課程思政視域下“電磁場理論”課程建設(shè)與實踐

摘要：在“大思政”教育理念的指導下，思政課程和課程思政同向同行，是高校人才培養(yǎng)的關(guān)鍵舉措。專業(yè)課教師作為高校教學的中流砥柱，對課程思政的實施有著不可推卸的責任。文章基于“電磁場理論”課程的特點，從教師教學理念的轉(zhuǎn)變、課程思政素材的挖掘和課堂教學方法的創(chuàng)新三個方面，總結(jié)了在課程思政建設(shè)方面進行的探索和實踐。進行課程思政的建設(shè)，不僅能有效提升專業(yè)課教師教育教學能力，同時又能最大限度地發(fā)揮課堂教學的育人主渠道作用，達到立德樹人的根本目的。關(guān)鍵詞：課程思政；電磁場理論；教學理念；思政素材；教學方法新時代黨的教育方針為“教育必須為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)、為人民服務(wù)，必須與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人”。推進思政課程與課程思政同向同行，構(gòu)建“大思政課”培根鑄魂是全面貫徹落實黨的教育方針，解決好“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”問題的關(guān)鍵舉措。課程思政作為一種新的綜合教育理念，需要將思想政治教育的理論知識、價值理念及其精神追求融入到各門專業(yè)課程中，潛移默化地從學生的思想意識、行為舉止、道德品質(zhì)等方面產(chǎn)生積極影響，從而達到立德樹人的根本目的[1]。相較于傳統(tǒng)的教學，課程思政的全過程育人模式要求課程授課的重點不再是專業(yè)知識的簡單傳授，而應(yīng)包括學生在具體的教學實踐活動中個人價值觀的塑造和思想觀念的形成。作為工程應(yīng)用類學科的基礎(chǔ)理論課程之一，“電磁場理論”課程以宏觀電磁場基礎(chǔ)理論為主線，介紹了電磁場理論的基本問題和分析方法，以及電磁波輻射、傳播等技術(shù)及應(yīng)用。這些基礎(chǔ)理論涉及電子信息、光電子、遙感遙測、電氣電工等諸多領(lǐng)域，而相關(guān)技術(shù)更是在經(jīng)濟、國防、文化、社會、民生各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛、影響深遠[2]。因此，本課程的教學目標，不僅要培養(yǎng)具備扎實專業(yè)電磁理論的從業(yè)人員，更要培養(yǎng)具備國際視野、創(chuàng)新意識與終身學習能力的高級專業(yè)技術(shù)人才和研究學者。為了實現(xiàn)這一教學目標，“電磁場理論”課程建設(shè)不應(yīng)將關(guān)注點僅僅放在理論教學本身，而應(yīng)通過廣泛結(jié)合本領(lǐng)域的最新科技成就，實現(xiàn)對學生能力的培養(yǎng)和價值觀的塑造。而課程建設(shè)內(nèi)涵的擴大則對專業(yè)課教師、課程內(nèi)容以及教學方法提出了新的挑戰(zhàn)和要求。一、教師教學理念的轉(zhuǎn)變大學不僅是追求真理的殿堂，還是塑造靈魂的場所。在當前高校課程思政教學改革不斷深入的大環(huán)境下，作為人才培養(yǎng)主力軍的專業(yè)課教師，更需要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學理念，做到教書與育人相統(tǒng)一。首先，專業(yè)課教師應(yīng)積極提升自身的政治素養(yǎng)，堅持教育者先受教育。教師需要轉(zhuǎn)變諸如“專業(yè)課與思政教育毫無關(guān)系”的傳統(tǒng)錯誤思想，在教學活動中始終秉持價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的教書育人理念[3]。為此，教師既需要在政治理論素養(yǎng)和思政育人方面努力提升自我修養(yǎng)，通過閱讀政治理論著作以強化理論知識，也要廣泛關(guān)心國家的科技發(fā)展、政策形勢以提高思政敏感性，實現(xiàn)專業(yè)知識講授和思想政治教育的有機融合。