新工科课程思政改革研究

中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）14-0185-04

Abstract：ToimprovethequalityoftalentcultivationinChina'snewengineeringdisciplinesandfurther deepenthe ideologicalandpoliticalconstructionofcouses，itisnecesarytoimplementitineveryteachinglinkofachcourse.Tispaper conductsresearchontheprofesionalbasiccourseDigitalElectronicTechnologyinenginering，takingthecounterclassroomas anexample.Startingfromthereformofteachingobjectives，theintegrationdesignofprofesionalteachingandideologicaland politicaleducation，teachingmetods，etc.itexplorestherefomandpracticeofideologicalandpoliticaleducationinthenew engineeringcourse.Practicehasproventhatideologicalandpoiticaleducationinprofesionalcoursesisntan"adition"，buta methodof "saltdisolvesinwater，moistensthingssilently".Integratingideologicalandpoliticaleducationintocourseteaching can achieve a "mutually beneficial and twice the result with half the effort" cultivation effect.

Keywords：newengineeringdisciplines；courseideologicalandpoliticaleducation；DigitalElectronicTechnologycounter; integrated design

2016年以来，党中央和教育部着力推动高校全面开展课程思政建设[1-2]。为应对新一轮科技革命与产业变革，支撑“中国制造2025"等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设。新工科专业的目标是培养工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才。新工科的核心素养是“诚实正直、敬业、理解他人、工程伦理”，其本质上是社会主义核心价值观在工科中的实践。面对新形势，我们需要通过课程教学来实现专业知识、新工科素养和社会主义核心价值观的协同育人，以实现新工科的人才培养目标。

数字电子技术是高校电子通信、电气工程、自动化等专业的基础课程。这门课不仅涵盖了自然科学、公理定理和方法流程等哲学思想相关的专业知识，还包括了电路的分析和设计，以及验证性和综合设计性的实践操作。该课程通过教学可以将知识体系、新工科核心素养及社会主义核心价值观有机地融合。该课程的授课对象为电子信息工程专业的本科生，本团队于2020年开始新工科背景下课程思政的教学改革研究，于2021年获批省高等教育教学研究和改革项目，经过四轮课堂教学的实践，得到了若干经验并取得了显著的成效。

当前，我国新工科建设亟需改革传统的课堂教学模式[4-5]。课程思政要求细化落实到每门课程的各个教学环节，其中课堂是最重要的环节。课程思政不是简单的“加法”，而是一种将政治认同、家国情怀、文化自信和工匠精神等元素与专业课程中的知识和技能传授有机融合的方法[7-8。本文以计数器课堂为例，从教学设计和课堂教学等环节介绍具体开展新工科课程思政改革和实践的方法。

一 课堂教学目标

计数器属于数字电子技术课程中第六章“时序逻辑电路"的核心内容。计数器具有计数、定时、分频等功能，其应用涉及日常生活、生产、军事和航空领域。人类历史中，计数方式反映着文明的程度和科技的发展。因此，课堂内容具有鲜明的时代性和重要性。

新工科建设，旨在培养具备多元化思维和创新能力的卓越工程人才。本校电子信息工程专业的人才培养定位为：在信息通信、智能传感等相关领域从事科学研究、应用开发、技术支持等工作的高素质专门人才。依据上述建设目标和人才培养定位，本课程采用知识传授、能力培养和价值塑造“三位一体"的教育模式。结合计数器课堂内容特色，在知识、能力、素质和价值四个层面制定课堂的教学目标，具体如图1所示。

（1） 知识层面的目标

熟悉同步十进制加法计数器电路的结构和工作原理；掌握中规模集成计数器74160的功能（重点）；掌握计数器74160的应用（难点），包括设计其他进制计数器和简单数字系统。

（二） 能力层面的目标

具备根据电路结构图分析计数器逻辑功能的专业能力；具备根据应用需求采用中规模集成器件74160设计计数系统的工程实践能力；具备获取、分析和运用计数器解决复杂工程问题的自主探究和终身学习能力。

（三） 素质层面的目标

培养学生面对复杂工程问题的探究能力、敢于挑战实践创新的科学素质，以及在数字电子技术行业内的全球视野和国际竞争力。

（四） 价值层面的目标

结合计数方式的演变史、科学发展观和教师自身科研成果，融人家国情怀，提升学生的内驱力和使命担当；结合计数器的应用案例，聚焦社会热点和前沿技术，融入科学态度，激发学生的科学探究精神和科技报国责任感；对标人才培养目标，培养具备求实创新、一丝不苟和精益求精大国工匠精神的高素质人才。

二 专业教学与思政教育的融合设计

计数器课堂作为工科专业基础课程中的重点内容，具有系统性强、逻辑推理深和实践应用广的特色。本课堂主要采用内隐的方式将专业知识和思政教育融合。在教学准备过程中，注重思政素材的收集并写人教学设计，指明思政素材和教学内容之间的关联。在课堂中，采用“课堂引入—原理分析—功能介绍—应用举例—设计实践”的教学主线，将思政素材自然融入，实现“盐溶于水、润物无声"的思政育人目的。具体的融合设计手段如图2所示。

