了其差异性。比如在智能控制领域，它就是自动控制原理、现代控制理论、计算机科学和运筹学等学科的交叉，是一门反应现阶段科学技术发展趋势的高级控制理论。 3. 新兴。这是与传统工科完全不同的全新出现的、为了解决现阶段科技发展难题而应运而生的面向未来新产业的工科。它虽然是一种以往没有的领域，但在解决当前问题的方法和方式上可以借鉴吸取传统工科的技术手段，然后再不断发展成为成熟的领域。比如新能源科学、生物科学等新兴科学。 面对新时代下的教育目标，如何将“课程思政”与“新工科”这两个时代主题融入专业课或其他通识课的课程体系中就显得尤为重要。这种协同要力求渗透到课程教育的各个方面，包括课程内容、课堂教学、实践教学、第二课堂等等。本文将此与《电力电子技术》课程相结合，是一次拓展现有课程体系的实践。 二、课程内容的课程思政教学改革 要不断发展新工科背景下的课程教育体系，就要兼顾新质量、新方法、新内容、新模式和新理念五个方面，全面贯彻落实新元素，其目标是培养造就一大批引领未来技术与产业发展的卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力支持和人才保障。在此背景和要求下，《电力电子技术》这门专业课也应具有新的时代内涵[3]。就目前来看，这门课存在的短板有： 1. 经典内容多，发展趋势少。教材中经典的电力电子元器件如半控型器件晶闸管的介绍相对详细，应用更加广泛的MOSFET等全控性器件的相关内容较少，教材内容略显滞后性。现阶段电力电子的发展呈现四个趋势：（1）高频化[4]。供电电源频率的提高有利于减少用电设备的体积和重量，且频率越高，电路中的波形越理想。（2）控制数字化。模拟信号量受环境影响较大，例如温漂导致的误差等，而离散的数字信号则不受工作环境的影响。利用计算机软件设计控制方案，不仅可以减少电子器件的个数，也方便实施各种控制策略。（3）电路结构模块化与集成化。将电子元器件分立安装，不仅会增加工作量，且容易出现安装错误。如果将实现某一特定功能的电路进行集成化封装再批量生产，则可以降低成本，提高可靠性，同时也有利于企业的知识产权保护。（4）器件绿色化。传统的电力电子器件会给电力系统带来电磁干扰和谐波污染，例如硬开关的使用。现代电力电子技术的发展也将实现电路的绿色化作为一个衡量标准。这些发展的新趋势在教材中涉及较少。 2. 公式推导多，仿真内容少。以单项交流调压电路为例，阻感负载情况下流过晶闸管电流的有效值IVT的推导需要经过积分运算再开根号，计算相对繁琐，许多学生在学习这节内容的时候只是为了考试死记硬背最终化简式，而没有深刻理解它的含义。而此部分的仿真实验内容和学时又相对较少，量化考核缺失，学生们只是为了拿取相应学分而进行仿真和实验，没有深入思考和理解[5]。在新工科各学科交叉融合的背景下，仅电力电子技术这一门课程的知识体系不牢固，以此为基础形成的综合性学科也如空中楼阁。 3. 课本内容多，习题布置少。《电力电子技术》作为一门典型的工科应用型课程，相比于数学、物理等理科课程的计算来说，其器件的各项参数如输出电压等的波形和计算方法相对固定，没有太多的变化，这也直接导致了衡量学习效果的课后习题计算题部分都相对固定，课后习题的布置其实相对较少。大多数学生平时不仔细研学电子元器件的特性和变流电路的工作原理，在考前突击刷题，掌握了计算套路后也能拿到高分，而这种高分的含金量是较低的。新工科背景下的电力电子习题部分应该和生产实践相结合，增加计算题以外的问答形式，力求全方位考核学生对这门课的掌握程度。 这些短板也导致了课程思政的融入点较少，在新工科背景下的课程改革亟待解决。针对《电力电子技术》的课程短板，有以下举措：（1）更新教材内容。