例如，針對“中國天眼”向全世界科研工作者開放合作的這一典型思政案例，教師一方面要能夠結(jié)合天線輻射電阻的概念向?qū)W生闡明使用大口徑射電望遠鏡探索宇宙的必要性，另一方面也要利用此類全球視野下的科技合作事例培養(yǎng)學生團隊合作的科研精神和職業(yè)素養(yǎng)。在專業(yè)領(lǐng)域方面，專業(yè)課教師還需要不斷豐富專業(yè)知識，成為大學生專業(yè)精進的引路人?！半姶艌隼碚摗钡氖谡n不僅要注重講授知識的專與精，對電磁相關(guān)概念和理論講深講透，還要專注于學科的價值內(nèi)涵[4]。在人才培養(yǎng)方面，教師要注重言傳身教，通過淵博的學識和嚴謹?shù)目蒲凶黠L潛移默化地影響學生。以電磁理論和技術(shù)為橋梁，拓展學生的視野，引領(lǐng)學生投身到社會發(fā)展、科技進步的主戰(zhàn)場，將電磁場理論知識的傳授和對人才德行素質(zhì)的培養(yǎng)緊密結(jié)合起來。通過這樣的內(nèi)修和外練，專業(yè)課教師才能有效開展電磁場課程的思政教育工作，使課程思政打上“電磁場”烙印，達到思政育人的根本目的。二、課堂教學內(nèi)容的更新“電磁場理論”作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其授課對象是基本適應(yīng)大學生活、自我發(fā)展愿望逐漸強烈的大學二年級學生。他們不僅具有強烈的求知欲和對現(xiàn)實社會旺盛的探索欲，而且也正處于個人世界觀、人生觀、價值觀形成的重要時期。因此，在授課時，只是單純地去推導、講解課程中各種理論公式，會使學生產(chǎn)生理論和現(xiàn)實的脫節(jié)感，出現(xiàn)畏難情緒，削弱學生的學習熱情。而隨著現(xiàn)代科技的進步，電磁技術(shù)和電磁信號的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的方方面面，因此“電磁場理論”課程的課堂教學不應(yīng)該是枯燥無味的電磁場專業(yè)理論，而需要根據(jù)時代的發(fā)展不斷更新其教學內(nèi)容，挖掘其中蘊含著的豐富現(xiàn)實案例和思政元素，并將其巧妙地融入課程教學的各個環(huán)節(jié)。“如鹽入水，有味無痕”，要在潛移默化之中，激發(fā)學生學習的積極性和主動性，引導其樹立起正確的人生觀和價值觀，達到思想政治教育與專業(yè)知識教學的有機結(jié)合。（一）發(fā)掘思政案例的能力培養(yǎng)和價值引領(lǐng)作用將思政案例融入“電磁場理論”課程課堂授課，首先需要關(guān)注和發(fā)掘其所蘊含的能力培養(yǎng)和價值引領(lǐng)作用。例如，教師在講解“梯度”這一基本概念時，可以將梯度對應(yīng)標量場空間變化率這一基本特征，將之和靜電場的電場、電位函數(shù)之間的關(guān)系聯(lián)系起來，讓學生能夠明確此類基本概念在電場分析過程中起到的積極作用，同時還可將其進一步擴展延伸到機器學習領(lǐng)域的梯度下降算法甚至一些AI智能技術(shù)運用中。通過這種知識點的遷移培養(yǎng)學生舉一反三的能力，激發(fā)其學習的興趣。再如，教師在講解電離層的電波傳播模式時，可以結(jié)合“北斗衛(wèi)星導航技術(shù)的研發(fā)”這一典型的思政案例，分析討論電磁波在電離層中的傳播對衛(wèi)星導航定位的影響及其在導航遙感領(lǐng)域的應(yīng)用。作為我國重大科技成就之一，北斗系統(tǒng)從跟跑到引領(lǐng)，為國家經(jīng)濟社會發(fā)展提供了重要的時空信息保障，在汶川地震搶險救災(zāi)、武漢抗疫、北京冬奧等多個重大事件中都扮演了舉足輕重的角色。這些科技成就和現(xiàn)實案例，不僅能夠讓學生體會到理論和實踐之間的緊密聯(lián)系，增強課程學習的信心，還能讓其深刻感受到“大國重器一定要掌握在自己手里”的重要意義，增強民族自豪感、自信心。同樣，在講解良導體介質(zhì)中的均勻平面波特性時，教師可以結(jié)合對潛通信技術(shù)發(fā)展歷程這一典型思政案例，增強學生對這一問題的感性認識。