以突出能力培養為導向的工程基礎課程建設與實踐
——以《電工技術》課程為例

張大為，李建海，畢濤，葛寶川

（海軍航空大學 航空基礎學院，山東 煙臺）

《電工技術》課程是我校飛行學員人才培養方案中一門重要的工程基礎課程，是學員學習的第一門介于科學類與工程類之間的課程，在課程體系中具有承上啟下的橋梁紐帶作用，通過課程學習，不僅為后續專業基礎課程和專業課程打下基礎，還為崗位任職和終身學習提供能力素質保證[1]。課程教學注重電工技術的基本概念、基本原理和基本分析方法的學習，使學員理解所學電氣設備中發生的電磁現象和規律；注重應用，培養學員利用已學理論知識解決實際問題的能力，增強對實際應用的理解和掌握，提高學員的工程實踐能力。在教學過程中，始終遵循“以教員為主導、以學員為主體”的教育理念，充分體現知識、思想和方法的教學本質，強調課堂講授、實驗、習題、作業等各個教學環節的密切配合。提倡教學方式的多樣化，以啟發式教學和研討式教學貫穿教學過程的始終，并將與武器裝備結合的案例教學法、類比歸納教學法、實物演示等多樣化教學方法應用于課程教學當中，提高學員的學習興趣，建立良好的教學氛圍。積極將人文教育滲入到教學過程中，體會電路的簡潔之美、對偶之美、邏輯推理和電工應用之美，以培養學員科學的思維方式、激發學員濃厚的學習興趣[2]。實驗課以動手能力和應用能力培養為主旨，將基本技能和能力的培養融于實踐與實訓過程中，提高學員發現問題、探索問題和解決問題的能力。

一 高質量的教學內容是進行課程建設的重要基礎

（一） 以教材建設為主要抓手，加強教學內容的頂層設計

教學內容來源于教材，教材建設應充分考慮飛行學員教育本質規律和受訓學員的自身特點，突出能力培養。目前軍內外現有的電工技術教材主要存在以下幾方面的問題：①軍內外現有的電工技術教材通用性強，但缺乏專業針對性，無法有效針對飛行學員專業特點，而且一定程度上存在內容體系與裝備結合不甚緊密的情況；②現有電工技術教材側重于一般工業所需基礎知識，與部隊專用裝備結合較少，無法較好體現電工技術理論與武器裝備知識的有機融合；③現有電工技術教材內容體系注重理論知識講授，理論教學與實踐操作銜接相對脫節，融合不夠緊密，存在一定的時間差與空間變。

課程組編寫的飛行學員《電工技術》教材繼承通用電工技術教材理論體系，努力構建應用性與為戰性并舉，通用性與專業性共重的教材內容新格局。以人才培養方案和課程計劃為綱領，以崗位任職需求及受訓對象基本學情為依據，在保持基本知識要求的前提下，結合教材建設特色化和專業化的特點，按照“應用性與為戰性相結合，通用性與專業性相統一”的原則優化整合教材內容，力求實現電工技術理論與武器裝備知識高度融合。突出能力培養，注意加強與科學文化課、專業背景課、首次任職培訓課、軍事實裝的聯系，使本教材真正能夠成為一部適合飛行學員實用的、好用的、頂用的教材。教材在編寫過程中，結合飛行學員的專業特點，注重知識架構的體系性、鑄魂性、為戰性和挑戰度[3]。

按照知識本位向能力本位轉變的思路，基于理實一體化模式設計框架結構，各章節以應用實例引入，以拓展推廣結尾，力求體現“實例牽引，任務驅動，理實一體，教做交融”[4]。

以教材建設同步帶動課程建設，合理選擇理論內容與實驗教學融通合一，教學場地直接安排在實驗室，師生雙方邊教、邊學、邊做，理論和實踐交替進行，抽象和感知交替出現。將理論教學和實驗教學理實合一，將知識學習和發展需求學做合一，將能力培養和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實一體化教學模式。