教材的编写要结合电力电子发展的新趋势，章节内容的结构也应该做出相应调整，增加反映前沿科技的新内容。莘莘学子是国家的未来，引领着时代的发展，是未来提高国家核心竞争力的中坚力量。他们的知识体系不应该是滞后的，应该积极接触最新的科学技术。（2）完善仿真实验环节。实践是检验真理的唯一标准，书本上得到的知识需要仿真实践才能加深理解，学以致用。另一方面，对所学知识的仿真，也能培养学生们求真务实的严瑾学风，激发学生学习兴趣。在时长比重上，应该增加仿真课时，提高其比重;在授课环节上，教师应循循善诱，激发学生求知欲;在考核方式上，应该明确考核细则，完善考核制度并严格执行。（3）完善习题讲解和布置环节。教师在讲授电力电子技术内容的同时也应结合前沿技术的发展状况讲解课本例题或布置的习题，通过习题以点带面;同时布置考察不同侧重点的习题，借此培养学生学以致用和脚踏实地的品质。通过多举措并举，不断完善《电力电子技术》课程的授课体系。 三、课堂教学的课程思政教学改革 课堂教学是教育的主渠道，也是课程思政和新工科教育的主要载体。它是学校教育的基本形态，是一种有目的、有计划、系统地将科技知识和行为规范传授给学生的社会行动。通过课堂教学，力求达到培养思想道德良好、为国家和民族创造经济效益和科学技术、推动社会进步的新时代人才[6]。课堂教学质量的好坏取决于最短的教育短板。现阶段的课堂教学仍存在以下短板： 1. 课堂互动较少。传统教学模式中，教学活动的主体是教师，学生处于被支配或从属的地位，课堂上的授课形式普遍采用教师讲授、教师提问、教师点名、学生回答、教师点评的流程，这样做的优点是便于管理课堂，授课的针对性强。但这样会造成学生学习的被动性，使学生丧失学习兴趣。且千变一律的教育模式也無法挖掘学生的独特闪光点，不利于因材施教的贯彻。 2. 教学形式固化。我们所处的社会在不断地向前发展，前沿科技在不断地更新，所需的人才储备也由传统的专业型人才逐渐转为复合型人才。这就决定了教育模式和方法不能一成不变，要与时俱进。然而现在高校的教师资源的更新没有社会发展那么快，许多教师还在以“分数”作为衡量学生好坏的唯一标准。这类教师的教学模式相对固化，强调课堂的整体性却往往忽视每个学生个体的差异性。 3. 缺少翻转课堂。翻转课堂（Inverted Classroom）这一概念是舶来品，起源于美国科罗拉多州的一所高中。它旨在调整教师和学生的角色，将课堂时间交换学生，让学生主动地进行他们感兴趣的个性化学习，教师则更多起着交流和辅助的作用，从而培养学生探索式学习的能力。基于现阶段国内课堂教学现状，翻转课堂的概念也应逐渐渗透进来，有步骤地培养学生学习的积极性。 要全面深化教育改革，提升新工科背景下的教育质量以及积极促进课程思政的实施，就必须对当前教育短板进行有组织、有计划地完善。针对当前课堂教学现状，提出以下的要求和措施：（1）加强课堂的互动性，建立平等和谐的师生关系。良好的师生关系是活跃课堂教学氛围的基础和必要条件，这要求教师在日常教学活动中善于从学生的立场考虑问题，了解学生的内心想法和渴望，建立奖励机制;尊重学生的人格，策略性地循循善诱而不是简单粗暴地体罚责骂;宽容学生的过失，对学习有困难的学生积极帮助与鼓励，不歧视、不差别对待。（2）加强教师的学习，转变固有的教育理念。当今社会日新月异，科技水平不断提高，没有人可以一次充电，终生待机。教师们如果不积极接触新时代的思想与技术，教授给学生的知识与思想将出现断层，难以跟上时代的步伐。在现阶段新工科的背景下，理工科教师更应结合时代的需要学习前沿科技，并在授课过程中融入这些新元素，挖掘课程中的思政元素。（3）开展与教学相关的活动，激发学生学习的主动性。