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“模拟电子技术基础”课程思政案例建设方法探索

来源:网友投稿 时间:2023-08-10 18:40:04 推荐访问: 探索 探索为话题作文 探索为话题的作文600中学作文

何 亮,陈 华,孙 鹏

(西安电子科技大学 先进材料与纳米科技学院,陕西 西安 710126)

新时代国家对高等院校人才培养提出了新的要求。2016年12月,在全国高校思想政治工作会议中,习近平总书记明确指出,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]。2020年5月,教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中明确提出,工学类专业课程,要注重强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[2]。可见,课程思政已成为新时代高校立德树人的创新理念,也是高校教师教书育人的基本职责。如何引导教师在专业课程中巧妙融入思政元素、有效传播思政理念成为当前必须解决的重要问题。

“模拟电子技术基础”课程主要教授常用半导体器件的工作原理,以及基本的模拟电子电路的原理和应用。一般的电气、电子信息系统由三部分组成,分别是:信号、场、路,而“模拟电子技术基础”即为路部分一门重要的入门性质的专业技术基础课。与其他专业课程相比,该课程具有知识点繁多、各部分内在联系紧密、强调工程实用性等特点。课程一般开设在大二学年,此时,学生已经经历了“高等数学”“大学物理”“电路基础”等课程的理论学习,具备了初步的工科思维,对专业课程充满好奇与兴趣。同时,该阶段也是学生综合素质与“三观”塑造的重要时期,非常适合通过潜移默化的课程思政熏陶。

然而,当前课程思政却存在着过于强调教学目标和思政理念,实操中却缺乏行之有效的方式方法来指导案例建设的问题,以至于思政元素与专业内容看似经过拼凑组合,实则仍为相互分离的“两层皮”,使得课程专业程度不升反降,人文味道难觅踪影。造成这一现象的根本原因,还在于以下三点。

(一)专业课教师对于课程所蕴含的哲学思想及课程思政的认识程度不够

很多“模拟电子技术基础”课程的任教老师认为,课程内容主要涉及器件、电路的专业知识,重点在于电路原理的分析、回路方程的构建、工程计算的实现,这与传统的思想政治教育相距甚远,难以产生交集。事实上,这种认识是流于表面与片面的,所有的自然科学都天然地包含有很多哲学、认识论、方法论等方面的内涵,理工科课程不仅关乎逻辑知识和专业技能,更蕴藏着明辨性思维与人文素质培养的丰富内容,关键在于任课教师能否有此意识并主动挖掘。

(二)教师对课程思政内涵理解狭隘,妨碍了高质量课程思政教学的实施

进行有效的思想政治教育的前提是广义地理解思想政治教育,不能简单地认为只有马克思列宁主义、毛泽东思想等政治理论才属于思想政治教育,而应该意识到凡是关于学生成才的价值观形成、社会规范与道德规范建设、行为习惯与爱国情怀的树立等都属于思政建设的范畴。另外,需要意识到思想政治教育不是简单的“课程+思政”,而是通过对专业课内容与思政内容的深度理解,找到两者的共通点与融合点,借助合理的案例设计,做到“你中有我,我中有你”“一加一大于二”的教学效果。

(三)专业课教师缺乏有效实施课程思政的方法论

专业课教师的思政水平无法与思想政治理论课程教师相比,因而就需要提出行之有效的课程思政实施方法。可通过有效拓展思政内涵与视角,形成适合本专业课程的思政特色,并在具体教学实施过程中促进思政元素潜移默化的融入。当前,已有研究者针对这一问题提出了解决方案,如苏秋仁等[3]老师提出的课程思政“八六二”法等,可为“模拟电子技术基础”课程思政的开展提供具体的指导。

“模拟电子技术基础”课程教学的主要目标包括知识目标、能力目标与素质目标,为了将课程专业知识与思政目标进行有效融合,需要深层次发掘课程内容的思政元素以建立思政案例库。课程思政“八六二”法正是在此要求下提出的一种新型的课程思政建设与实施方法,包括:(1)八大思政观点:辩证唯物主义教育、大爱教育、科学精神教育、理想信念教育、“四个自信”教育、终身学习教育与工匠精神教育。(2)六类思政素材:历史类素材、科学类素材、名人类素材、习题类素材、时事类素材和公式类素材。(3)两种思政实施方式:春风化雨式与滴水石穿式。在以上的“八六二”法中,思政案例的建设是核心内容,在实施过程中,困扰教师的主要问题往往在于“是先确定思政观点再寻找支撑材料,还是先寻找思政素材再匹配相应观点”。事实上,在设计课程思政案例时,可以根据实际情况先从八大思政观点中选择思政观点,再围绕观点寻找思政素材,也可以先从六类思政素材中选定素材,再将相应的思政观点与之联系。以下笔者将围绕“模拟电子技术基础”课程的关键知识点,通过由思政素材到思政观点,以及由思政观点到思政素材两种方式建立相应的思政案例示例。

(一)由素材到观点建立课程思政案例示例

通过选定思政素材再据此匹配相应的思政观点来建立思政案例的方法,要求授课教师对课程知识点有深入且全面的了解,对可能包含思政元素的素材具有高度的敏感性,同时能对素材中的思政精神进行高度的凝练与提取。在利用该方法的实操过程中,往往出现针对同一素材不同操作者提取出不同思政观点的现象,这说明通过对同一素材的深度挖掘,往往能从不同面向、不同角度进行多方位的思政解读。

笔者选取“晶体三极管的电流放大作用”这一科学类思政素材来说明这一问题。放大是对模拟信号最基本的处理,而晶体管是放大电路的核心元件,针对晶体三极管电流放大与载流子输运原理,有以下三类思政观点可与之匹配。