（二） 以代職調研為重要手段，拓展內容更新的信息渠道

課程組成員具有赴部隊代職和參與部隊新裝備培訓，赴部隊開展電工基礎理論和電氣控制方面技術基礎授課等服務部隊經歷，曾多次到一線部隊調研，了解部隊崗位任職對學員電工綜合能力的需求。與地方院校同行進行了廣泛深入的交流溝通，多次到地方職業院校進行調研和學習，并就如何提高學員的電工綜合能力進行了研討，為教材編寫、頂層設計及內容篩選等工作奠定了重要的基礎。在人才培養方案和課程計劃編寫過程中，與后續基礎課程教研室和相關專業教研室的教員進行探討，并與軍內外相關科研院所及時溝通，確保高質量完成。

二 高標準的課程實施是課程建設的重要保障

（一） 教學實施過程中提倡“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”

溫故知新，以老促新，該思想在《電工技術》課程的內容安排與知識講解中多有體現。最為典型的教學實例有兩個，其一是講述一階線性電路的暫態分析時，三要素法將前述內容與暫態分析以橋梁紐帶作用建立起來，一階線性電路的暫態過程是新知識，新內容，三要素法中每一要素的求解實質則是前面章節學過的內容和方法，屬于老知識，老方法，因此，對于基本知識點、重要知識點務必要講實講精，以此切入，以點帶面逐步拓展輻射，概括來講就是“以點帶面，點面結合”，最終涵蓋全部教學內容，實現教學過程的最優化設計。

第二個教學實例是正弦交流電路的相量分析法。相量法是將直流電路內容與正弦交流電路內容有機聯系起來的橋梁和紐帶。正弦穩態交流電路相比較于直流電路，雖然電路中電源有所變化，負載有所豐富，但是一旦找到了解決問題的鑰匙-相量法，所有問題迎刃而解，相量法一旦掌握，直流電路中學過的一些定律與方法比如基爾霍夫定律都可繼續應用于正弦交流電路，只不過是直流量變化為正弦交流電路的相量。

類似的教學實例還有不少，要求學員自己會搭橋梁，建紐帶，找鑰匙。面對不同的問題，學習不同的內容，自己要學會深入淺出，融會貫通，通過自己的總結和實踐，找出解決問題的方法，打開不同的困惑自己的鎖。

（二） 教學實施過程中提倡“主題主線”思想

電工技術課程包括“電路理論”和“電機與控制”兩大模塊?！半娐防碚摗蹦K以電路的基本概念、基本理論和基本方法的掌握為尺度，“電機與控制”模塊以電路的應用為主。在電路理論基礎上學習變壓器、控制電機等電氣設備的應用，遵循由一般到特殊、由理論到實際的客觀認知規律，有利于激發學員學習興趣，培養學員的工程實踐能力和創新意識?！半娐防碚摗蹦K以電路等效的概念貫穿始終，在電路兩類約束即電路基本元件和基爾霍夫定律的基礎上，討論直流電路的一般分析方法和基本定律。在直流電路的基礎上講述動態電路和正弦交流電路，在正弦交流電路的基礎上討論三相交流電路，由實數計算向相量計算（復數計算）過渡，由直線運算向三角形運算遞進，由簡入繁，由易到難，環環相扣，層層遞進，符合一般認知規律?！半姍C與控制”模塊主要包括直流電機和交流電機兩大內容。直流電機部分從磁路入手，以直流電機的可逆性為基礎，介紹直流發電機和電動機，從相同點入手找尋不同點，富有啟發性，符合由一般到特殊的認知規律。交流電機部分建立在法拉第電磁感應定律基礎上，變壓器是依據電磁感應原理制成的設備，在變壓器的基礎上介紹三相異步電動機的結構、原理和應用，符合由簡到繁的認知規律?！半姍C與控制”模塊中介紹電氣設備時，遵循結構-工作原理-輸出特性-正確使用這一敘述主線，從感性認知入手到理性認識上升，目的是培養學員掌握常用電機、電器的工作原理、特點及應用場合，培養學員的工程實踐能力。