人文类学科可以组织观影，通过影像资料形象生动地寓教于乐;理工科可以组织实验仿真或工厂实习，通过实际操作与亲身体验加深对科目内容的理解。 四、实践教学的课程思政教学改革 实践教学是将所学知识学以致用的过程，它是一个广义概念，包括仿真实验环节、社会实践、各种学科竞赛、大学生创新创业等等一系列以实践为主要形式的教学[7]。它不仅可以让学生获得相关知识，更重要的是它可以激发学生自己的主观探索能动性，培養自我学习的意识，提高分析问题的能力，从而为学生将来离开学校走向社会打下坚实基础。其重要性体现在：将学生课本所学的理论知识与实际应用结合，有助于学生对理论的理解，也加强了动手能力;作为教育体系中重要一环，实践体现了学生全面发展的教育理念，拓宽了学生的眼界和知识面;通过实践，学生们可以将一些新想法新思路付诸现实，有助于提高学生的创新能力和培养创造性思维;通过理论与实际一体化，可以培养求真务实、脚踏实地的严谨学风。然而，实践作为教育体系中的重要一环，却也是较薄弱的一环。除了部分地区教育资源短缺等客观原因，当前作为衡量学生好坏与课堂教学质量的优劣的考核体系的分数制也限制了实践教学的发展。现阶段实践教学暴露出的问题依然突出： 1. 实验内容陈旧，实验设备老化。供学生实验的参考书目更新较慢，实验内容相对固定，与之匹配的实验设备老化过时。以《电力电子技术》这门课的实验部分来说，经典实验内容如半控三相桥式整流电路的实验器材和元件以及操作流程变化不大，示波器较为过时，波形显示不精确。 2. 考核制度缺失。实践通常以分组的形式进行，对小组的整体实践结果打分而没有精确划分到个人的评分标准。组内成员水平参差不齐的情况时有发生，分组实践不能反映个人水平。 3. 实践占比过少。教育的目标是以人为本，培养全面发展的时代新人。但现阶段考核标准依然是理论课分数的高低，导致实践在教育中的占比相对较少。 4. 实践环节流于形式。部分高校的实践活动太拘泥于形式而没有为学生的发展实际考虑，为了实践而实践。限于教育经费或其他原因，高校里的实践活动多以产区参观或社区服务为主，这样千篇一律的活动形式达到的实际效果并不理想。 针对当前实践环节的种种问题，提出以下改革措施：（1）加强学生的动手能力。教育的目的就是培育推动经济增长和时代进步的新时代人才，广大学生施展才华抱负也不是口若悬河地讲理论，需要通过双手去实践。当前国内中小型企业的岗前培训还不完善，不少刚出校门的毕业生一时间难以进行角色改变，加强学生们的动手能力具有重大意义。通过校内的实践活动提高学生的动手能力，利于减少企业培养成本和角色转变。（2）重视实践氛围的培养。高校定期举办实践交流会或研讨会，加强教师和同学对实践的认知，在校内形成良好的实践氛围。（3）提高实践的师资力量。当今新形势下，引导教育变革的主体是教师，只有加强对高校教师的实践能力的培养，才能更好地推动实践教学的开展。 五、第二课堂的课程思政教学改革 教育应该渗透到日常生活的方方面面，除了课堂教学这个主渠道外，第二课堂的作用也不容忽视。第二课堂是指在课堂教学以外的时间进行的一切培养学生能力和素质、锻造其品质的教学活动，它是课堂教学的延伸和补充，是锻炼学生综合素质的有效方式和重要途径[8]。它的具体形式多样，学习空间广大，主要包括各类学科讲座、大学生创新创业项目、科创竞赛、大学社团等等。与第一课堂相比，学生对第二课堂的参与度完全出自个人兴趣和喜好，学习的主动性大大提高，其优势主要有：强调学生的自主学习，激发学生创新精神和实践能力;不仅可以丰富学生的课余生活，也有利于锻造学生的沟通能力和表达能力;开阔视野，学习到课本之外的知识。 