1、第 45 卷第 3 期2023 年 6 月电气电子教学学报Journal of Electrical and Electronic EducationVol 45No 3Jun 2023收稿日期:2021-10-12;修回日期:2022-05-17基金项目:陕西省第二批新工科研究与实践项目(陕教 2020 75 号:97);延安大学卓越人才培养计划项目(2019 01);延安大学研究生教育教学改革项目(YDYJG2018029);延安大学 2021 年研究生“课程思政”示范课建设项目(2021 03)第一作者:曹新亮(1970),男,博士,教授,主要从事电子技术理论与教学工作,E-mail:c
2、aoxinliang874163 com电子技术课程思政教学改革与实践曹新亮杨红霞李建新(延安大学 物理与电子信息学院,延安 716000)摘要:为有效发挥专业课的“立德树人”作用,从器件、电路以及电子系统设计等方面进行思政元素的挖掘,并给出了具体的课程思政教学案例和可挖掘思政元素,把爱国主义、马克思主义哲学思想、传统文化和励志教育等方面的内容融合到课堂教学中。以隐性思政的功能将学生的认知、情感、价值观等内容潜移、渗透到课堂的教学实践,以期为电子信息类课程提供思政教学素材和借鉴。关键词:电子技术课程;课程思政;教学案例中图分类号:O13文献标识码:A文章编号:1008-0686(2023)03
3、-0101-05eform and Practice of Ideological and Political Teaching inElectronic Technology CourseCAO XinliangYANG HongxiaLI Jianxin(School of Physics and Electronic Information,Yanan University,Yanan 716000,China)Abstract:In order to effectively play the role of professional courses in cultivating peo
4、ple,this paper excavates ideological andpolitical elements from the aspects of device,circuit and electronic system design,and gives specific teaching cases and excavat-able elements Ideological and political elements are integrated into classroom teaching,including patriotism,Marxist philosophi-cal
5、 thought,traditional culture and inspirational education With the function of implicit ideology and politics,the content ofstudents cognition,emotion,values and the like are sneaked and penetrated into the teaching practice of the classroom,so as toprovide reference for the ideological and political
6、 teaching of other electronic information coursesKeywords:electrouic technology course;curriculum ideology and politics;teaching sample习近平总书记指出:“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应1。”课程思政有别于思政课程。思政课程旗帜鲜明加强思想政治教育、品德教育,加强社会主义核心价值观教育,引
7、导学生自尊自信自立自强。倡导并践行社会主义核心价值观和爱国主义精神,强调基于省思基础上的笃信和理论自觉基础上的实践自觉,不断提高学生思想道德素养,提高学生服务国家服务人民的社会责任感2。课程思政强调将思想政治工作贯穿学科体系、专业体系、教材体系、管理机制体系之中,在传授课程知识的基础上引导学生将所学到的知识和技能转化为内在德性和素养,注重将学生个人发展与社会发展、国家发展结合起来。专业课程蕴含着丰富的思政元素。一方面,专业知识本身具有明显的价值倾向、家国情怀等;另一方面,可以通过深度挖掘,在已有思政元素的基础上实现进一步拓展和开发。本文在思想政治教育原则指引下对电子技术课程的思政内容3 5 在
8、“深”字上做足功夫,基于课程论视角,结合不同学段、专业对象,设计了 2 个课程思政案例,进一步挖掘了思政元素,丰富课程的自身内涵,同时也赋予思想政治教育以鲜活的生命力。在课程教学中,通过启发式、讨论式等方法,营造积极学习的氛围,激发学生的学习兴趣。1电子技术课程特点电子技术研究的对象是电子器件和由电子器件构成的各种基本功能电路以及由基本功能电路构成的各种电子系统,具体应用于广播、通信、自动控制、电子测量、计算技术等许多领域。学习的目的是初步掌握模拟电子电路的基本理论、基本知识和基本技能。本课程具有不同于电工原理等学科的一些特有概念,其中包括“非线性器件”“交直流并存”和“受控源”“反馈”等。也
9、与物理、数学等有明显的差别,主要表现在它的工程性和实践性上。1 1工程性实际工程需要证明其可行性。电路的定性分析就是对电路是否满足某种功能与性能要求的可行性分析。工程分析法包括:近似法、等效法、图解法。1)近似法实际工程在满足基本性能的要求前提下,允许电子电路的定量分析中存在一定范围的误差。为了简化复杂问题,采用抓主要矛盾的办法进行器件数学模型近似。近似分析要合理,估算就是近似分析。估算不同的参数需要采用不同的模型。2)等效法为了在一定的条件下实现矛盾的转化,例如将非线性器件转化为线性电路(如三级管的等效电路),或者将复杂的线性网络转化为简单的电压源。在“电子技术基础”这门课中经常使用“等效”