利用視頻和圖片，讓學生清晰認識到無線電波、無線激光以及聲波對潛通信方式的不同之處，引導學生利用所學的專業(yè)知識分析與探討不同通信技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢。這樣的教學方式，不僅能加深學生對知識點的理解和認識，增強理論和實踐之間的聯(lián)系應(yīng)用，同時也能讓學生深切感受到國家軍事技術(shù)力量的進步和科研人員敢于創(chuàng)新追求卓越的實踐精神。（二）講好科學家故事，弘揚科學家精神當然，在電磁場理論和技術(shù)的發(fā)展過程中，眾多國內(nèi)外科學家為此付出了常人難以想象的努力，講好這些科學家故事能讓學生在學習專業(yè)知識的同時，感受科學家的人格魅力，培養(yǎng)科學思維和辯證唯物主義精神。在電磁場理論建立的一百年中，曾涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀科學家，如奧斯特、法拉第、安培、麥克斯韋等科學家因其在該理論發(fā)展歷程中的卓越貢獻被后人永遠銘記，而如科拉頓、阿拉戈、亨利等人則因各種原因很少被提及，但不能輕易否認他們在理論建立過程中的巨大推動作用。這些科學家始終秉持著辯證唯物主義精神，堅持不懈，只為追求真理而不斷奮斗。他們的故事和故事中所蘊含的精神，有助于培養(yǎng)學生辯證地看待問題，激勵起他們敢于質(zhì)疑、勇于挑戰(zhàn)的勇氣和力量。進入21世紀，我們的黨和國家也取得了一系列舉世矚目的科學成就和工程奇跡，這其中同樣離不開默默無聞的中國科學家團體。如FAST射電望遠鏡的首席科學家南仁東先生“不為名利遮望眼”的故事，中國核潛艇之父黃旭華先生“創(chuàng)新敢為天下先”的事跡等，講好他們的故事也能使學生受到崇高科學精神的洗禮。這種耳濡目染的思想政治教育方式，能夠讓學生逐漸樹立起正確的世界觀、人生觀和價值觀。三、課堂教學方法的創(chuàng)新為了達成立德樹人這一教育根本任務(wù)，“電磁場理論”課程的建設(shè)除了要深入挖掘電磁場課程教學內(nèi)容中思政元素，還需要對傳統(tǒng)教學方式予以創(chuàng)新，通過多元化教學手段的融合，打破電磁場傳統(tǒng)課堂的枯燥授課模式，為學生提供更多的課堂參與感和情感認同，進而實現(xiàn)課堂思政教學活動的全面創(chuàng)新，提升教學效果。（一）講好第一次課在教學方法的創(chuàng)新方面，首先應(yīng)充分利用好課程的第一次課[5]。作為整個電磁場課程的第一次課，緒論課的成功與否，對能否激發(fā)學生的學習興趣至關(guān)重要。為此，從電磁研究的中西方對比以及古今對比出發(fā)介紹電磁技術(shù)的發(fā)展演變，能解決學生“為什么學”“學什么”和“怎么學”這三個基本問題，樹立學習信心，激發(fā)學習熱情，使他們能順利進入專業(yè)知識學習的正常軌道。除此之外，對指南車、東漢王充的《論衡》、西晉張華的《博物志》等眾多中國古代科技成就和著作的介紹，也能讓學生深刻感受到中國歷史上不僅有極其輝煌的文化成就還有如繁星般的科技成果，增強學生的民族自豪感和愛國熱情。利用好課程的第一次課，不僅是指整門課程的第一次課，也同樣指每個章節(jié)的第一次課。結(jié)合單元章節(jié)的核心知識點，以某個具體技術(shù)實例或技術(shù)發(fā)展歷程作引子進入相應(yīng)章節(jié)的授課，讓學生帶著問題進行學習，能夠激發(fā)其思考，提升其學習的主動性和積極性。例如，對于均勻平面波章節(jié)的第一次課，可以將近半個世紀以來通信傳輸線路的演變向?qū)W生娓娓道來。隨著通信容量的不斷增大，通信線路經(jīng)歷了從20世紀七八十年代的有線電話線、電視閉路線，到當今主干網(wǎng)絡(luò)中激光通信線路的巨變。這一變化能夠提醒和啟發(fā)學生思考“信號傳輸線路的演變與通信容量、電磁波信號特性之間存在何種聯(lián)系”，激起學生對電磁波信號的探索興趣，從而順利進入本章節(jié)的學習。同樣，在正式講授電磁波輻射章節(jié)前，也可以讓學生觀看《手機天線進化史》視頻，引領(lǐng)學生從專業(yè)視角重新看待生活中觸手可及的事物，學生會自然而然地帶著“天線尺寸和電磁波頻率有著何種聯(lián)系”的問題進入電磁輻射內(nèi)容的學習。