（三） 教學實施過程中提倡“理實一體化”思想

教研室建有水平較為領先的電工基礎實驗室，配備高性能的電工實驗臺、電工實訓平臺、電機控制實驗臺，滿足實驗課程1人一組的需求，學員可以獨立完成電路連接和調試。自主研發了電機虛擬實驗平臺，實驗平臺綜合運用虛擬現實技術、計算機仿真技術、數據庫技術和網絡技術，建有直流電機、交流電機、變壓器和控制電機4個實驗分室，能完成8種電機的22個特性實驗，可以自主連接線路，實時讀取、記錄和處理數據?！峨姽ぜ夹g》課程的內容架構適合理論與實踐雙體系課程教學，以典型航空案例為切入點，科學選擇理論內容與實驗教學融會貫通，相互補充，相互借鑒，將教學場地直接安排在實驗室，師生雙方邊教、邊學、邊做，學中做，做中學，理論和實踐交叉進行，直觀和抽象交替出現，理中有實，實中有理，充分調動和激發學員的學習興趣，提高課堂效率，豐富真實體驗[5]。將理論教學和實驗教學理實合一，將知識學習和發展需求學做合一，將能力培養和崗位需求銜接合一，形成三合一的理實一體化教學模式，強化學員綜合運用知識解決實際問題的能力，緩解課程群統籌協調與課程教學課時壓縮的矛盾。

（四） 教學實施過程中著力進行案例庫建設

通過將日常訓練中發生的典型案例加以歸納消化，整理成與教學實施密切相關的精典案例，打造構建了課程案例庫，并將其應用于教學實踐，學員喜聞樂見，激發了學員的學習興趣，培養了學員理論聯系實際的能力和意識，有效解決了學員為何學和學何用的疑問與困惑[6]。

在打造構建高水平教學案例庫的過程中強化了三個環節。一是案例選取上，忌生搬硬套，宜自然銜接，將部隊訓練實踐中發生的案例與內容講述的重點、難點緊密結合，自然過渡，不顯突兀，例如，在航空發動機點火系統與電路的暫態分析知識點的結合以及飛機操縱桿桿力傳感器與戴維寧定理知識點的結合上體現得尤為突出[7]。二是在格式確定上，實現有規可依，有據可循，案例建設要素應包含課堂設疑的問題，創設的虛假問題等，立足基礎，兼顧發展；指導教員根據授課對象層次及教學要求的不同選取相關情節進行建設。三是來源獲取上，堅持緊密跟蹤軍事裝備與學科前沿，及時吸納院校教學和部隊作戰訓練的成果，使所選案例保持先進性、軍事性和實踐性。在案例教學具體實施和過程管控上，切實加強學員的主體地位，增強學員的主動意識，鼓勵學員敢想、敢問、敢做，培塑學員膽大心細、敢于提問的良好性格。歸納起來，就是營造兩種課堂情境，實現兩個角色轉換，著力打造兩類問題。具體來說，營造學員與教員互動平等的課堂場景，教員與學員學問平等的課堂場景；完成教員由原先課堂授課的主講轉為指揮，學員由原先課堂授課中的聽眾轉為主唱；打造具有不確定性和非唯一性的案例問題。在案例評價的收尾階段，始終遵循“以教員為主導、以學員為主體”的教育理念，師生平等交流，和諧互動，培養學員質疑提問的習慣和批評爭論的勇氣，對于需要學員后續進一步思考、分析和驗證才能解決的問題，留有余地和空間，督促學員通過自身努力獲得最終結果，培養學員逢山開路、遇水搭橋的奮斗精神，提高學員歷盡千帆，苦盡甘來的學習體驗[8]。

三 結語

“提高質量、辦出特色”是高等教育發展和改革的重點。課程組以飛行學員《電工技術》課程教學為切入點，以教材建設同步帶動教學內容改革，內容體系有力支撐了《電工技術》課程的橋梁紐帶作用，讓課程教學沾上軍味，染上軍色，指導學員了解職業發展需求，制定職業發展目標，飛行學員《電工技術》教材由北京航空航天大學出版社公開出版，并榮獲軍隊級優秀教材一等獎。課程實施過程中通過“搭橋梁，建紐帶，找鑰匙”“主題主線”思想、“理實一體化”思想、打造案例庫建設等一系列方法手段，構建了多維拓展式綜合性立體化教學平臺，為學員自主學習，師生交流互動提供了廣闊空間，實現了學習效果的最優化，在學員理論聯系實際的能力及運用知識解決裝備突發事故的能力培養上效果顯著。通過評教評學、畢業學員回訪等信息渠道反饋，在校學員對該課程興趣濃厚，學習認真，一致認為為后續專業課程的學習打下了良好的基礎；畢業學員反映對該課程印象深刻，受益匪淺。