“三全育人”背景下模拟电子技术课程思政建设改革探究
作者: 黄曌 龙永红 梁建华 王盟盟
摘 要:针对“三全育人”教育背景下的人才培养目标,该文以模拟电子技术为例,对课程的思政建设进行探索,针对课程目标、教学模式、考核方案等进行改革,促进思政教育和专业能力的同步强化。相比传统课堂教学,该教学模式更能凸显学生的主体地位,调动学生的自主性和创新性思维,对提升教学目标达成度及学生创新能力等均有较大的推进作用。
关键词:三全育人;思政建设;模拟电子技术;教学改革;课程思政
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)07-0177-04
Abstract: In view of the objective of talents training under the educational background of "three-wide education", the ideological and political construction of the curriculumis explored in this paby taking the course Analog Electronic Technology as an example. The reformations of the curriculum goal, teaching mode and assessment schemeare implemented to promote the strengthening of ideological and political education and professional ability synchronously. Compared with traditional teaching, the improved teaching mode highlights the dominant position of students and mobilizes the autonomy and innovative thinking of the students, and thus greatly promotes the achievement of teaching objectives and the practical innovation ability of the students.
Keywords: three-wide education; ideological and political construction; Analog Electronic Technology; teaching reform; curriculum ideology and politics
2016年,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上首次提出[1],要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。在此背景下,整合校内外育人资源,通过多元教学手段,调动一切育人因素,实施“三全育人”教学成为人才培养的核心任务,在强化大学生专业素质的同时,更要加强职业道德、政治觉悟的培养[2-3]。
模拟电子技术作为电子信息、自动控制类的专业基础课程,在大二上学期开展,衔接先修电路原理和后续电子系统设计综合实训等课程,既有理论分析,又有具体实践[4-5],不仅要求学生掌握模拟电子技术方面的基本理论知识,同时还对学生的电路分析、设计及实际应用能力提出较高的要求[6]。该课程与我国工业发展紧密联系,充分体现新时代技术发展,教学内容蕴含着丰富的思政元素。基于此,本课程团队对所承担的模拟电子技术课程在教学内容和体系建设等方面进行优化,在该课程教学过程中融入思想政治教育,并应用于2022年度模拟电子技术教学中,作为“三全育人”背景下的专业课程思政建设及教学模式改革初探。
一 思政建设下的课程目标
对接“交通强国”“智慧高铁”等国家及地方企业重大需求,遵循学院各专业的创新型人才培养目标,坚持“立德树人”根本任务,要求学生通过本课程学习,掌握模拟信号处理的工程基础知识,具备电子系统工程中模拟电路的分析与设计能力,进而建立“知识、能力、素质”三位一体课程目标。
