模拟电子技术课程思政教育研究

作者: 郭向伟 陈莉 陈岗 郭建锋 曹根记

模拟电子技术课程思政教育研究0

摘  要:模拟电子技术课程是学生从“强理论”到“重实践”学习过程的重要转折,同时,课程思政是当前高校立德树人的新理念、教学改革的新思路。该文首先分析模拟电子技术课程思政的教学现状,表明思政教育改革的方向。其次,系统、全面分析教学内容思政元素的挖掘思路,并重点阐述融入思政元素的方式与方法。最后,分析各主要教学环节如何潜移默化、于无声处地融入思政教育。该文为探索模拟电子技术理论知识与思政教育的有机融合开拓新思路、新途径。

关键词:模拟电子技术;课程思政;教育改革;思政元素;教学环节

中图分类号:G641      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)26-0172-04

Abstract: The course of Analog Electronics is an important turning point in the learning process of students from "stressing theory" to "stressing practice". And at the same time, curriculum ideology and politics is a new concept of moral education and a new idea of teaching reform in the current universities. The article first analyzes the current situation of ideological and political education in the course of Analog Electronics, indicating the direction of ideological and political education reform. Second, it systematically and comprehensively analyzes the mining ideas of ideological and political elements in teaching content, and focuses on the ways and methods of integrating ideological and political elements. Finally, it analyzes how the main teaching links are imperceptibly integrated into ideological and political education. The article develops new ideas and new ways for exploring the organic integration of theoretical knowledge of analog electronic technology and ideological and political education.

Keywords: analog electronic technology; curriculum ideology and politics; teaching reform; ideological and political elements; teaching steps

高校思政育人工作不仅是思政教师的工作,更是每一位专业课教师的工作。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》)中明确指出,要落实立德树人根本任务,必须将价值塑造、知识传授和能力培养融合为一体、不可割裂。《纲要》同时也表明了专业课是课程思政建设的基本载体,要深入梳理专业课教学内容,深入挖掘思政元素,将思政元素有机融入课程教学,达到润物细无声的育人效果[1]。

模拟电子技术课程内容主要围绕半导体器件及由半导体器件构成的放大电路展开。课程目标要求学生不仅具有深厚的理论基础,同时具备较强的实践能力[2-3]。但其作为工科类课程,教学过程缺乏人文精神、道德素质等“软引导”,甚至被认为与思政教育没有联系。事实上,模拟电子技术作为重要的专业基础课,不仅要重视理论知识、专业技能的学习,同时也要注重人文素养、明辨思维能力的培养[4]。充分挖掘模拟电子技术课程中的思政元素,使课程教育与思政教育有机结合,成为模拟电子技术教学创新改革的重要途径[5]。

文章对模拟电子技术课程思政教学改革展开研究,首先,对模拟电子技术课程思政的教学现状进行分析;其次,对思政元素的挖掘思路展开研究,并通过梳理关键知识点,恰当地将其融入到教学过程,探索理论知识与思政教育有机融合的新途径;最后,通过扎实各主要教学环节的实践过程,身体力行对学生进行思政教育。为培养有科学探索能力,勇于担当的新时代大学生提供重要支撑。

一  模拟电子技术课程思政教学现状

目前的模拟电子技术教学改革主要围绕教学内容的重构和教学模式的创新[6],在提高学生理论知识及专业技能方面取得了一定成效,但在融入思政教育,进行课程思政改革方面还存在不足。

(一)  教师对课程思政的认识不足

部分教师认为模拟电子技术课程应该讲授的是电子电路分析、设计,只有政治理论相关课程才是思政教育,忽视了学生世界观、人生观、价值观的培养也是思政教育的范畴。另外,课程思政教学大纲、专业课程的思政教育目标也有待进一步明确。

(二)  教师思政水平、人文素养有所欠缺

模拟电子技术课程的教师多为工科专业毕业,对专业技能的应用更擅长,思政水平有限,并且人文素养和思政类、文学类专业教师相比有所欠缺。

(三)  培养方案中思政教学目标缺乏提炼,力度欠缺

课程思政对学生的能力培养显现较慢,较难量化。并且,很多教师授课过程中虽然言传身教已经融入了思政元素,但是总结提炼过程较少,培养方案中思政教学目标不够明确,课程思政开展力度欠缺。

二  教学内容思政元素的挖掘思路

模拟电子技术发展迅速,课程教学包含了由半导体器件构成的电路的分析、设计、应用等环节,各环节蕴含着丰富的思政元素。课程组探索出如图1所示的思政元素挖掘思路。

其中,从电子技术的发展史,可以引入电子技术领域的专家学者,激励学生树立正确的个人理想,塑造崇高的工匠精神;引入电子技术的发展现状,让学生既要了解我们发展迅速,也要看清我们和先进技术的差距,培养学生爱国情怀。电子器件工作原理的学习,重点在于理解载流子的运动和工作特性曲线,可以通过量变与质变、内因与外因的辩证关系加强学生的理解。电路分析过程培养学生把握主次矛盾、注重整体与局部、兼听则明的意识,并重点强调理论指导实践,实践是检验真理的唯一标准,锻炼学生乐于思考、勇于质疑、敢于表达的意识及能力。电路设计过程,可以培养学生自我反省、兼听则明,实践是检验真理的唯一标准的意识。

