编者按

为深入贯彻落实教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，进一步改进教学方法，推动案例教学在学校课程思政教学中的应用，提升课程思政教学质量，北京交通大学本科生院将推出课程思政建设优秀案例，营造课程思政建设的良好氛围。

本期推出的是：推荐北京市课程思政示范课程《电磁场与电磁波》（教学团队：邵小桃、郭勇、卫延、王鑫、王子潇、李海粟、高青鹤、崔勇）（北京市已公示）课程思政建设案例。

法拉第电磁感应定律

完成人：邵小桃

审核人：陶丹

01

课程和案例的基本情况

课程名称：电磁场与电磁波

授课对象：通信工程、电子科学与技术、信息工程

课程性质：专业核心课

课程简介：《电磁场与电磁波》课程是电子信息与电气工程等专业本科生的专业核心课，课程内容包括矢量分析、静态场和时变场三大部分。在现代通信的许多领域有着广泛的应用。具有理论性强、内容抽象、数学知识多的特点，历来被称为难教、难学、难考的课程之一。

《电磁场与电磁波》课程，获评“首批国家级一流本科线上课程”；“北京市优质本科教材课件”、“北京市课程思政示范课、教学名师、教学团队”、“北京交通大学第二届教书育人最美课堂”等荣誉称号。

案例简介：“法拉第电磁感应定律”是《电磁场与电磁波》课程思政案例之一，属于时变电磁场部分的内容，电磁理论的基石。从知识传授、能力培养、价值塑造三个方面进行讲授。

知识传授有深度。从电磁场与电磁波的三大实验定律出发，导入法拉第电磁感应定律；通过观察电磁感应现象，理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容；以磁通变化的原因为问题导向，介绍了法拉第电磁感应定律的两种形式；从电磁感应的本质引出感生电动势和动生电动势，并对2个典型应用进行了深入的分析。

能力培养有广度。通过分析电磁感应定律的典型应用-变压器和发电机的工作原理，启发学生思维，激发和提升学生的学习兴趣和探究能力，体会科学就是生产力，科学改变世界，增强学生们学好专业基础课、投身科技报国的自信心。

价值塑造有高度。法拉第历时10年，经过无数次反复实验，才发现了电磁感应现象，奋斗历程给同学们的启示：科学的大道不是一帆风顺，只有培养坚忍不拔探索、不折不挠钻研的科学家品质，才能取得成功。

在介绍我国 “西电东送”大国工程时，强调大局意识，培养全局观念，处理好整体和局部的关系，勇于奉献，激发家国情怀。

02

案例蕴含的思政元素分析

（一）电磁场与电磁波课程思政建设路线及创新点

《电磁场与电磁波》课程在思政建设总体设计中，以学生为中心，深度挖掘思政元素，强化辩证思维、熏陶科学素养、激发家国情怀，以为国家培养爱国的高素质专业人才为教学理念，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人的全过程，主要创新点列举如下。

1. 课程思政建设目标明确

围绕学校人才培养总目标以及专业培养目标、课程教学目标，注重知识能力素质培养的有效融合。

2.  思政元素归纳简明扼要

课程内容丰富，应用案例广泛，课程将多种多样的思政元素，归纳为“科学精神、科学家品质、科学力量”三个主要方面，深入浅出，强化辩证思维、熏陶科学素养、激发家国情怀。

3.  思政案例设计丰富多彩

课程思政,主要体现在优秀教学案例的设计。思政案例建设要与专业知识匹配融合，两者的结合自然流畅、润物无声。教学团队目前已经建设了与章节知识点相对应的21个思政案例。

4.  动画视频演示生动有趣

利用信息技术，基于原理、科研成果建立基本电磁模型，用图形和动画直观的反映电磁场的变化规律，有利于学生理解抽象的电磁理论，培养学生科学思维方式。

5.  教学方法手段多种多样

根据不同的课堂，采用不同的教学手段，开展了BOPPPS、问题导向式、对比式、案例式等多种教学方法。

（二）法拉第电磁感应定律蕴含的思政元素

法拉第电磁感应定律思政案例，依托第5章第1节“法拉第电磁感应定律”的授课内容，案例蕴含了“辨证思维、科学精神、科学家品质、科学力量”等思政元素，通过内容讲授将思政元素融入其中，真正做到春风化雨、润物无声。

