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清华大学于歆杰:如何在“电路原理”的满篇公式里做好课程思政

发文时间:2021-05-10        浏览次数:10         【字体:    


清华名师教学讲坛

4月15日下午,清华名师教学讲坛在新清华学堂实验剧场举行。清华大学电机系教授、融合式教学指导专家组组长于歆杰立足“电路原理”课程,分享了对课程思政的理解和实践经验。清华大学副校长彭刚致辞,并为于歆杰颁发荣誉证书。


以下呈现部分实录:


彭刚:大家好!我们都知道,教师天然地就要承担教书的任务,但一位好学者是不是天然就是一个好教师?其实未必。因为教书本身自有学问,自有教师自己体味和成长的过程。清华名师教学讲坛汇聚了一批不同年龄段的清华教学名师,让他们分享自己教学心得、经验、教训以及他们在教学当中不断成长的经历,此前举办的几次活动都引发了热烈反响。

“课程思政”这个词相信大家都听的比较多,对此清华也有自己的理解。我们常说,课程思政绝对不是让所有课程的老师都直接把思政课老师要干的活都给干了,而是强调,课程思政与清华大学“三位一体”的教育理念高度契合。

对于清华来说,我们的一大办学优势在于能够吸引最好的学生,这些学生具有很强的学习能力,让知识传授的过程更加顺畅。而随着各种技术手段的发展,通过课堂教学与学生接触、教给学生知识这部分工作,是很容易被取代的。比知识传授更重要的就是能力培养。蒋南翔校长曾提出这样一个问题:“是给学生猎枪还是给学生干粮?”照我的理解,这句话意在说明能力培养比知识传授更加重要。而能力培养就涉及到要对学生进行个性化的指导,要对他有足够的了解。除了知识的传授和能力的培养之外,清华从建校之初就强调要培养全才,后来更是形成了要培养又红又专、全面发展的教书育人特色。我们希望我们培养的学生,具有健全人格、健全的价值观和良好的品性,这就是价值塑造的部分。

一方面不同的课程,它的内容可以以不同的方式在不同程度上具有思政的、价值塑造的元素,一门中国近代史当然是这样,一门天文学的课程也是如此,因为它能打开心胸,在探求整个宇宙奥秘的时候发现眼前功名利禄都是那么的微不足道。再比如说,每一门学科,在学科史上都有前人突破认知的禁区,敢于挑战自我,才能取得那样巨大的成就,这是不是思政的要素?是不是价值塑造的元素?当然是。

此外,一个好的老师会有与众不同的气场。本学期开学的星期一一大早,我跟杨斌副校长分别率队要到教室去看一看。我们走过一间教室,看到计算机系的马昱春老师在上课,我们俩几乎同时感慨:你看,这气场就是不一样!气场不一样有各种各样的要素,比如你对自己所要讲的东西的得心应手,你对你语态步态的轻重缓急的把控等等。这气场中,也许还有这样一些因素,反映出来一个教师自己是一个什么样的学者,他追求的是什么样的学术境界,他有什么样的人生态度,他对学生是不是发自内心的关切等等。

我们大家也都做过学生,对于我们成长来说最重要的,给我们留下深刻印记的老师,往往不是他讲了什么内容,而是他不经意的一句话,甚至是他本身并没有留下太深记忆的某一个举动,让你感受到了老师对你的关切。所以我想,课程思政不应该是生硬的外在的教化,它本身就存在于一切有价值的教育过程当中。身在这样一所大学,我们不仅要把自己的研究和创造新知当做自己职业成就感的来源,也要把培养人、帮助年轻人成长看作甚至是更重要的职业成就感的来源。

清华有很多优越的条件,我们有能力吸引最好的学生,我们还有一大批愿意在育人上面投入最大的精力,在育人方面得到自身最大的乐趣和职业成就感的这么一批教师,还有一支能够有效支撑整个体系有效地运转的队伍,我想,大家身上的这样一种精神状态,这样一种投入事业的状态,它恰恰就是课程思政最宝贵的资源。我从于歆杰身上,就经常感受到这样让我欣慰而又钦慕的状态,所以,我要把时间尽快地还给他。


于歆杰:今天这个话题叫“课程思政与三位一体”,说到如何通过课程的教与学实现育人。在我正式开始讲之前,我来考一考大家:三位一体是什么?