三  教学内容融入课程思政的研究

课程思政要求教师做到知识传授与价值引领同向同行、相互促进,模拟电子技术各章节包含了丰富的思政元素[7],为思政教育春风化雨、如盐入汤、润物细无声的引入提供了重要基础。

第一章绪论,主要讲授电子技术的发展和放大电路的模型结构。第一章讲授过程可以尽量地和科技方面的社会热点相结合,比如,针对美国对华为的技术封锁,讲述世界著名的芯片厂商包括Intel、AMD、台积电等企业,我国著名厂商包括中芯国际等企业,技术水平虽然存在一定差距,但我们一直在努力克服困难,追赶世界先进技术,启发学生树立科技报国的远大志向。另外,通过讲述我国著名的电子技术学科主要奠基人童诗白教授、康华光教授等一生都在为电子技术科学奉献,激发学生的匠心精神和爱国情怀。

第二章运算放大器,主要讲述集成运算放大器的特点,及其所构成的放大电路的分析方法。学生容易忽略的两个知识点是:①不清楚放大之后的信号和放大之前相比,能量有所增加,增加的能量从哪来;②同相放大电路,放大倍数的范围大于等于1,认为放大倍数等于1时,电路无意义。针对第一个容易忽略的知识点,给学生强调能量守恒的概念,放大的能量从电源提供的能量而来,以此培养学生分析电路过程宏观分析与微观分析的结合,宏观分析往往更能把握电路的工作状态,微观分析往往用于电路具体参数的计算,两者结合,能够帮助学生更深刻的理解电路的功能,提高学生综合应用电路的能力。同时提醒学生在日常生活中,碰到难题不要钻牛角尖,有时候换个思路可能会豁然开朗。针对第二个容易忽略的知识点,告诫学生分析问题要尽可能的全面,当放大电路放大倍数为1时,虽然对信号没有放大作用,但是可以提高电路输出的稳定性,培养学生尽可能全面分析问题的意识,碰到问题不要急于下结论,要在自己能力范围内尽可能全面、客观地分析问题。

第三章二极管及其基本电路,主要讲述PN结的形成及二极管基本电路的模型分析方法。学生容易困惑的知识点在于:①硅二极管和锗二极管相比,其导通电压更高,意味着其正向导通时能耗更高,为什么在分析、设计电路时更多使用硅二极管;②二极管简化分析过程建模思想不容易理解。针对第一个知识点,这是因为二极管的根本特性为单向导电性,硅二极管的反向饱和电流更小,其“单向导电性”优于锗二极管,提醒学生在处理日常学习、工作的问题时,要善于抓主要矛盾,把握事情的本质,有可能使得自己处理日常事物时更游刃有余。针对第二个知识点,向学生解释建模即用数学工具去解释物理现象,因为二极管特性方程为指数方程,在求解包含二极管电路的参数时,指数方程求解过程繁琐,所以要用线性方程对二极管特性进行建模,以简化、近似包含二极管电路的量化分析过程,此教学过程提醒学生建模思想是日常学习、生活中最常见的处理问题的思路,要善于用理论知识来描述不同的事物,有利于自己更全面地分析不同的事物。

第四章场效应三极管及其放大电路,主要讲述MOS管的结构、工作原理及应用电路。学生容易困惑的知识点在于:①MOS管工作原理及特性曲线的理解;②MOS管小信号等效电路模型的应用。针对第一个知识点,向学生阐述MOS管工作原理理解的关键在于沟道的形成及变化,提醒学生此为量变到质变的转化过程,对照其在日常生活、学习中要想在某方面取得明显的进步,必须多积累,多学习,才能引起“质变”,达成学习目标。针对第二个知识点,讲述对物理现象建模的两种思路,一种是基于内部工作原理建模,一种是基于外部特性建模,MOS管小信号等效电路建模为基于内部工作原理的建模,向学生表达“近似思想”的重要性,工程上很多问题是通过近似来确定电路设计是否可行或合适,而不是所有的参数设计都必须精确计算,生活中也是如此,很多事物没有绝对的对或错,有的只是合适与否,培养学生积极的人生观、价值观。

第五章双极结型三极管及其放大电路,主要讲述双极结型三极管的工作原理及其构成的放大电路。学生容易困惑的知识点在于:①三极管如何实现信号的放大;②三极管放大电路有什么具体的应用场景。针对第一个知识点,在讲解完三极管工作原理之后,提醒学生,三极管的结构特征(内因)决定了其具备电流放大的功能,但只有当外部电源提供合适的直流偏置(外因)时,才能实现电流放大。青年学生成才的关键在于自身能力,只有具备一定的能力才能把握到来的机遇。引导学生在成长过程中,要努力勤奋,不怨天尤人,努力提高自身综合素质,才能抓住机会,走向成功。针对具体的应用场景,可以找一个包含三极管放大电路的产品,比如扩音器等,然后将产品的电路结构展示给学生,带领学生一起分析电路原理并仿真验证,有条件的情况下,安排学生实际动手设计电路,从工程及科技角度扩展课程的广度和深度,培养其工程逻辑思维。

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