新工科背景下理工科专业课程思政教学模式探析

［摘要］在当前新工科背景下，将思政教育引入课程教学对培养新兴应用型人才至关重要。然而，部分理工科专业课程教学与思政教育融合得并不充分，难以达到理想效果。为了进一步提升课程思政的教学成效，跨越专业教学与思政教育融合的“最后一公里”，高校教师需要进行深入、系统的研究与思考，以探索更为科学、有效的课程思政育人机制。文章根据变频控制技术课程的特点，在深度探索和精细分类相关思政教育资源的基础上，融入问题导向法、研究性教学法、实践教学法等现代教学策略，构建一种将理工科专业课程与立德树人目标有效结合的课程思政教学模式。这一模式不仅对新工科背景下高水平研究型大学的理工科专业课程思政有着深远的影响，同时也为其他相关课程设计和实施提供了宝贵的经验与参考。

［关键词］新工科；课程思政；专业教学；育人机制；变频控制

［中图分类号］G641 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）21-0079-05

新时代，教育正经历着结构和发展模式的转型和变革，需要以立德树人为中心，推进全员、全过程、全方位育人，构建思政课程、综合素养课程和专业教育课程“三位一体”的课程体系[1]。

课程思政以立德树人为目标，通过各类课程与思想政治理论课的相互补充、相互促进，实现知识传授、价值观塑造和能力培养的有机结合。这种教育模式旨在为学生提供多元化的学习体验，不仅注重知识的传授，更着眼于培养学生的思想道德素养和综合能力，为其成长成才提供坚实的理论和实践基础[2]。在当前各种社会思潮激烈碰撞、大学生价值取向日益多元化的新形势下，高校理工科专业课程在培养理工科人才方面具有至关重要的作用[3]。以构建课程思政为切入点，打破专业课程教学和思想政治教育之间的“平行线”效应，使二者相互融合、相互促进。这样做有助于充分发挥理工科专业课程在大学生思想政治教育中的作用，从而全面提升理工科大学生的思想政治教育质量，为其综合素质和学术水平的提升提供有力支持。

新工科教育以重视素质教育、强化学科基础、跨专业学习知识和创新教学方法为特点，旨在培养具有自然和人文基础、扎实的专业知识以及创新思维、实践能力和团队精神的新工科学生[4]。为有效推动高校理工科专业课程思政建设取得实效性和长效性成效，确保其顺利发展，高校及相关理工科专业和教师应当首先明确并认同理工科专业课程思政建设的具体原则和基本要求，同时遵循教育教学活动的内在规律。在推进课程思政的过程中，解决理工科大学生在课程思政实践中所面临的问题尤为紧迫。因此，高校需要着重解决这一短板问题，为理工科大学生提供更加丰富和有效的课程思政实践活动，以激发其对思想政治教育的兴趣和提高参与度，进而促进其全面发展和成长。

基于此，本文以变频控制技术课程思政教学为例，将课程思政融入新工科背景下的理工科专业课程教学之中。这一改革将在思想政治教育方面实现全面深化，涵盖全课程体系和全方位教学内容。其目标是培养符合新时代需求的创新型、应用型、综合型专业人才，使他们具备扎实的理论基础和宽广的知识视野。

一、新工科背景下理工科专业课程思政建设困境分析

思想政治教育的目标在于培养高素质人才，在思想政治和伦理道德方面提高受教育者的素质，并唤起受教育者自觉自主发展的主体精神[5]。

目前，课程思政实践还处于探索阶段，缺乏足够的实践经验。理工科专业课程中融入的思政内容主要侧重于理论方面，且在具体教学设计和实施过程中的案例相对较少，需要更多的研究和实践，以探索更为有效的方法和策略。

尽管变频控制技术教材汇集了变频控制原理、应用及调试技巧等内容，但未深入分析其中的研究动机和价值所在。在专业课程中，思政触点的表达显得模糊不清，这使得专业教师和学生对课程中的思政内涵缺乏足够的敏感度。一方面，教师可能因受到教学任务的限制或者对潜在的思政点准备不足，而忽视了这些内容。另一方面，学生在学习专业课程时往往更加注重知识的获取，对思政元素的关注度相对较低，对潜在的思政触点也缺乏足够的敏感性。因此，在教学中有必要更加重视引导和表达思政触点，以提升学生思想意识和促进学生全面发展。