这件事我讲一个渊源,在清华大学第24次教育工作讨论会上,最后确定“三位一体”说法的时候,我就在现场。一开始的提法是知识传授、能力培养和价值塑造。但当时有老师提出来我们不能这么讲,我们应该做到比较高远,我们得把价值塑造放在更高层面,所以把它转换成了价值塑造、能力培养和知识传授。这个可以理解。但是接下来更重要的说法是,价值塑造是应该团委和学生会去干吗?能力培养是科协去干吗?知识传授是“电路原理”去干吗?不是。是“电路原理”要同时地做价值塑造、能力培养和知识传授。这次讨论会以后,我和各位老师一样,一直在思考如何在“电路原理”的满篇公式里渗透价值塑造、能力培养,这也与我今天的报告紧密相关。

关于课程思政

习近平总书记在2016、2018与2019年的不同会议上都提到了与课程思政相关的内容。2016年,习总书记在高校思想政治工作会议上提到,各类课程和思政课程要同向同行,形成协同效应。我觉得这话极为重要,是我们做课程思政最重要的一个出发点。2018年,习总书记在全国教育大会上提到,我们要培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,这与课程思政有紧密的关系。2019年,习总书记在思政课教师座谈会上提到,我们要解决好三个问题:培养什么人,为谁培养人,如何培养人,这也跟课程思政有关系。

那课程思政跟我们有什么关系呢?首先,对于任何一门课、任何一堂课、任何一个内容来说,老师在讲授的过程中都不可能不带有自己的情感和价值观。只要你在教,你就在教你的人生观,从这个意义上来说大家已经做了很多年的课程思政了。我们现在强调这件事,是希望现在的课程思政做到“同向同行”,意思就是在课堂上培养学生的方向,要与思政课的大方向保持一致。

接下来,我以“电路原理”为例,介绍一下理工科核心课程的三个特点。首先,“电路原理”这门课特别难,而这门课现在的教学学时已经从十年前的128学时缩减到64学时,未来还可能进一步缩减。但课程的核心教育内容没有发生改变,怎么能有时间来做课程思政呢?这是推行课程思政必须回答好的一个问题。第二个特点,在电路原理教材里面没有中国人的名字,而且所有的基本概念和分析方法几乎都是西方的科学家和工程师创造发明出来西学东渐的产物。第三个特点,这门课满篇全是公式推导,从公式中来到公式中去,最后得到一个正确结果,课程思政怎么才能发挥出来?

基于理工科核心课程的这些特点,在推行课程思政时就产生了三个问题:第一个问题,课程思政的思政和思政课程的思政是不是一个意思?第二个问题,课程思政的抓手在哪里,从什么地方着手才能真正把课程思政建设做到实处?第三个问题,就是时间冲突,开展课程思政教育的时间要从哪来?如果这些问题得不到解决,我们就无法实现突破,无法做好课程思政。

问题一:课程思政是什么?

我认为课程思政是通过师生之间开展一系列的经过设计的教与学的活动,来实现教师设定的育人目标、传输自己关于某件事的理念以及实践方法的过程。基于这个定义,我们可以说,课程思政中“思政”的涵义就是育人,是通过你教学内容的传递来育人。

与之相对应的,思政课程的“思政”则是关于马克思主义理论学科或专业的知识体系。

在我的理解里,思政课程就可以类比于“电路原理”这门课所属的电气工程学科,其中的某一门课(比如“马克思主义原理”)就可以类比于“电路原理”。思政课的目标是让学生掌握相关理论体系,而开展课程思政教育的目标是通过开设的“电路原理”这门课程跟学生说怎么育人。同向同行要求这二者在大方向上需要保持一致,但是这两个“思政”是不同的含义。

问题二:课程思政的抓手在哪?

我认为可以通过以下三个层面的内容来实现全方位的课程思政。

1、通过身教实现立德树人

学术研究无禁区,课堂讲授有纪律,言论行为有底线,作为老师最重要的是不能踩红线。另外,老师要避免在教学中带入自己日常生活中的负面想法。那可能有人会觉得不踩红线,在课堂上管住自己的嘴,这样就行了吗?不是的,老师对待教学、课程和课堂的态度既是潜移默化的课程思政,也恰恰是最直接最深刻的课程思政。这里有很多例子。

比如说你早上第一节课八点上课,你几点能到教室里做好准备?九点三十五分下课了,你是不是基本上毫不拖堂立刻下课?我们上课其实是和学生做了一个公共的约定,我们和学生约定好在八点到九点三十五分之间维持高质量的教学。因此,除了教学之外,我们还在潜移默化地给学生灌输规则意识,教师遵守约定,保证在八点之前做好准备,也保证九点三十五分准时下课,才能起到正面的引导作用。这看起来是一个小事,但确实是一个大事。

另外,作为老师是不是能做到无论如何不调课?我记得顾秉林校长曾经说他婉拒了许多次中国物理协会的全国大会报告邀请,原因是他在清华这个时间有课。我所在的“电路原理”课题组在清华还算比较有影响力,也有很多老师愿意加入我们课题组。考察以后觉得他讲得好的话,我会跟他谈,说你来我这儿上课得保证不会因为个人科研原因请假,也不能调课或是让助教代课,所有的课时必须按照安排上下来。