辨证思维—电能生磁，磁能生电吗？

科学精神—“唯物辨证哲学、实事求是作风、不迷信不盲从”

理论源于实践，法拉第发现问题、提出问题，勇于尝试探索，实事求是，不迷信不盲从，用实验验证、用科学的方法解决问题。

科学家品质—“求实严谨求证、坚忍不拔探索、不折不挠钻研”

法拉第历时10年，经过无数次反复实验，直到发现电磁感应现象，奋斗历程给同学们的启示：科学的大道不是一帆风顺，只有培养坚忍不拔探索、不折不挠钻研的科学家品质，才能取得成功。

科学力量—“科学是生产力、科学改变世界”

通过分析电磁感应定律的典型应用-变压器和发电机的工作原理，启发学生思维，体会科学的力量，增强学生们学好专业基础课、投身科技报国的自信心。在讲授我国 “西电东送”大国工程时，强调大局意识，培养全局观念，告诉学生们应该处理好整体利益和局部利益的关系，要有奉献精神，激发家国情怀。

03

案例教学整体设计

（一）教学设计

案例思政教学的总体理念和思路基于《电磁场与电磁波》课程的思政建设总体设计思路。

在知识传授方面，以静态场、时变场的内容为本，拓展课程深度。

在能力培养方面，通过理论学习、动画制作、演示实验、研究性学习、工程案例等环节，培养学生分析解决复杂工程问题以及探究能力，增强学生沟通和团队协作等能力，拓宽能力广度。

在价值塑造方面，强化辩证思维，熏陶科学素养，激发家国情怀，培养科学家品质以及科学精神，提升素质高度。

《电磁场与电磁波》课时设计分为40学时的理论教学，8学时的实验教学和16学时的研究性学习。确定了“分析课程特点、挖掘思政元素、建设思政案例、设计教学方法、利用线上资源”的课程思政教学顶层设计。

1．内容为本，分析课程特点

《电磁场与电磁波》课程是电子信息与电气工程的专业核心课，理论性强、内容抽象、数学知识多，包括矢量分析、静态电磁场和时变电磁场三个方面的内容。其中蕴含了丰富的科学研究方法和工程应用实例，存在诸多与课程思政建设相契合的素材。独特的课程内容为思政案例建设提供了丰富的源泉。

2．切入恰当，挖掘思政元素

坚持理论与实际相结合，教学与科研相结合，抽象与直观相结合，深入挖掘思政元素，将思政元素总结凝练为“科学精神、科学家品质、科学力量”三个切入点。

（1）科学精神。在课程内容以及案例应用中，挖掘“唯物辨证哲学、实事求是作风、不迷信不盲从”等科学精神。鼓励学生勇于发现问题，勇于尝试，用科学的方法解决问题。

（2）科学家品质。课程涉及众多科学家，如法拉第、麦克斯韦等，以及南仁东、马明伟等等中国科学家。从这些科学家身上及感人事迹可以挖掘出“求实严谨求证、坚忍不拔探索、不折不挠钻研”，以及崇尚科学、热爱科学的科学家品质。

（3）科学力量。本课程应用非常广泛，充分体现“科学是生产力、科学改变世界”的科学力量。应用案例引入国家科技成果,不但有利于学生理解和掌握课程内容,建立不同学科之间的联系，而且使学生明确自身的责任和义务,增强学生的民族自豪感。

3．匹配融合，建设思政案例

课程思政主要体现在优秀教学案例的设计，思政案例要与专业知识匹配融合，无缝衔接。由上述切入点出发，目前已形成了21个课程思政教学案例。 

4.  润物无声，设计教学方法

不同类型的思政教育目标，需要在恰当时机配合不同的教学方法才能取得令人满意的效果。任课老师根据实际情况，设计多种教学方法，采用不同的教学手段。

5．开放互联，利用线上资源

2020年，《电磁场与电磁波》MOOC，获评“首批国家级一流本科线上课程”，社会影响大、示范性强。除了在PPT课件、授课视频中融入思政元素以外，课程还添加了“知识拓展与应用”栏目，包括“5G技术通俗易懂的讲解、FAST-500米口径球面射电望远镜”等应用案例，取得了一定成效。