10、方法。3)图解法为了直观地、形象地分析某一电子电路全局,确定其工作状态,研究其变化趋势,在“电子技术基础”这门课中,经常使用“图解”的方法,而在有的场合,还要用工程曲线来解决问题,这些在工程中常用的方法,必须逐步使学生掌握并熟练使用。1 2实践性因为电路实际表现不能依靠纯理论解决问题,而先要根据模型定性分析、定量估算,最后要通过实验调整才能掌握电路的实际性能。这正符合“实践是检验真理的唯一标准”的马克思主义论断。实用的电子电路与系统都要通过实验调整才能达到预期的指标,掌握电子仪器的使用方法、模拟电路的测试方法、故障的判断和排除等方法,在理解所要测试电路原理的基础上,熟练掌握元器件参数对电路性能
11、影响的分析方法和电路的仿真方法,架设理想与实现、虚拟与现实结合的桥梁,以便有目的地开展理论指导下的实践活动和以实践为基础的理论创新,实现理论与实践的紧密结合。2教学设计实例2 1电子系统设计的重要性融入责任感教育1)在引言部分穿插形势与思政内容聚焦培养学生使命感和责任意识、从而激发学习课程的热情;引导学生把马克思主义方法论用于电路设计实践,使之在学习专业知识、提高专业技能的同时提高思想政治素质。结合电路设计与集成电路设计的联系,以美国限制集成电路(芯片)出口,对中国高科技信息产业实行技术封锁,说明掌握电路设计方法、提高电子系统设计能力的重要意义,树立当代大学生为民族复兴的责任意识从而激发学生的
12、学习热情。2)教学设计教学设计通过图表展示、讨论与总结,分为四部分,如图 1 所示。图 1教学设计框图图 2中美芯片之战表 1中美芯片产业状况对比对比项从 事 芯 片基 础 研 究层 面 的 科技企业芯片/处理器 融 资 总额占比人 工 智 能芯 片 市 场份额LinkedIn 注册的人工智能人员中国14 家76%融资阶段5 万人美国33 家31%90%85 万人图 3中国芯片需求与产能对比201电气电子教学学报第 45 卷(1)讲联系、展材料。在讲清电子系统设计与集成电路(IC)设计在原理上一致性和板上设计同片上设计的差异性的基础上。以“美芯片禁售中兴遭致命打击、华为受到影响”为讨论话题,展
13、示网络图片和数据,让学生认识中国“缺芯少魂”的被动,感受一颗小芯片的分量,以此激发学生的兴趣、增强使命感、催生学习课程的动力。(2)讨论与考核。学生能从所提供的资料看出中国芯片产能严重不足“缺芯”,人才匮乏、核心技术落后“少魂”(可获得课堂奖励分 2 分);能真情吐露危机感、使命感和责任感并表现出有立志学好该门课程的决心(可得 3 分)。(3)小结。有一段时间,国人觉得造不如买,所以 CPU 不做了。起步晚,在芯片公司数量、融资数额、人才储备上重视不足,造成了当今的被动。为了摆脱芯片受制于人,必须拥有自主知识产权的中国芯片。因此,中国“芯”的崛起利在千秋、责在当代。对我们同学而言,是机遇也是挑
14、战!2 2马克思主义哲学思想教育1)晶体管认识思维导图从晶体管本来构造到简化符号与寄生参数的电路对应,再进行参数化等价,最后结合频率进行不同形式的电路等效,设计模型演变思维导图(如图 4)。图 4晶体管认识思维导图2)三极管放大作用是内、外因的辩证统一辩证唯物主义认为矛盾是事物发展的动力和源泉。内因是事物发展的根本原因,外因是事物发展的必要条件。外因通过内因而起作用。矛盾是事物发展的动力,内因和外因作为同时存在的内部和外部的联系,都对事物发展发生作用。提问:三极管有怎样的特殊结构?三极管不失真放大信号时应具备什么样的条件?(2 分)提示:三极管结构与静态工作点正确设置是内因和外因辩证关系的生动
15、体现。三极管内部结构的特殊性表现在:发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度,且发射结的面积较小,便于发射结发射电子;发射区和集电区为同一性质的掺杂半导体,但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度,且集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子;基区非常薄,且掺杂溶度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。三极管具有放大作用的外部条件外因:发射极为正向偏置,集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外因。3)晶体三极管的矛盾观唯物辩证法认为,在复杂事物之中,存在着许多矛盾,主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位,起决定作用。主要矛盾和次要矛盾相互影响、相互作用,并在一定条件
16、下相互转化。主要矛盾规定和影响着次要矛盾的存在和发展,对事物的发展起决定作用。晶体管的作用及其模型建立反映了矛盾的对立统一性。(1)设问。问题:晶体三极管有几种等效模型,各个模型之间有何联系与区别?在不同外因条件(工作频率)下,晶体管表现出各个内部结构参数作用的不同结果,因而出现了不同的等效模型。等效模型中,各字符的意义参见思维导图中各图标注。分析问题抓主要矛盾,rc和re通常数值比较小,常忽略不计。考虑到集电结电阻 rbc相对大的特点,在低频条件下晶体管的C(=C+C)对输入回路的影响因素退居为次要地位而被忽略,得到低频简化模型;结电阻 rbc与C并联时对等效阻抗影响很小而被忽略,得到高频混合 模型等效,将其单向化处理、忽略影响模型的次要因素 C得到简化的高频等效电路。(2)总结。唯物辩证法认为,主要矛盾和次要矛盾的地位不是一成不变的,在一定条件下它们可以相互转化,即主要矛盾转化为次要矛盾,次要矛盾上升为主要矛盾。频率是晶体管三极管工作条件,不同频段因晶体管寄生参数主次矛盾关系发生变化而促使低频与高频等效电路之间相互转化。哲学作为科学之科学将为信息科学的进一步发展301第 3 期曹新