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基于教學模式改革的航空類院校電工技術課程思政建設實踐

2023-12-26 15:37張大為萬道軍王晶畢濤
中國教育技術裝備 2023年20期
關鍵詞:基爾霍夫電工電路

張大為 萬道軍 王晶 畢濤

海軍航空大學航空基礎學院 山東煙臺 264001

0 引言

課程思政是貫徹落實新時代軍事教育方針的重要舉措,是實現立德樹人、為戰育人的重要途徑,是構建軍隊院校全員全方位全過程育人大格局的重要工作[1]。

基礎課教學是海軍航空大學航空基礎學院的特色品牌和靚麗名片,在習近平強軍思想的引領下,廣大承訓教員應與時俱進、主動作為、吃透精神、把握實質、融會貫通、貫穿實際。

電工技術課程是我校飛行學員的一門必修專業基礎課,在課程體系中具有承上啟下的橋梁紐帶作用,對其內容的掌握情況將直接影響后續自動控制原理、通信原理等專業主干課程的學習[2]。

該課程理論性強,與武器裝備、工程實際聯系緊密,是重要的思想政治教育陣地[3]。筆者所在課題組聚焦飛行人才職業特點,牢固把握立德樹人、為戰育人的鮮明導向,深入系統地挖掘電工技術課程思政元素,寓價值觀引導塑造于知識傳授和能力培養中,以豐富的教學資源和平臺為載體,以基于個性化、自主學習的教學策略為手段,將“新時代海軍精神”融入課程教學,將電工技術知識的“簡潔美、對稱美、思辨美”滲透在教學中,為培養有靈魂、有本事、有血性、有品德的新時代革命軍人提供有力保障。

1 電工技術課程思政教學現狀

通過近幾年的教學實踐發現,電工技術課程思政教學目前主要面臨以下幾方面的問題。

1)部分學員學習動力不足,學習興趣缺乏,教學實施過程中參與度與投入性不高,少部分學員感覺學習無趣,被動接受教員講授,存在一定程度的“教員一言堂”。

2)學時壓縮,隨著人才培養方案與課程教學計劃的優化與完善,電工技術課程的教學學時不斷壓縮減少,因電工技術課程具有內容具體豐富、密切聯系實際的特點,在少學時條件下進行課程思政建設的探索變得尤為緊要和迫切。

3)線上教學資源與教學對象飛行學員的適配性問題,中國大學MOOC、愛課程等平臺上包含豐富的電工技術課程資源,資源內容通用性強,但專業針對性有待進一步優化完善,無法有效針對我校飛行學員專業特點,并在一定程度上存在與裝備結合不甚緊密的情況,通常側重于一般工業基礎所需通用知識,與飛行專用設備結合甚少,無法較好地體現電工技術理論與武器裝備知識的有機融合。

4)現有電工技術內容體系注重知識講授,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化。

5)教學對象的變化,電工技術課程面對的學員學習能力較強,善于接受新鮮事物,思維活躍,更習慣于碎片化的學習模式,自主學習的能力更強。

本課程的課程思政旨在針對航空類飛行學員提高思政素養,如何有的放矢、量體裁衣地有效挖掘和提煉課程思政資源,從而實現染上軍色,突出軍味,也是亟待解決的問題之一[4]。

2 以開展混合式教學助推電工技術課程思政建設

通過梳理目前傳統課堂教學模式存在的問題,課題組分析了傳統教學模式與認知規律之間存在的矛盾,找出了當前電工技術課程與實戰化教學存在的差距,抓住了課堂教學效果欠佳的核心痛點——傳統課程教學與現代教育理念存在一定的脫節,難以有效激發學員的學習積極性。課題組借助軍職在線、中國大學MOCC等平臺,運用自編特色教材、電子課件、典型案例庫、想定作業庫、電路機輔分析等軟件,依托高性能綜合電工實驗裝置、電機虛擬實驗平臺、便攜式實驗工具、智慧教室等硬件,開展了混合式教學模式下的課程思政實踐與研究[5]。能夠較好地適應飛行學員的學習實際,有效提升學員的學習效果,有助于飛行學員養成終身學習的習慣,提高飛行學員的創新實踐和應用能力。