目标1(知识目标):通过学习半导体二极管、双极型三极管、场效应管和运算放大器等模拟电子器件及反馈、频率特性、滤波电路等基本知识,能够对常用电路建立模型,并进行分析和参数计算。
目标2(能力目标):针对模拟信号的放大、滤波、隔离及信号变换等工程问题,能进行器件选型,设计解决方案,并通过实验或仿真进行验证和测试。
目标3(素质目标):树立“爱国、敬业、诚信、友善”社会主义核心价值观,培养雷锋精神、工匠精神,强化责任意识和创新能力的专业素养。
二 课程教学模式的构建
为紧密衔接上述“知识、能力、素质”课程目标,教学团队经过反复讨论,将模拟电子技术教学大纲进行修订,并针对该课程教学过程中普遍存在的概念抽象、内容繁杂、实践难度大等问题,采用多元化教学手段,充分利用线上线下资源,打造混合式教学模式,推进思政元素融入,见表1。
三 课程思政建设的实施案例
以课程中“BJT共射放大电路”章节为例,实施课程思政教学设计示范。
第一,确定教学目标如下。
知识目标:掌握BJT共射放大电路的组成原则、工作原理及电路特点。
能力目标:掌握静态工作点设置原则,判断饱和与截止失真,掌握调节失真的方法。
素质目标:建立电路分析、设计中抓主要矛盾的辩证思维,培养工匠精神和创新意识。
第二,进行学情分析。放大电路是模拟电子技术的重要部分,可有效对接新时代我国的重大战略,为后续功能电路的分析、设计打下必要基础。学生通过本课程前章节的学习,已掌握PN结和二极管、BJT三极管的结构及基本特性等知识,对于PN结的单向导电性、BJT的内部载流子运动过程及电流分配关系已建立深刻印象,并了解了BJT放大的内部及外部条件,以及BJT的输入特性及输出特性曲线。
第三,提炼教学重难点。①重点知识,共射放大电路组成、放大原理,截止及饱和失真调节方法;②难点知识,对交流小信号放大作用的理解,放大电路的分析、设计技能。
第四,依据课前准备、课堂授课、课后反馈等环节,教学过程设计如下。
课前准备。
课程团队依托超星网络教学平台建立课程主页,线上布置课前教学任务,发布教学目标,并完成教学资料、“BJT共射放大电路工作原理”微课视频及proteus等虚拟仿真软件的上传,提供给学生进行课前预习;并完成自测题库、单元习题等模块的创建。此外,有机融合华中科技大学、国防科技大学等高校提供的慕课资源,引导学生“个性式、自主式、讨论式”完成预习任务,鼓励学生通过查阅文献,对本节内容的工程性应用背景进行了解,建立爱国情怀,增强文化自信;以小型录音机音频信号放大电路为例,对共射放大的功能和电路结构建立认识,并了解其典型工程应用场景。另通过网络教学平台,学生还可同步记录下学习过程中较为薄弱的部分,与教师进行线上互动交流。
课堂授课。
场景导入。介绍本节课程应用背景,强调半导体器件及其功能电路已上升为国家战略,通过华为芯片断供的时政案例,突显核心技术自主创新的重要性,并从国家战略需求和地方行业需求两方面导入学习功率半导体器件及应用技术的重要性,建立学生的责任意识和科技强国情怀。
理论讲授。推送多媒体课件到大屏,结合板书进行BJT共射放大电路组成、放大电路的动静态、放大电路的工作原理等理论知识的讲解,让学生了解BJT器件是共射放大电路核心,并了解集电极电阻Rc、集电极电源VCC、基极电源VBB和基极电阻Rb等各部件功能。利用BJT作为主要矛盾的突破口,围绕其开展放大电路的分析及设计教学。
主题讨论。学习通上发布问题:①设计BJT共射放大电路时,静态工作点设置在哪里为最佳?②如果放大电路因静态工作点设置不合适发生失真,可调节哪些参数消除失真?在考察学生掌握理论知识、灵活运用能力的同时,也对其细心严谨的工匠精神和创新意识进行培养。
虚拟仿真。仿真软件为学生随时随地开展电路设计、组建、调试、测试和验证提供了有力保障,打破了实践训练必须在实验室解决的难题,大大增强学生动手机会,如图1所示为protues软件中搭建的BJT共射放大电路仿真模型,示波器可直观呈现电路的反相放大功能,通过调节基极偏置电阻的大小,能分别观测到电路正常放大、饱和失真、截止失真状态下的电压波形,从而促进学生理论联系实际,将所学知识融会贯通并进行灵活应用,进而强化其独立思考问题的能力和工程实践能力。
课后反馈。
线上答疑。学生通过雨课堂回顾课堂教学内容,也可与教师互动交流,反馈问题,教师通过QQ、微信、超星网络平台等及时完成线上答疑。针对普遍存在的共性问题,通过腾讯会议或钉钉进行直播答疑,统一为学生解除困惑。