另外,迟到是否明确批评、抄作业是不是明确给零分等问题都很重要。可能有的老师会担心过于严厉影响自己的期末评教。这么多年,我上课的时候但凡有学生迟到,我都会明确批评。每次我抓住学生相互抄作业,无论抄与被抄,这次作业我都会给零分。我可以拍着胸脯说,绝对没有一次因为这些事情影响到了我的评教结果。

学生还可能会来问一下课外灵活的个性化的发展建议,那么是不是愿意跟学生微信加成好友,加成好友以后学生问你的学术问题是否能够及时回答、不是学术问题是否也愿意抽时间来回答。这些都能反应你对待教学、课程和课堂的态度,是立德树人的一种体现方式。

所以总的来说,立德树人的核心是老师对课程是否足够敬畏,是否能坚持课大于天的原则。

2、在知识传授过程中实现入脑入心的价值塑造

虽然电路原理教材里面没有出现中国人的名字,但还是可以做到结合具体内容讲好中国故事。比如美国因为5G可能威胁到其战略利益而所以倾全国之力打压华为。5G就是用电路来实现信号处理的一种系统。所以我在讲用电路处理信号子功能的时候就会带上一句这个背景。再比如,1980年以来,咱们国家每年电力发电装机容量呈现出飞速增长的趋势,我们现在每年发电量是全世界第一,人均用电量已经是世界中等发达国家水平。此外确保电力系统安全的电压稳定器起到了重要的作用,而这个设备和我们电机系老师的科研成果有关,这也是一个爱国主义素材。

除了正面的例子,我们还可以讲一些有失科技伦理的负面例子。比如在讲正弦稳态分析的时候,我会说到直流系统和交流系统的斗争,通过这个例子,可以向学生说明我们不能做怎样的科研、我们不能做怎样的事。

3、将能力培养有机融入知识传授

为了实现能力培养的目标,我们对“电路原理”这门课程的课件进行了很大的改动。通常来讲,我们的课件是从上帝视角来告诉学生这些知识是怎样的,让学生学会它,也学会用它。但在过去的几年里,我们把课件里面大量结论性的句号转变成了提问性的问号,让课件变成平民视角和发明家视角。我给大家举一个具体的例子。在讲解一端口网络时,我们通过设置由浅到深的多个问题,一步步指引学生自己发现和提出1883年法国工程师戴维南提出的、电路理论里最重要的戴维南定理,让他们在课堂里面做出自己的学术突破。我认为各位老师只要有心,每堂课都能找出这样的一个点来。

此外,清华的老师都要做科研。所以老师们最好是在讲解基本知识点的时候,插入自己在相关领域做出的突破和贡献。例如在电路原理课程中,我放入了很多我自己做的科研项目里的电路简化版。另外在课程中还可以设计一些环节来锻炼学生的团队合作能力。

我在自己的教学日历中,标注出了每天要正常讲的内容,以及思政元素在哪些教学内容上有所渗透、在哪几节课程中采用创新训练的教学方法。一开始可能比较粗糙,后面可以不断对其进行完善。就“电路原理”这门课来说,大概一个学期里有33多个思政元素和38个创新训练,我觉得这样就差不多了。

问题三:课程思政的时间从哪来?

接下来我们来谈谈时间问题。移动互联时代,优质教育资源不再稀缺。在教育部的推进下,4000门国家级精品开放课程的全程录像、课件、作业和考试题于2015年对所有人开放。此外,截至2020年12月,中国的慕课数量已达到3.4万。在这样的背景下,学生主动获取知识的能力和意愿都显著增强。为了提高线下教学的吸引力和教学成效,教师必须采取以下两条策略。

第一条,作为清华的老师,你的个人专业素质必须要高,必须得震得住学生。要能够在课堂上说,在今天我们讲的内容里,我的科研成果使人类在某一个小小的地方取得了突破。当然也不是说每节课都要有这个东西,但是总的来说,在一学期的课里面得有那么一两个。

第二,要通过开展教学改革来解决时间问题。具体来讲就是你得想明白学生来听你这90分钟的线下课是为了什么。我们做雨课堂课内推题的时候,一开始还设置了点难题,后来逐渐地简单化,简单到我认为无法再简单。但是即使是这样,在100个人的班上,也极少出现全班都对的情况。所以线下课程的一大优势就是能够实时地发现学生的学习瓶颈,用弹幕投稿让学生有分享感悟的机会,用弹幕投稿加投票题帮助学生实时解决困惑,实现线上慕课做不到的事。