探索和改革課程教學模式以助力電工技術課程思政建設,把握課前線上預習階段、課堂知識內化階段和課后知識遷移階段三大核心重要教學步驟。在課前預習階段,教員是翻轉課堂內容及進度的設計者,學員是執行者。教員基于學情分析,根據不同學員的具體學習情況,有針對性地進行微視頻和資料消化任務的布置以及作業的設計,學員根據教員的任務要求完成學習內容;在課內知識內化階段,依托雨課堂開展線上教學,學員的參與度和投入性很高,課堂上隨時通過彈幕、答題和分組討論等方式反饋學員的學習情況;在課后知識遷移階段,教員根據學員的課堂表現,科學合理地安排遷移任務。例如,布置基于Multisim的仿真實驗題目,對一階RC電路進行仿真分析,以達到鞏固所學理論知識,掌握仿真軟件操作使用,鍛煉學員團隊協作能力的目的。

混合式教學中的各個階段通過適當的獎懲措施促進課前預習、課堂學習、課后復習整個學習過程的良性推進。受訓學員普遍認同采取線上輔助線下的教學方式,利用網絡資源可以方便快捷地完成各個環節的工作和任務,一致認為采用混合式教學對自主學習幫助頗多,將傳統課堂和網絡授課兩者取長補短,學員在完成任務的過程中邊學習邊訓練,全面提高了自主學習性,培養了自主學習習慣,增強了學員的主體意識,使學員的綜合能力及創造性得到較好的發展,實現了提高學習效率,改進教學效果的目的。

3 以建設特色案例庫、想定作業庫助推電工技術課程思政建設

依托實踐教學提高課程思政的有效性和感染力。學員在教師引導下,圍繞特定的情境和場域,以航空案例與想定作業為切入點,科學選擇理論內容,使其與實驗教學融會貫通,將教學場地直接安排在實驗室,師生雙方邊教、邊學、邊做,在學中做,在做中學,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[6]。學員通過獨立思考或小組協作,在完成任務的過程中掌握知識技能,學會分析問題和解決問題。

通過對一線部隊日常訓練中發生的典型案例加以消化吸收,進行課程案例庫建設,并將其推廣應用于教學實踐,拓寬了學員的視野,激發了學員的求知欲,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慮與困惑[7]。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某型飛機雙發并聯供電系統的電路分析與基爾霍夫定律知識點的結合上體現得尤為突出。

典型案例是已經發生的標志事件,屬于過去時;訓練中裝備故障征兆眾多,屬于將來時。課題組著力將想定作業引入課程教學中,進行了想定作業庫建設。通過強化學員對自編特色教材飛行學員《電工技術》相關理論(例如一階動態電路分析等)深層次內容的合理質疑,挑選出相關的基于仿真實驗的想定作業;通過網絡、圖書館等渠道搜集相關相近的學科領域知識,挑選出具有研究價值的基于全數字及半物理仿真研究的想定作業;通過在研的科研項目,立足于裝備未來可能發生的故障,重點提出相關的想定作業,例如:飛機在空中突然斷電、斷氧,應如何處置;飛機無法迅速啟動和不能可靠升空,應如何處置;飛機掉高度,應如何處置等想定作業。由于造成上述故障的原因復雜多樣,且無固定統一答案,促使學員發揮主觀能動性,查詢相關資料文獻,自主對飛機系統的控制邏輯等進行思考、琢磨、消化、吸收,無形中引導學員對多學科、多領域、多交叉知識的學習和掌握,讓學員切身體驗發現問題、分析問題、解決問題的實踐過程。學員完成想定作業涵蓋的典型故障征兆的理論分析之后,教員再融入理實一體的教學理念,引導學員在理論分析的基礎上,結合實做實操深入理解和牢固掌握相關理論知識。以電工技術理論知識的綜合運用為基礎,貫徹理論從實踐中來,到實踐中去的原則,通過常用電工儀器儀表的使用、硬件組裝和制作,軟件編程和調試等環節的鍛煉,培養學員的裝備實操能力和工程實踐能力,鍛造學員嚴謹求實的科學精神,提升學員理論知識與裝備實操的融合能力,既有感性認識,又有理性分析,既是對理論知識的總結,又是對未來工作的銜接。通過想定作業所思問題的解決,所惑疑難的解釋,培養學員逢山開路、遇水搭橋的奮斗精神,加深學員歷盡千帆、苦盡甘來的學習體驗。