线上作业。为保证教学效果,督促学生及时实现所学知识的内化和迁移,学生课后需完成指定习题及仿真实验,章节作业通过教学平台发布并设定在指定期限内完成提交。此外,为了让学生充分发挥自主性和创新性,培养其独立思维,以及将所学电路理论知识灵活运用于实际的技能,教师团队开设了仿真综合考试项目,此项目旨在借鉴电子设计大赛题目,设定电路特定功能,由学生完成电路模块设计,并通过proteus仿真软件验证其可行性,有能力的学生可进一步用硬件电路完成实验验证;或收集到一些有价值的电子电路,由学生自行拓展题目和研究内容,做到自主创新。完成仿真或实验后,需采用研究论文的写作方式,简明、精准地阐述设计思路、实验步骤、实验结果和结论,为培养学生的科研认知思维和写作能力打下一定基础。
思政报告。学生通过自主查阅文献,了解目前半导体行业对我国国民经济发展和保障国家安全的重要意义,以及在地方企业(如中车时代半导体有限公司)的发展前景,结合课程所学内容,思考:①若将来从事集成电路或半导体器件行业,哪些因素是必需的?②如何从自身出发,适应专业发展需求,基于自身学习及调研感悟,完成思政报告。
四 思政建设下的课程考核方案
教学结束后,教师汇集线上平台所提供相关数据 (含自主预习、考勤、随堂测验、分组讨论和课后习题等),及线下测评成绩 (含理论考试、仿真综合考试、实验实操、实验报告和思政报告等),采用多元过程化考核机制完成学生的综合考核测评,并发布问卷进行教学效果调查,全方位掌握学生学习情况及需求,为及时改善教学模式提供重要依据。
五 结束语
“三全育人”背景下,培养具有高度政治觉悟、大国工匠精神、自主实践能力和科研创新思维的全面发展型高素质人才成为核心目标,对专业课程进行思政教学改革是高等教育的大势所趋。经探究,本课程团队颠覆了传统的线下授课模式,针对课程痛点,结合思政教育,对教学模式和考核机制进行大幅改革。建立了“知识、能力、素质”三层次教学目标,并充分调动教学资源,利用线上平台以及线下课堂重构知识体系,全过程、全方位融入思政,转变学习主体,提高了课堂活力,在调动学生自主能动性的同时实施润物细无声的人文熏陶,既重视知识传授、技能培养,更注重学生情感和专业素养的锤炼。该教学模式实施以来,获得了较好的反响,对于思政建设起到重要推进作用,且对学院所开设其他专业课程的发展建设提供了一定指导意义。
参考文献:
[1] 习近平:把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[EB/OL].http://jhsjk.people.cn/article/28936173.
[2] 富海鹰,杨成,李丹妮,等.“三全育人”视角下工科课程思政实践探究[J].高等工程教育研究,2021(5):94-99.
[3] 胡守敏.新时代背景下高校“三全育人”研究[J].学校党建与思想教育,2019(14):68-70.
[4] 王立娟,申继伟,孙敦艳.基于数字化资源的模拟电子线路课程教学改革[J].数字技术与应用,2019(6):207-209.
[5] 梁淯贤,王巧兰.基于虚拟仪器技术的模拟电路仿真实验软件开发[J].工业控制计算机,2021(6):46-48.
[6] 任君玉.模拟电子技术实验教学改革与创新人才培养[J].实验技术与管理,2019(9):219-221.
基金项目:国家自然科学基金“喷雾沉积法制备超低过电位多元金属化合物析氧催化剂协同效应研究”(51804106);湖南省教育厅科学研究项目“柔性多孔碳纤维的可控合成及储钾性能、机理研究”(20C0613);湖南省普通高等学校教学改革研究项目“新工科背景下基于OBE-CDIO项目驱动的‘两性一度’电子信息类专业课程建设研究”(HNJG-20230739);湖南工业大学教学改革研究项目“‘双一流’背景下面向创新人才培养的CDIO模式实践课程建设探讨”(2021YB14);湖南工业大学课程思政建设研究项目“‘三全育人’背景下《电子技术1》(模拟部分)课程思政建设探讨”(湖工大教字【2022】12号);湖南工业大学本科课程考核方式改革项目“《电子技术1》课程考核方式改革”(无编号);湖南工业大学轨道交通学院线上线下混合式一流课程“《电子技术1》” (无编号)
第一作者简介:黄曌(1985-),女,汉族,湖南岳阳人,博士,讲师。研究方向为电子器件及储能设备应用分析。