当前情势下的第二课堂推广过程中出现以下问题：思政讲座枯燥，内容和课本衔接太少，不少学生为了提高绩点去参加讲座，讲座的实际效果不好;不少高校开展的第二课堂活动和学分挂钩，学生往往为了拿到较高学分而选择相对较易的科目，却不顾自己亟待提高的薄弱环节，这违背了第二课堂的设计初衷;缺少经费支持，涉及的领域非常有限;部分高校缺乏结合自身特色的第二课堂设计方案，相关制度不健全等。 针对当前第二课堂现状，引出如下改革措施：（1）建设第二课堂项目库，不断丰富发展精品科目。第二课堂的建设要系统化，细分化，要求高校对其项目种类进行较为详细的划分和分类，按照实施的难易程度和效果分析合理安排教师资源和经费，并在以后的实践活动中不断拓展项目库。（2）加强教师团队建设，增强教师指导的专业化。大多数高校师资力量偏于理论化，面对日新月异的社会发展，要不断加强教师的实践能力和指导能力。（3）加强第二课堂设施设备建设，提供硬件支持。第二课堂的开展离不开相关的硬件设施，要加大对此的建设力度。 六、课程思政的持续改进 在现阶段“新工科”和“课程思政”的教育背景下，《电力电子技术》的教学工作也有了新的时代内涵和要求。为了更好贯彻其教育思想，建设更加系统化和综合化的授课体系，教师可以在日常教学活动中有步骤地建立电力电子技术的思政案例库，并在以后的实践活动中不断拓展和丰富。例如可以结合整流变流的电路设计案例，从能源的角度体现国家的一带一路与能源合作的主题，再比如通过PWM控制设计等电力电子实验案例，挖掘出理论联系实际，求真务实的思政元素。 《电力电子技术》是一门与时俱进，不断发展的学科，这就要求教师们在传授经典内容的同时也要不断更新自己的知识体系，及时更新教学内容，改进课堂教学形式，延展实验教学和第二课堂，不断丰富课程的思政内涵。例如现阶段电路的集成化和模块化或电路系统的数字化趋势，可以以此为专题作为实践教学和第二课堂，通过学生自主查阅相关资料与实际实践，教师的交流和协助，使学生紧跟时代前沿，同时也培养其探索进取的品质与锻炼动手能力，切实做好课程思政的持续改进工作。 七、结束语 本文针对电力电子技术课程的教学特点，结合新时代教育背景下的“新工科”和“课程思政”要求，从课程内容、课堂教学、实践教学、第二课堂四个方面进行分析，提出了其现阶段的教育短板和改革措施，力求使教育活动接轨社会科技的不断发展，努力提升学生的精神素养，同时通过课程思政的持续改进，完善课程思政教学模式，提升教学效果，培养推动国家经济发展和科技进步的全方位自动化专业人才。 参考文献： [1]刘艳红.思想政治教育工作视域下对“课程思政”的再思考[J].高教学刊，2019（25）：165-167. [2]宿辉，原小富，刘英，等.基于物联网+“新工科”工程化学教学模式的构建[J].黑龙江工程学院学报，2020（21）：137-138+141. [3]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].机械工业出版社，2000. [4]韦兆山.高频电子技术课程无线电发送设备的思政教学设计[J].高教学刊，2015（06）：38-39. [5]吕青普，王联.网络工程专业虚拟仿真实验平台的建设与实验教学改革设计[J].当代教育实践与教学研究，2012（16）：1-3. [6]吴彩容，罗锋.应用型高校管理学翻转课堂教学实施及效果分析[J].高教学刊，2018（8）：101-103. [7]尹珍玲，高凤清.高校思想政治理论课实践教学问题与对策研究[J].才智，2017（7）：191. [8]黄大可，桂丽，王盛花，等.基于第二课堂的大学生创新能力培养途径的探索[J].教育教学论坛，2016（2）：161-162. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。