那为什么要把课程思政和教学改革紧密结合呢?这里面的基本逻辑线是,学生首先得愿意来听课,才能有课程思政。在网上拥有大量的慕课优质学习资源的情况下,学生愿意来上课是因为你开展教学改革,能在课堂上通过做题、弹幕投稿等方式跟他进行交互,让他觉得来上课是比在网上看慕课视频更有收获的。但这些课上交互过程会占用原本用来讲授知识的时间,因此大家必须得主动地对课内教学内容做适度的减法,才有可能在更核心的教学内容中做上效果的加法。

混合式教学改革的根本目标是为了提升学生的学习成效,让学生学得更好,而课程思政是要通过课程实现育人。这二者目标不完全一样,但却可以相互促进。通过混合式教学课堂,可以将一些东西挪到课前来学,剩下来的这些时间就可以用来开展课程思政教育。此外,混合式教学的学习成效既可以是知识和能力的成效,也可以是价值成效。

要对课堂做减法,首先需要你对整个课程进行梳理,了解哪些部分是在课堂上需要保留的核心骨干内容,哪些是可以在课堂上删去,通过课外推送让学生自学的细枝末节的内容。这样,在课堂上我们就有更加充分的时间来把重点内容讲明白、讨论明白,并利用这部分多出来的时间融入课程思政素材。

这里提到的课外学和之前我们常说的让学生预习复习有着本质的区别。通常预习的意思是说我明天要讲的内容可能比较多、比较深,学生可能听不懂,所以让他先去预习,了解大概的内容。然后教师在课堂上对这些知识做仔细的讲解,课后学生再进行查漏补缺。因此,传统模式下,可以将课前预习、课上学习、课后复习看作是一张大饼在水平上被切分成了三层,学生对相同的内容在不同程度上有认识水平的螺旋式提升。

但是开展混合式教学的“课外学”则不是这个意思。我们为了把课堂内容做的更“瓷实”,主动去掉了一些课内无暇顾及的东西,让学生在课前或者课后去学。在这种情况下,知识这张大饼不再是被水平分为三层,而是被分成大小不等的三份,教师在课堂上只带领学生去“吃”最重要的那一份。

接下来说一说我最近总结的关于如何实施好混合式教学需要关注的“五感”。第一感是新鲜感或者说期待感,让学生基于课前所学的东西,去期待课上的讨论和交互的内容。第二感是危机感,那些你认为特别重要的教学改革措施要占期末成绩,比如在我的课上,雨课堂表现会占期末总成绩的15分。第三感是紧张感,课上每道题答完以后都要给学生反馈结果,这个结果不仅包括他自己的答题情况,还包括课堂上有多少人做对了、全班平均用时多长等信息,让他们有紧张感。除了紧张、危机等负面情绪以外,还需要让学生产生成就感。我先前提到,我课堂上的题目都设计得尽可能简单,希望能让我80%的学生在一到两分钟内能做对80%的题,这可以成为“双80%原则”。第五感是荣耀感,对于每堂课中的个别难题,我会给率先做对题目的同学准备一个小小的红包,雨课堂会自动将这些同学的名字推送到全班同学的手机上。

最后一部分内容来讲讲怎么能做到“同向同行”。以社会主义核心价值观为例,其中爱国、敬业、诚信、友善这一个人层级价值观跟我的“电路原理”课程育人目标有紧密关系。自由、平等、公正、法治这一社会层级的价值观则和我刚才强调的规则意识有关,包括提前做好上课准备、绝不拖堂和调课、重视答疑和出题等。通过强调规则做到立德树人,实现对学生的价值塑造,实现“电路原理”课程思政与社会主义核心价值观的同向同行。

还有另一个关于辩证唯物主义的例子。辩证唯物主义认为世界是普遍联系永恒发展的,事物内部及事物之间存在既对立又统一的关系。在“电路原理”这门课中会讲到非线性电阻原理与元器件的寄生电容。在大多数情况下,这两个东西都会对电路产生负面的影响。但我还会告诉学生,正是由于非线性元件的存在,让我们用上了手机,而对寄生参数的利用,让人类实现了各类振荡。我并没有直接在课堂上提到马克思主义,说事物矛盾是普遍存在的,但是我通过这种方式来实现了“电路原理”这门课程和马克思主义的同向同行。

总的来说,我们要想做好课程思政建设,需要做到合五为一。首先,对课程思政要有一个准确的理解;第二,要做好教学中“身教”的部分;第三,教学内容要和相关思政素材融合;第四,要设计出能够激发学生探索热情的方法;第五,就是要有效利用雨课堂这类工具。这五方面都做到了,就是比较完整的课程思政内容。

以上就是今天跟大家分享的内容,谢谢大家。


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