在能力方面，课程思政对专业教师提出了更高的要求，教师的实践能力有待提高。部分专业教师在进行课程思政教学时，难以把握专业课程的思政触点，容易“为了思政而强行思政”，对课程思政案例的解读能力有待提升[6]。在课程思政要求下，教师需要付出更多，除了要对应用性知识有很深的研究，还要分出精力对知识点背后蕴含的思政内涵进行深入挖掘和分析，更要避免将课程变成“模块思政课”或将专业课程“思政化”。

二、理工科专业课程思政的建设逻辑及核心目标

在变频控制技术课程中，思政元素的界定尚不明晰，传统的教学方式对学生的积极性产生了一定的影响。在新工科背景下，有必要以理工科专业课程思政的实际需求为切入点，全面审视并深入分析有关变频控制技术课程思政的研究现状，深入挖掘变频控制技术课程思政的内涵，探讨其与传统思政课程的关联，同时对变频控制技术课程思政的模式进行探析，其内容包括课程介绍、课程思政建设方向、课程思政建设目标和课程思政教学方法，如图1所示。这一过程不仅有助于明确课程思政在工学类专业中的地位和作用，还能为新时代工科教育的改革与发展提供理论指导和实践支持。

课程以变频控制技术为对象，以“知识传授、创新能力培养和价值观塑造”三位一体培养模式为特点，旨在促进专业知识教学和思想政治教育的有机结合。变频控制技术作为自动化专业课程，以变频驱动及其在电机控制系统中的应用为主线，系统地讲授变频控制技术的相关理论及最新成果，使学生掌握在不同负载和速度要求下电机速度控制的基本原理及其建模方法、变频控制系统的优化设计、能效分析及故障诊断方法等，培养学生对电机控制系统在变频环境下的建模、分析与设计能力，为培养相关领域的科研和技术人才打好理论基础。

课程的任务是使学生基本掌握以下内容：变频调速系统的工作原理、基础构成、变频器的种类划分，变频控制中广泛使用的PWM技术、多种变频控制理论以及变频调速系统的核心组成，西门子两个常用系列变频器的详细介绍和参数调试，变频调速系统电气设备的选择与安装，变频调速系统的设计方法。

课程思政建设的核心方向和关键在于利用变频控制技术理论及其应用的教学，通过比较国内外变频控制技术的发展现状，激发学生参与专业研究的使命感和荣誉感。通过深入学习和追踪变频控制技术的最新研究成果，学生能够接触到前沿科学问题，开阔学术视野，为未来的创新和发展奠定坚实基础。这一系列的教与学的过程将激发学生对国家和社会发展的责任感和使命感，促使他们成为具备高尚品质和卓越能力的优秀人才，为国家和社会的进步贡献自己的力量。

课程思政建设的核心目标在于实现“课堂授课、小组学习、翻转式教学评估、科研探索”相结合的“三全育人”模式。高校和教师要重视高质量的课堂知识传授，引导学生扎实打好基础，将基础理论与最新的研究成果有机融合，以解决课堂教学与实践之间的断层问题；采纳将课堂教学实践化的方法，引导学生转变思考方式并将知识学习过程与问题探索过程紧密结合起来；强调应用能力的提升，引导学生敢于实践，将知识传授与技能培养相结合。同时，要强化综合素养的培养，使学生品德高尚、学识渊博、动手能力强，真正将专业教学与品德教育有机结合起来。

三、课程思政的教学过程设计

在探索构建理工科专业课程——变频控制技术思政教学模式时，教师应着眼于对课程思政的核心目标和教学方法等方面的创新，使专业课程教学与思想政治教育有效融合。

（一）变频控制技术课程思政元素挖掘

1.变频调速原理与控制方法思政元素

从改变频率出现的两种情况可知，事物具有两面性，即好的一面和坏的一面。人生短暂，像白驹过隙般在历史长河中匆匆而过。一个人在走过岁月长路时，索取是不可或缺的，但也必须学会舍弃。

2.变频器的基本构成思政元素

通过对性能指标的深入评估，技术员不仅能选择所需的变频器，确保设备运行的高效性，更能展现对品质、安全和环保的坚持。在当今社会，技术已不再是单纯的工具，而是一种社会责任。适当的选择不仅能提高工作效率，还能促进资源的合理利用以及环境的可持续发展。