（1） 课堂引入

在备课环节挖掘与计数器相关的思政素材，包括古人智慧、时政热点、学科发展史和教师自身科研工作经验等。通过砺儒云课堂发布预习任务，上传《计数方式的演变》《能干的计数器》等阅读资料，引导学生主动了解计数器的设计原理、逻辑关系和深层物理内涵。基于预习的铺垫，在课堂引入环节，先介绍古人的计时工具“日晷”，引导学生传承中华优秀传统文化，增加文化自信。然后提出问题：“现代社会怎么计时？”“数字时钟如何计时？”通过问题导向式的引入，学生都陷入思考，带着问题和兴趣进入后面的环节。

（二） 原理分析

首先介绍我国从原始社会、远古时期、春秋时期及唐代到现代的计数方式演变史。得益于计数技术的进步，计数方式发生着演变，计数的效率和精确度不断提高，也标志着人类文明的不断进步。计数演变史的介绍，在增强同学们文化自信的同时，强调了家国情怀和担当意识。本课堂的重点为：十进制计数器的工作原理。为了帮助同学们深入理解该原理，先介绍传统的五进制的“正字计数法”，既能帮助同学们理解干进制计数器的工作原理，也引领了正向价值观。

（三） 功能介绍

计数器不单单能够计数，还能够计时、分频、产生节拍脉冲等，因此应用非常广泛。本课堂所学的内容为同步十进制加法计数器，行业在其基本功能的基础上增加了同步预置数、异步清零和保持的功能，并将其制作成中规模集成电路74160。同学们可以在实验箱上验证74160芯片的各项功能，也可以通过背景知识了解以课程为基础的集成电路行业的发展，通过我国相关领域缺芯少核和受制裁的现状，激发科技强国、技术报国的豪情壮志。

（四） 应用举例

计数器的应用是本课堂的难点知识。首先介绍古人的智慧结晶：记里鼓车。记里鼓车是我国文化的瑰宝，它能通过计数的方式来记录路程。我们现在汽车的里程表就是采用了“记里鼓车”的思想。然后介绍如何用两片74160构建一个100进制计数器，并分析记里鼓车和100进制计数器之间的关系。接着，分析100进制计数器如何实现计时的功能，从而揭开数字时钟的神秘面纱，回答了课堂引人环节提出的问题。“记里鼓车”的引入，既帮助同学们更好地理解和掌握了计数器的应用，也增加了同学们的文化自信。

（五） 设计实践

设计实践是培养工科学生客观严谨科学观的重要环节。组织学生在实验箱上采用74160芯片和简单门电路搭建一个简易数字时钟。通过实验，能够加深同学们对计数器工作原理的理解。在课程综合设计时，布置学生自己设计、做板、焊接和调试，制作一个功能完善的篮球比赛计分系统。在设计实践环节，介绍发生在广州的社会热点“许霆案”。银行的ATM机是一个数字系统，工程师在为ATM机进行系统升级时，搞错了表示金额的码制位数，导致银行损失十几万元，也间接导致一个充满贪欲的青年面临牢狱之灾。“许霆案”警示工程技术人员在工作时要秉承严谨、一丝不苟、精益求精的大国工匠精神，不能有半点的马虎。

三 课堂教学方法

计数器课堂主要采用的教学方法有：问题导向式教学法、以史为鉴教学法、案例教学法和设计实践法。

（一） 问题导向式教学法

采用问题导向式教学法激发学习内驱力。在课前引入古代计时方式“日晷"和现代计时工具“数字时钟"（图3），并提出问题“数字时钟如何计时？"启发学生思考计时器的工作原理。学生们都陷入沉思，有学生通过思考给的答案是：“通过网络发布时间。"教师质疑，继续引导提问“没有联网的数字时钟如何计时”。通过两三个问题引导，同学们已经对计时器产生了强烈的求知欲，接着老师揭晓答案“利用计数器来计时”。同学们产生了更大的疑问：为什么计数器可以计时？接着，老师开始系统讲授计数器，提出的问题随着课堂教学的深人得到了答案，数字时钟的神秘面纱也随之揭开。

（二） 以史为鉴教学法

采用以史为鉴教学法增强文化自信、引领价值观。首先，以“结绳计数”“算筹数码""记里鼓车"和“唐代算盘”等历史典故向同学们介绍计数器在生活、生产和社会中发挥的巨大作用。计数方式的演变使得计数的效率和精确度不断提高，这得益于本课程所讲述的计数技术的进步。这些典故和演变史引导学生从社会需求、国家战略角度思考，好好学习课程知识来培养工程应用能力和服务社会的担当意识。

（三） 案例教学法

采用案例教学法培养一丝不苟、精益求精的大国工匠精神。在应用环节，介绍采用两片集成十进制计数器74160构成一个100进制计数器的案例。这个设计方案正好呼应到记里鼓车（图4）：第一片74160对应到记里鼓车的第一层，“车每行一里路第一层的机械人敲鼓一下"对应到“第一片74160发出进位信号”；第二片74160对应到记里鼓车的第二层，“车每行十里路第二层的机械人敲打铃铛"对应到“第二片74160发出进位信号”。记里鼓车是中国古人的智慧结晶，也是中华文化的瑰宝。这个案例既帮助同学们更好地理解了计数器的应用，也增强了文化自信。