新工科背景下基于MWORKS的电类课程思政教学改革与创新

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）12-0138-04

Abstract：Asafoundationalcourseformostengineringmajorsinhighereducation，electricalcoursesareinherently theoreticalinnature.However，underthenewengineringeducationframework，studentsarerequiredtoadapttotherapid technologicaldvancmntsfoderra，hchemandspracticalprofesoalskilshatreuentlyisuefore itisessentialtostrengthenthetransfomationandupgradingofelectricalcourses.Thispapersummarizestheshortcomingsof traditionalelectricalcourseteachingandproposestheintegrationofideologicalandpoliticaleducationalongsidethedeliveryof professionaltheoreticalknowledge.ByutilizingthedomesticMWORKSplatform，thisapproachaimstomeetdevelopmentalneds bycleverlyembeddingideologicalandpoliticaleducationintothecuriculum.Thisnotonlycultivatestalentforthereformof industry-university-research cooperation but also provides new ideas and directions foruniversity teaching models.

Keywords：newengineering；electricalcourses；industryuniversityresearch；theideologicalandpoliticaleducation；MWORKS

新工科是将“新经济，新产业"作为发展背景，新兴产业发展作为导向，为适应科技改革和产业升级的需求，融合现代新兴产业建立发展新型工科及推动现有工科教学的改革。新工科这一理念核心为支持“中国智造2025"等驱动发展战略目标，培养适应技术发展和新兴产业发展需求的高质量复合型人才。新工科与新兴发展产业关系密切，且新兴产业对高质量人才需求巨大，因此新工科的发展成为高校亟待解决的巨大挑战。

在新工科背景下对电类课程的改革与创新，以及电类课程在新工科建设过程中发挥着重要的地位和作用。新工科更加强调学科的交叉融合，要求学生不仅要掌握本学科知识，更要了解相关学科的知识，接触更多实际工程项目，获取专业实践经验，用于面对技术创新和产业升级等挑战。在电类课程教学过程中，不仅要求教师教授传统学科，如电力系统、电子技术等课程，更要加强计算机仿真等新兴技术的结合。

计算机仿真软件MWORKS是由苏州同元软控信息技术有限公司推出，可以完成曲线拟合、微分代数方程、差值运算等，具有全面的数学运算能力，以及可以运用高性能科学计算语言Julia提供交互式编程环境，并支持C、Python等多种编程语言建模，展现了该软件的开放性。此软件为电类课程开展新工科改革提供了强大的动力。

因MWORKS拥有丰富的模型库，可以提供面向对象和非因果建模的特点，在诸多领域具有天生优势。将电类课程思政教学与MWORKS平台相结合，可推动新工科背景下电类课程思政教学建设。

一目前课程教学存在的问题

（一） 传统教学方面的问题

在传统电类课程中，通常是教师为中心主导课堂教学和学生学习，学生的参与度相对较低，缺乏课堂中教师和学生之间的互动，往往忽视了学生的个性和兴趣，从而限制了学生的主观能动性。

很难基于不同学生的学习能力和基础来开展教学，只一味对学生进行知识灌输，忽视学生的接受能力，常出现课堂练习完不成，对于专业课程内容听不懂或理解不到位等现象。

传统电类课程，由于抽象的概念及相关实验设备的缺乏限制，导致学生对于知识的兴趣缺乏及实际操作的机会缺失。

在传统教学模式中，通常唯考试成绩论，该评价方式通常忽略了对学生综合发展能力的考核，不利于学生在专业知识过程中的学习动力提升和积极性提高。

传统教学存在的问题如图1所示。

（二） 课程内容与实际生产脱节

传统的电类课程教学理念注重理论知识的传授，缺乏实践与实际生产的结合，并随着科技的快速发展，电子技术的不断创新。但教学内容更新具有滞后性，导致学生掌握和实际运用产生一定的差异。

（三） 教学仿真软件的现状

大学的传统电类专业课程，如电路、模拟电路基础、数字电路基础等学科，为多数工科专业的必修课程，在电气工程、自动化、通信工程和微电子技术等具有极强操作性专业，这些课程在新工科的背景下顺应产业升级，实现与时俱进的特点。MWORKS作为国产计算机仿真平台，适合本科教学改进的要求。

目前，多高校仍使用MATLAB作为主要的仿真软件，作为国外商业软件，购买正版软件对高校和科研单位来说无疑是一笔高额支出。但使用盗版软件，在高校与科研单位的使用过程中存在知识产权的问题，且会影响教学与科研的正常进行，如在2020年，MathWorks公司应美国政府要求，旗下的产品禁止对我国多数国防科研相关大学开放使用，且这个范围还在持续扩大，对于学生正常学习、课程教学、科研，以及未来在工作岗位上产生的影响极大。因此发展国产仿真软件MWORKS，推广国产软件，才能从根本上突破国外技术封锁，推动我国科技发展。

