多維教學(xué)機制下工科課程思政探索與實踐

郭 璇 劉 豐 李文慧

(燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 秦皇島 066004)

面臨當今動蕩的國際局勢，大學(xué)生的思想政治培養(yǎng)已經(jīng)成為了大學(xué)教育中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！靶奚?、齊家、治國、平天下”不僅適用于過去，更是我們當代人才培養(yǎng)的目標。早在2016年，習(xí)總書記就提出了“高校立身之本在于立德樹人。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全過程育人、全方位育人[1]?！边@一指導(dǎo)思想使得教育回歸真諦，立德樹人是高校教育的根本，更是國家進步的根基。在2019年的座談會上習(xí)總書記又強調(diào)指出要堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊含的思想政治教育資源，實現(xiàn)全員全程全方位育人[2]。

人才培養(yǎng)是國家發(fā)展的基石，課程思政的重要意義更是在于指明了人才的培養(yǎng)方向。首先，它解決了為何而學(xué)，沒有遠大的抱負，就會失去前進的動力。思政教育正如黑暗中的燈塔，能夠照亮年輕人腳下的路。其次，提出了怎樣去學(xué)，這就需要高校教師行之有效的引導(dǎo)，運用辯證唯物思想，發(fā)現(xiàn)和解決工程實際問題。最后，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的行為習(xí)慣，真正形成自發(fā)的求知欲，以及不怕困難的進取心[3-4]。

1 課程思政中多維機制的措施

“電磁場理論”這門課程，面向的對象是工科學(xué)生，培養(yǎng)目標主要是電氣、電子方向的工程師。課程思政的目標就是培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀[5]。所以在課程思政實施過程中采取了三方面的措施：教學(xué)內(nèi)容的多點結(jié)合、多種信息化教學(xué)手段的結(jié)合、促進自我提升并培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。具體模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 多維機制措施下課程思政的實施流程

1.1 課堂結(jié)合教學(xué)實施

將課堂內(nèi)容中的課程思政元素分解為三大部分：①從電磁場理論的發(fā)展過程學(xué)習(xí)并激發(fā)學(xué)生的愛國情操；②學(xué)習(xí)過程中引導(dǎo)學(xué)生利用唯物辯證法來分析和解決問題；③理論與專業(yè)內(nèi)容結(jié)合啟發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的求知欲。

首先，從電磁場理論的發(fā)展史來看，雖然我國在早期和中期電磁理論的發(fā)展較為落后，沒有形成完整的體系，但是對電磁理論的應(yīng)用卻是起步較早的。比如我們引以為傲的四大發(fā)明之一的指南針，以及避雷針的使用，都不比國外出現(xiàn)得晚。在現(xiàn)代，經(jīng)過我國科學(xué)家的努力，電磁理論及其應(yīng)用發(fā)展迅速，尤其是在軍事方面，已經(jīng)躋身于世界前列。當今世界，國際局勢復(fù)雜，沒有強有力的軍事保障，就談不上國家安全，人民安定。所以更需要作為未來中流砥柱的大學(xué)生為中華強大，為人民安居樂業(yè)而勤奮讀書。通過在講課過程中貫穿愛國教育，達到潛移默化的思政教育目標。

其次，在課程理論學(xué)習(xí)過程中有意識強調(diào)運用唯物辯證的方法來看待和解決問題。從課程內(nèi)容上來說，電和磁的相互聯(lián)系就是哲學(xué)中物質(zhì)相互作用的典型體現(xiàn)；電荷守恒定律和能量守恒定律又是物質(zhì)不滅以及物質(zhì)守恒定律完美的詮釋；從常規(guī)坐標系到正交曲線坐標系的提出，揭示了要善于抓住事物的一般規(guī)律；從學(xué)生的學(xué)習(xí)過程來看，是一個螺旋上升和波浪前進的過程，要經(jīng)過不斷積累達成量變到質(zhì)變的飛躍。

最后，在課程中引導(dǎo)學(xué)生將基本理論與專業(yè)知識相結(jié)合，尋找結(jié)合點。作為電子科學(xué)與技術(shù)和光信息工程專業(yè)的學(xué)生，光學(xué)是專業(yè)課程的一部分，而光學(xué)方面的基本理論也是基于電磁場理論。例如，電磁場中的極化內(nèi)容對應(yīng)的就是光學(xué)中的偏振，在課程內(nèi)容中引入光學(xué)偏振的原理、判定和基本實驗方法，不僅能夠開闊學(xué)生的視野，也能夠激發(fā)學(xué)生對專業(yè)內(nèi)容的興趣，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)理論內(nèi)容尋找應(yīng)用點和結(jié)合點；在全反射表面波的內(nèi)容中，引入光纖倏逝波傳感器的應(yīng)用。讓學(xué)生了解光纖傳感器國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹本實驗室的研究成果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

1.2 多種現(xiàn)代手段融合

由于疫情的原因，本課程第一學(xué)期采用了網(wǎng)絡(luò)授課的方式。相比于傳統(tǒng)授課的手段，網(wǎng)絡(luò)平臺授課有其獨特的優(yōu)勢。借助于網(wǎng)絡(luò)平臺，課程的實現(xiàn)形式也包括了以下三種：課堂授課、智慧課堂提問與討論以及軟件仿真設(shè)計。

課堂授課采用PPT的方式講解輔以思政視頻。在緒論中加入麥克斯韋生平視頻，讓學(xué)生崇拜科學(xué)大家，并樹立遠大的抱負；介紹我國電磁發(fā)展部分播放東方紅一號發(fā)射過程，激發(fā)學(xué)生民族自豪感；電磁波應(yīng)用中播放5G時代下，醫(yī)生遠程操控治療新冠肺炎視頻。