課題組成員多年來一直從事航空電氣等相關領域的教學研究與學術科研工作,在航空電源測試、電機理論與設計方面具備一定的經驗和資源優勢。以科研項目為依托,能夠深入一線部隊,掌握一手資料。將教學工作與科研學術研究有機結合,將長期科研學術攻關及裝備維修保障中積累的好點子、新發現以案例教學、想定作業的形式呈現給學員,并做到實時更新,滾動發展。實施時應重點把握兩個方面:一是運用想定作業務必掌握好火候,把握好時機,夯實好基礎,通常是在講授完相關知識點的基本原理、定義等基礎知識之后開展;二是運用想定作業務必把握好難度,應難度適中,不偏不倚,難度過大會打擊學員的學習積極性,影響后續工作的開展,難度過小則無法實現教學目標。

以基爾霍夫定律知識點的課程思政講解為例。講述知識時,可結合基爾霍夫拓撲約束映射,在傳授知識的同時培養學生的探索精神,注重學生的作風養成。

遵循理論從實踐中來,到實踐中去的原則,講述以實例引入,以應用結尾,圍繞分析研究引入實例進行講述。

以某型飛機雙發并聯供電系統的工程為實例,引入對基爾霍夫定律的講解,激發學生的學習興趣與學習熱情,體會從工程實例到電路建模的過程。教員從提出電路分析需求過渡至基爾霍夫定律講解。應用新知識解決引例中的工程實際問題,形成課堂閉環,使學生切身體驗發現問題、分析問題、解決問題的實踐過程。分析并歸納總結計算復雜電路的兩類約束,即拓撲約束和元件約束。

1845年,年僅21歲的德國物理學家基爾霍夫公開發表了一篇論文,提出著名的基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律,有效地解決了電氣設計中電路方面的難題,基爾霍夫定律是分析和計算復雜電路問題的重要工具與基本定律,因此他被稱為“電路求解大師”。正所謂“榜樣的力量是無窮的”,當時的基爾霍夫正是風華正茂的年紀,正值努力奮斗的青春!青春由磨礪而出彩,人生因奮斗而升華。課題組以此來激勵學員,希望學員在追求真理、探索知識的路上肯吃苦、肯用功、肯鉆研。

如果把一個電路比作一個集體,那么電流中的元件就相當于集體中的個人。在電路中,正因為元件有元件約束,有拓撲約束,電路才能實現相應的功能。同樣,在集體中個人要守紀律,集體要有規矩,才能成為一個響當當的團隊!

4 結束語

專業基礎課程對學員專業知識體系的構建具有舉足輕重的重要地位,同時也是培養新型軍事人才專業素質,形成崗位任職能力的關鍵。在教育理念不斷進步,教育信息化技術大力發展的背景下,進行教學模式改革,助推課程思政建設尤為迫切,針對目前飛行學員電工技術課程思政教學存在的問題,課題組切口小、挖掘深、內容具體、系統深入地提出以教學模式改革助推課程思政建設,并將兩者有機結合,深度融合,相互促進,探究以改革教學模式助力課程思政建設,對提高課程思政教學效果,促進新時代課程思政建設常態化,提升院校人才培養質量等具有一定的現實意義和實踐價值[8]。

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