（四） 电类课程教学中思政教学的缺乏

大学课程的思政教学，对学生的爱国情怀培养处在重要发展阶段，习近平总书记多次提及青少年“要扣好人生的第一粒扣子”，即着重培养青少年的爱国主义，爱国是自古以来的教育头等大事。在传统电类课程教学过程中，更倾向于对基础理论的讲解，面对“生硬"的公式和理论，以及“枯燥”的教学模式，多以要求学生理解科学理论公式为主。电类课程因其严谨性和逻辑关系，难以将思政教育和课程内容相结合。面对多数电类专业课程有着更加紧张的教学进度和逐步增加的教学难度。德育和专业结合会让本不富裕的课堂时间更难把握，如何让德育和理论相结合，对教师的综合能力是个巨大挑战。

二电类教学改革

（一） MWORKS平台的教学分析

新工科背景下要求教学应培养符合新时代发展需求的工程人才，要求注重实践能力的培养，加强产学研融合，寻求高校、企业、科研单位之间的深度合作。MWORKS是我国独立自主研发的科学计算与系统建模仿真平台，具有完全的自主权，为学生基本学习和实践提供了可靠的技术支持。

MWORKS具备强大的模型驱动功能，可以将Modelica物理域模型、Sysblock控制模型等诸多模型转化为可执行代码，这对于电类课程的理论教学和学习尤为重要。这其中还包含大量专业工具箱，提供了模块化的教学，学生理解抽象理论提供了由浅入深的应用能力和可视化的实践操作能力。

又因MWORKS平台广泛应用在航天、船舶、汽车能源等多类重要领域，为电类课程教学提供了大量应用场景和实际工程案例，有效降低了学生因工作和学习转换产生的巨大差异。

（二） 完善教学课程大纲

教学大纲为教师的教学活动提供了明确的指导，以及方便学生建立系统、全面的学习路径，方便对其学习成果进行检验和评估，以2024学年秋季学期的电路课程为电类课程的案例。在电路的教学大纲中，课程内容中结合德育及MWORKS平台的综合教学，使得学生对于国家在电路这一方面的研究进展有所了解，增强其民族认同感。让学生在教学活动中有更多参与感，比如，运算放大器的电路模型在实际生产过程中的应用，让学生结合MWORKS平台进行相关电路的设计和分析，进一步实现对学生职业素养与工艺规范的培养。在评估过程中，应采用将理论知识掌握程度的考察、实际工程技术应用能力及创新能力的培养相结合的多元考核方式。

（三）将思政教育融入电类课程教学模式

传统思政教育融入工科专业基础课程的方式通常由教师在教学过程中穿插爱国故事，挖掘课程中的思政元素来实现。例如，在介绍相关理论和定律时，加入相关科学家的爱国情怀、创新精神和钻研态度的故事，以此激励学生树立正确的价值观和求真的精神。这种方式生硬枯燥，且占用了学生基础知识掌握时间。推广MWORKS在电类教学中的使用，不仅能够增强学生的实践环节，还能有效融入思政教育，提升学生的民族认同感。MWORKS作为一款多领域统一建模仿真软件，能够实现从控制器建模、模型仿真到生成嵌人式C代码的全流程支撑。在电类课程中，通过MWORKS平台，学生可以在虚拟环境中进行实验和仿真，这种实践操作不仅加深了对专业知识的理解，也增强了学生的动手能力和创新思维。

MWORKS平台的推广使用，结合相关硬件，为教师提供了提高教学质量的新途径。教师可以采取多种教学模式，如翻转课堂、线下授课、课程设计及网络优质课程资源相结合，以学生自主学习为中心。这种多元化的教学模式，不仅能够提高教学效率，还能激发学生的学习兴趣，促进学生全面发展。

此外，MWORKS平台的推广也有助于实现学科交叉，鼓励不同学科背景的教师进行合作与交流，共同探讨如何有机地将思政教育和专业知识结合。通过这种方式，教师的思政素养和教育教学能力得到提升，从而更好地实现教书育人的目的。

（四） 教学评价体系构建

构建基于MWORKS的电类课程教学评价体系，其目的是能够全面、客观地评估学生的学习过程及学习成果。评价体系应结合电类课程的特点，加强学生实践能力和创新思维的提升，同时充分利用MWORKS的平台优势。

1过程性评价

利用超星学习通、智慧树等软件进行课前预习内容的发布，鼓励学生使用MWORKS平台对所学内容进行初步了解。教学过程中教师通过MWORKS将课程中晦涩难懂的内容可视化，便于学生去了解，多让学生互动回答，并结合学生在课堂上的表现，给予鼓励。

教师根据课程的特点与MWORKS结合，布置二者结合的课后作业，以此提升学生动手实践的机会。教师对作业进行定期检查，及时认识到学生的学习难点，并提出核实的改进意见。鼓励学生多进行学习心得的总结，方便教师根据学生学习情况，提供针对性指导。

2最终性评价

结合电类课程教学内容重点设计有特色的课程项目，组织学生融入到项目实践中，根据学生项目的创新、实用及项目报告的质量，邀请校内教师或相关专家进行多维度考察，提供专业的评价和建议。根据教学课程实现知识点全覆盖的期末考试，采取多种考查形式，如卷面理论考试和上机实践考试相结合的方式，通过考核方式的改变，促进学生的全方位发展。

3评价体系的迭代与优化