（二）教学实践

法拉第电磁感应定律属于时变场部分的内容，电磁理论的基石。法拉第电磁感应定律的教学目标包括：

（1）观察电磁感应现象，理解电磁感应的本质；

（2）掌握法拉第电磁感应定律的内容及计算公式；

（3）分析法拉第电磁感应定律的应用及意义。

案例教学设计采用BOPPPS教学法，知识讲授从电磁场与电磁波的三大实验定律出发，导入法拉第电磁感应定律，引出本节教学目标。

中国的四大发明之一有指南针，与地磁有关，下雨打雷与电有关。起初，人们认为电和磁二者没有必然联系，直到1820年丹麦著名物理学家奥斯特发现了恒定电流的磁效应。电能生磁，磁能生电吗？

电流的磁效应，揭开了研究电磁本质联系的序幕。英国科学家法拉第，从设想到实验，经过无数次反复的研究实验，历时10年，终于在1831年发现了电磁感应现象， 1851年确立了电磁感应定律，取得了磁感应生电的重大突破。

法拉第的奋斗历程给同学们的启示：科学的大道不是一帆风顺，只有培养坚忍不拔探索、不折不挠钻研的科学家品质，才能取得成功。

图1 授课PPT截图

法拉第电磁感应定律的内容：当穿过一闭合导体回路的磁通发生变化时，在导体回路就会出现电流，这种现象就称为电磁感应现象；闭合导体回路中出现的电流就称为感应电流。闭合回路中的感应电动势e与穿过此回路S 的磁通Φm 随时间的变化率成正比。电磁感应定律公式如下。

课程讲授通过观察电磁感应现象，分析电磁感应本质，以及磁通变化的原因，介绍了法拉第电磁感应定律的两种形式，引出了感生电动势和动生电动势，即变压器的工作原理和发电机的工作原理。

图2 授课PPT截图

通过生动有趣的“单相发电机”动图，具体讲解工程发电机的工作原理。课程向同学们展示了北京和上海的夜景：灯火辉煌，引人入胜。如果没有电，世界会是什么样子？科学改变世界，增强学生们学好专业基础课、增加科技报国的信心。

由于高压输电的功率损耗较小，远距离输电都采用高压传输。变电站中的单相变压器，可以升压也可以降压，我们的大国工程“西电东送”，也需要利用变压器来实现。“西电东送”大国工程，也蕴含“大局意识”思政元素，培养全局观念，告诉学生应当处理好整体利益和局部利益的关系，要有奉献精神，激发家国情怀。

在课程反思与拓展部分，首先对学生容易混淆“感应电动势”与“感应电流”的概念进行了分析比较。感应电动势就像一个电池，有没有回路，它都存在，但只有当它接到闭合的导体回路时才有感应电流。其次，感应电流会产生热效应，导致“涡流损耗”，变压器中的硅钢片多层叠放，就是为了减小“涡流损耗”。但事物都具有两面性，我们生活中司空见惯的“电磁炉”，正是利用涡流产生的热效应来的加热食物的。

在课程后测环节，通过展示的4张图片，请同学们辨一辨，说出图片名称，进一步理解和掌握磁通变化以及电磁感应的本质。

图3 授课PPT截图

最后，对本案例进行总结，要求学生不但要理解电磁感应现象的本质，还要认识电磁感应定律的重要性及应用。利用动画承上启下的引出下节课的讲授内容：电磁波是如何形成和传播的。

（三）教学反思

教学实践是反思的基石，实践出真知。《电磁场与电磁波》思政建设的效果，主要体现在教师和学生思想两个方面的提高。老师授课积极传播正能量，学生的精神面貌积极向上，真正做到了春风化雨、润物无声，使得学生掌握知识有深度、获得能力有广度、价值塑造有高度。

在今后课程思政建设方面，始终围绕课程思政的顶层设计，逐步深入、层层细化，具体改进思路如下。

1. 坚定理想信念，提高团队教师的思政水平。高校教师要坚持教育者先受教育，时刻铭记教书育人的使命。

2. 坚持内容为本。掌握理论知识、分析方法，达到对知识的融会贯通，从中凝练思政元素，建设更加切实可行的思政案例。

3. 坚持以学生为中心。鼓励学生参与课程思政，启发学生从课程内容中找出合适的切入点，真正让多种思政元素入脑入心，润物无声、滴水穿石。

4.坚持将思政案例推广应用落到实处。教师要结合课程、结合专业，在授课时用自己的语言谈思想、说素养、讲故事，水到渠成，无缝衔接。