課堂講解過程中，為了能夠充分調(diào)動學(xué)生積極性，增加學(xué)生參與的比例，利用雨課堂平臺適當加入課堂考核、課堂問卷調(diào)查。了解學(xué)生學(xué)習(xí)進度，并掌握課程思政對學(xué)生的影響程度。

電磁場與電磁波理論抽象難懂，如果僅僅采用理論教學(xué)，公式推導(dǎo)，學(xué)生興趣很難被調(diào)動。被動的學(xué)習(xí)，勢必會影響學(xué)習(xí)的效果，更可能會產(chǎn)生反面抵觸情緒。為了解決這一問題，在課程中采取了以下三方面措施：首先，跟國際接軌，將麻省理工大學(xué)傳奇教授Walter Lewin有趣的課程實驗采用錄播的方式穿插在課程內(nèi)容中，將深奧的物理原理以生動形象的實驗展現(xiàn)在學(xué)生面前，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了課程的理解難度。其次，將關(guān)鍵的物理場分布，以軟件仿真結(jié)果圖的形式，通過PPT展示給學(xué)生，讓學(xué)生能夠建立起更為直觀的認識。比如，在理想導(dǎo)體表面反射形成駐波的內(nèi)容中制作動畫圖，讓學(xué)生直觀地理解行波、駐波的區(qū)別，深刻的了解駐波的概念。最后，為了調(diào)動學(xué)生自己的積極性，在課程中適當加入軟件仿真的練習(xí)。例如電偶極子電場分布、電磁波反射、矩形波導(dǎo)模式分布等。為了能夠讓學(xué)生開闊視野，將Matlab軟件和Comsol軟件的主要功能也做相應(yīng)的說明和講解，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。

1.3 討論課總結(jié)與提升

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，在課程中設(shè)置討論課環(huán)節(jié)，一方面為學(xué)生提供課后查閱資料的機會，另一方面也能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立開展國內(nèi)外現(xiàn)狀的調(diào)研能力。討論課的內(nèi)容涉及電磁波輻射和電磁屏蔽，對基本理論進行分析和探討，研究電磁波對社會發(fā)展及安全問題的影響。

討論課采取以小組為單位團隊協(xié)作，小組內(nèi)成員以詳細分工、合作報告、集中答辯、成績互評的方式進行。形成報告的過程中，團隊分工合作制作PPT和討論課報告。在答辯中，全員打分，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。最終成績由個人貢獻、小組評分和教師評測三部分構(gòu)成，體現(xiàn)公平公正的原則。

2 實施效果

對于課程思政部分的內(nèi)容考核，體現(xiàn)在三個方面：討論報告的內(nèi)容、調(diào)查問卷和考試成績。

首先，對學(xué)生討論報告的體會部分進行了統(tǒng)計，得到了表1的數(shù)據(jù)。

表1 討論報告涉及思政內(nèi)容的體現(xiàn)

本課程授課過程共有2個教學(xué)班，學(xué)生總數(shù)為52人。從表格中可以看出，對于電磁設(shè)備與生命健康的內(nèi)容涉及最多，說明學(xué)生能夠自發(fā)地把電磁波與生命健康聯(lián)系在一起，懂得尊重生命的重要性。在討論水下電磁通信的部分，也有15.4%的學(xué)生能夠在無形中把愛國情懷體現(xiàn)出來。對于5G通信的討論，還能聯(lián)想到維護電磁通信的公共安全，遵紀守法。還有13.5%的同學(xué)，通過對項目的研究，激發(fā)了對光電專業(yè)的熱情，要繼續(xù)深入研究?？梢姡n程思政雖隱于無形，卻能夠潤物細無聲，深入人心，的確得到了較好的效果。

為了能夠得到課程思政效果的數(shù)據(jù)，對全班52人進行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 問卷調(diào)查

從問卷調(diào)查結(jié)果來看，課程思政最直接的效果就是培養(yǎng)了學(xué)生的愛國情懷，從整個實施的效果來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和專業(yè)興趣也有較為明顯的提高，也有部分同學(xué)會把課程中對問題的分析與哲學(xué)思想、唯物辯證觀聯(lián)系在一起。更直接的效果就是，在大學(xué)生創(chuàng)新項目申請中，本專業(yè)的題目有明顯的增加。還有學(xué)生在本科畢業(yè)設(shè)計中主動選擇對電磁場問題進行仿真和模擬，自己設(shè)計界面實現(xiàn)各種典型分布的仿真。

最后將本專業(yè)學(xué)生去年和今年總成績進行對比，如表3所示。

表3 2019年與2020年考試成績對比 %

從成績分布來，在課程中實施了思政內(nèi)容之后，整體成績是有明顯提高。由于課程中考核難度略有變化，優(yōu)秀人數(shù)有所下降。但是其他指標均有提升，尤其是較差和不及格人數(shù)大大減小。該變化也表明，課程思政對于成績較差的同學(xué)會產(chǎn)生較強影響體現(xiàn)得更為明顯。

3 結(jié)語

課程思政，是將教育回歸到本源。工科各學(xué)科協(xié)同合作，立德為本，育人在先。通過將課程內(nèi)容結(jié)合現(xiàn)代化的線上教育以及軟件設(shè)計的形式，潛移默化中實現(xiàn)對學(xué)生愛國情懷、世界觀和積極的學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)。教育是漫長而又隱性的過程，尤其是德育的過程，教師要積極探索，以更新鮮的形式讓學(xué)生有興趣地接受，而不是僅僅熱衷于傳統(tǒng)的說教。在如今復(fù)雜的國際局勢中，我們的教育更要不忘初心，期待培養(yǎng)出更多有擔(dān)當?shù)闹辛黜浦?，成為迎難而上的逆行戰(zhàn)士，為國家繁榮、人民安居樂業(yè)砥礪前行。