針對章節(jié)學習內(nèi)容提出合適的問題，能夠促使學生在專業(yè)知識的學習過程中去尋找解決實際問題的方法，讓學生從被動地學習轉(zhuǎn)為主動地思考。而這樣一些實際生活中實實在在的案例，也能讓學生更加深切地感受到所學電磁理論并非空中樓閣，而是與生活實踐存在著緊密的聯(lián)系，認識到課程學習的最終目的是要腳踏實地地利用先進理論去解決實際問題，增強學生的使命感和責任意識。（二）教學方法的多元融合教學方法的改革創(chuàng)新和多元融合是提升課程思政效果的有力保障。一是線上線下資源的融合。經(jīng)過課程組教師的不懈努力，“電磁場理論”課程在2018年獲批國家精品在線開放課程，并在2020年獲批國家一流本科課程（線上一流課程）。因此，該課程已經(jīng)具備了較為豐富的網(wǎng)絡(luò)教學資源和成熟的發(fā)布渠道。教師可以利用慕課、雨課堂、微助教等線上學習平臺發(fā)布預(yù)習任務(wù)，讓學生提前觀看學習MOOC視頻。線下課堂則是對線上學習的補充和深入，通過對知識點的細化和遷移發(fā)散等方式，在強化專業(yè)知識學習的同時，拓展學生的思維，培養(yǎng)學生自主學習的能力。除了預(yù)習任務(wù)，線上學習平臺也可以預(yù)先發(fā)布思考討論任務(wù)。例如，提前發(fā)布討論任務(wù)“麥克斯韋方程的重要性和局限性”，學生課前在學生端討論區(qū)留言，教師在線下課堂總結(jié)討論結(jié)果，并以引導者而非教導者身份帶領(lǐng)學生利用所學去尋找解決問題的方法，進而引出廣義麥克斯韋方程組這一核心知識點。這種線上線下相結(jié)合的討論學習方式，讓學習活動從課上延續(xù)到課下，能充分挖掘和培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，強化其批判性的科學思維和舉一反三的能力。二是理論教學和虛擬仿真的融合。作為基礎(chǔ)理論課程，“電磁場理論”課程的授課內(nèi)容必然存在眾多的理論公式和結(jié)論。利用理論教學和虛擬仿真相結(jié)合的方式，教師能將抽象的理論知識形象化、具體化。如利用Matlab軟件仿真靜態(tài)電場及電位分布或電磁波偏振變化，利用Comsol軟件仿真電磁場反射、折射現(xiàn)象及各類天線輻射場分布等。這種教學方式，不僅可以為學生提供更加生動、直觀的學習體驗，還可以通過軟件操作的教學吸引學生主動參與到學習中來，為學生提供更廣闊的的視野。學生利用仿真軟件能夠自主嘗試更多的設(shè)計思路和想法，也有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。（三）建立合理的評價機制合理的評價機制能夠正確反映出“電磁場理論”課程思政的教學效果，并進一步指導教學的改進。根據(jù)知識、能力和價值觀三個不同層次的教學目標，采用不同的評價方法進行考察。針對電磁場課程的知識目標，可以采用課后小測試的方式。根據(jù)課堂教學內(nèi)容設(shè)計3至5道的課后測試題目，利用線上學習平臺不定期地進行考核，及時掌握學生的學習情況，有針對性地調(diào)整課堂授課內(nèi)容。針對能力目標的培養(yǎng)，則可根據(jù)各章節(jié)內(nèi)容組織安排1至2次課后拓展思考或者討論，也可通過期末考試綜合題目的設(shè)置來評判學生是否具備相應(yīng)能力。而針對價值觀目標的培養(yǎng)，則在整個授課過程的不同階段有針對性地發(fā)放調(diào)查問卷，對課程的主要價值觀目標（如科學精神的培育、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)等）進行調(diào)查分析，通過不同時期的問卷調(diào)查結(jié)果了解學生在德行素養(yǎng)方面的變化。這種多元評價相結(jié)合的方式能夠?qū)Α半姶艌隼碚摗闭n程的建設(shè)進行完整的評價，根據(jù)評價調(diào)查的結(jié)果及時調(diào)整課程思政的教學過