3.交—交变频器思政及变频器的功能认知思政元素

交—交变频器的切换速度不能太快，在加装了6只环流电抗器的条件下输出频率有了显著提升。正如学生必须持续不断地积累新知识，这不仅仅是为了应对当下的挑战，更是为了迎接未来的机遇。学生要通过不断学习和探索来完善自我，提高综合素质，增强适应能力和创新能力，从而更好地适应社会的变化和发展。

首先，学习不仅是获取知识和技能的途径，更是不断适应和引领知识经济与技能经济时代的必要手段。在当今社会，唯有不断掌握先进知识和技能，才能保持竞争力和领先优势。学习的过程不仅是对知识领域的探索，更是对自我认知和发展的深度挖掘。其次，学习是提高自我认知和探索能力的有效手段。通过学习，学生不仅能够认清自身优缺点，更能够找到人生方向和价值追求，不断发现自我潜能和拓展内外环境。最后，学习不仅是一种生活态度，更是一种积极的价值追求。通过学习和丰富生活的内涵与意义，学生能够不断提升个人的精神境界，实现自我价值与人生理想的融合。

自动控制领域的方法与原理不仅在技术上有所应用，对学生的学习、生活规划以及人生发展也有着深远的启示。学生的主观能动性就如同一个控制器，在面对自身的不足或缺陷时，首要之务是深入了解现状与期望之间的差距，然后积极地思考并提出解决方案，不断调整自我，最终达到期望状态，这是自我调节与控制的重要体现。大脑则相当于执行器，提供解决问题的方法与策略；而在执行的过程中，坚持不懈是成功的关键。生活中的各个阶段与境遇可视为被控对象，而通过反馈机制、自主性能够改善与调整生活状态这一被控对象。测量传感器的准确性直接关系到整个自动调节系统的性能，只有准确甄别身边信息，才能为自我决策提供准确的数据。为了有效影响控制决策，并最终通过执行塑造理想生活状态，必须给予自身决策系统准确的信息反馈。信息反馈在控制决策过程中扮演关键角色，其直接影响到整个反馈系统的性能表现，进而引导学生进行学习、生活以及人生的规划。

4.变频器的多段速功能思政元素

在计算机科学中，二进制数据具有两个重要的属性：位数和每一位对应的值。就如计算机二进制数的构成一样，人生中的每个机遇都有两种选择：行动或不行动。每一个选择都是一次人生的分岔口，是对生活轨迹的主动定义和塑造。无论是积极迎接挑战，还是选择畏缩于舒适区，每个决定都在不断地描绘着人生画卷。

5.矢量控制的变频器思政元素

矢量控制是一种高级电机控制技术，通过模拟或仿真实现电机内部的磁场和电流矢量控制，从而精确控制电机的速度和扭矩，而不是简单地控制电机的电压或频率。

矢量控制技术作为一种先进的电机控制方式，其应用领域十分广泛，涉及工业生产、能源利用等众多领域。学生应认识其技术的发展对社会经济发展的重要性，明确技术创新对国家和民族的意义，从而在学习技术的过程中培养对科技进步的信心和热情。

矢量控制技术需要精准的思维和高度的责任感。在学习和应用技术的过程中，学生必须注重细节，严谨科学地对待每一个环节，做到勤学善思、严谨治学。要始终牢记社会责任，努力将技术创新和社会效益相结合，为可持续发展贡献自己的力量。

（二）变频控制技术思政教学

变频控制理论涉及内容广泛，需构建经典知识模块，同步引入具有前沿性、时代性特征的现代控制技术。需要锤炼本专业学生的科学思维[7]，通过实际操作，在实际训练中培养学生的逻辑思维和反思能力，培养具有卓越工程能力的理工科专业创新型现代工程技术人才[8]。在进行变频控制技术课程思政教学时，教师可以引用一些质量不达标的工程案例进行警示教育，但同时要注意引用一些优秀的工程案例进行对比，以使学生明辨是非。过程中可以根据各个课程的特点融入虚拟仿真技术，利用虚拟仿真技术达到真实可现的效果，使理论内容更加清晰直白。