1.辩证唯物主义教育。辩证唯物主义认为世界在本质上是物质的,对一切科学问题的研究都应遵循“发现现象—探究机理—掌握规律—应用规律”的逻辑链条进行推进,核心是要抓住科学问题的本质内容。三极管的放大从现象上看是不同极间电流的放大作用,其机理在于在合适的外部偏置与器件内部结构和工艺条件下,载流子的输运过程;
究其本质却是能量的控制与转换。只有抓住这个本质,才能认识到晶体管究其根本是一种能量控制器件的事实。

2.大爱教育。当代大学生应具备爱党、爱国、爱人民、爱集体的优秀品质,对国家应抱有高度的政治认同、家国情怀与使命担当。三极管载流子的输运过程类似于一个放水再抽水的过程:发射结正偏降低了内建电场强度,发射区多子通过扩散进入基区,这类似于打开闸门进行放水;
发射区多子进入基区后将与基区多子复合,这好似水流动过程中不可避免地产生损失;
集电结反偏电场增强了内建电场强度,使基区中未被复合的非平衡少子通过漂移运动到达集电极,从而产生较大的输出,这恰似抽水机对水进行抽取的过程。这一输运过程与青年人的成长何其相似,在年少青春时,需要为日后的发展默默积累,一旦时机成熟,阀门打开,年轻人带着青春的热情冲向未知的领域,在求学攀登的过程中,要始终保持自己最初的目标坚定前行,不被各种诱惑所俘获,不被境外居心不良的意识形态所左右,以最少的损耗习得满身本领,这恰似非平衡少子在基区中以最少的复合确保艰难前行的崎岖路径;
而当学有所成以后,更应积极投身于祖国的建设,在报效国家的同时,实现自我的人生价值。这就像历经崎岖的非平衡少子,在集电结电势的召唤下,在器件的输出级产生巨大的响应。只有具备了大爱情怀的人,才能在人生的关键节点做出正确的选择。

3.科学精神教育。科学精神的核心在于求真、求实。在对真理的追求过程中要明辨各内、外部因素对事物发展规律的作用与影响,对科学理论的使用要根据不同应用场景的要求,采用不同的应用方式。晶体三极管对信号的放大是内因与外因共同作用的结果,内因包括材料掺杂浓度与器件结构等工艺因素,外因来自三极管的外部偏置。在晶体三极管的使用过程中,截至区和饱和区可将三极管作为开关器件用于数字电路;
而放大区则将三极管作为能量控制器件用于模拟电路。这些都是在对三极管的应用过程中科学精神的具体体现。

(二)由观点到素材建立课程思政案例示例

由思政观点到思政素材的案例建设方法:首先,要求课程教师能从宏观上对思政观点进行总体归纳与分类,明确每一类思政观点所包含的核心理念与可能的理念外延。其次,要求任课教师能够结合课程知识点,为每一类思政观点下所包含的思政理念找到最契合的思政素材,从而达到精准匹配的案例建设效果。以下将针对上述示例中所未涉及的五类观点,进行思政素材的匹配与展示。

1.理想信念教育。理想信念是中国共产党人奋斗的政治灵魂。在追求理想信念的过程中,要求中国人民始终坚定目标,精诚团结,各展所长。科学类素材“集成运算放大电路的组成”可与之进行匹配:为了达到不失真放大信号的最终目标,要求组成集成运放的各级电路发挥自身独有的特长,差分输入级电路能够提供最少的信号损耗,并有效抑制零点漂移;
放大级电路能够以最优的增益对信号进行有效放大;
互补输出级电路能够提供最大的不失真输出电压并具有最强的带负载能力。各级电路扬长避短,发挥自身优势,共同保障电路功能的完整实现。

2.“四个自信”教育。“四个自信”即中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。只有坚定“四个自信”,才能在激烈的国际竞争中立于不败之地。近年来不少时事类素材可与该观点完美匹配:西方世界为阻挠我国的快速发展,在航空航天、武器装备、芯片技术等多个领域对我国进行封锁与打压,而正是因为我们对社会主义制度的绝对自信,能够集中力量办大事,能够不畏艰难、永不放弃,才使得中国航天与国防工业能够取得一次次举世瞩目的技术突破,使得以华为、大疆等为代表的优秀民营企业能够顶住压力,始终立于国际竞争的制高点。

3.大美教育。眼神所及为小美,思想之洞见为大美,掌握一个公式、领悟一个道理、建立一个模型、发现一个规律,都会让自己对世界的认识得到升华。同样,要想学好模拟电子技术基础,就必须掌握课程理论中的“大美”——电路改进与发展的逻辑规律。例如,对于差分放大系列电路,从最初为了抑制零点漂移提出两边各带有一个发射级电阻的对称电路,到为了提高差模增益提出共用一个发射级电阻的对称电路,再到为了便于调节静态工作点,提高抗干扰能力提出的长尾式差分放大电路,直至最后为了抑制单端输出差分放大电路共模增益而提出的带有恒流源的差分放大电路。只有真正掌握了电路发展的内在逻辑和规律,才能更好地记忆电路形式与理解电路功能。

4.终身学习教育。运动与发展是物质世界固有的存在方式,随着客观条件的不断改变,人也应不断适应外界的变化,不断更新自己对外界的认知。历史类素材“交、直流之争”很形象地反映了这一观点:在有了照明用白炽灯后,爱迪生着手研发商用直流发电系统,尽管直流电输电距离近的缺点极为明显,且特斯拉等人已发现交流电在商用发电方面的巨大潜力,但爱迪生碍于前期的大量投入,对新的技术趋势视而不见,仍固守直流供电方案不肯放弃,最终走向失败。可见,若没有终身学习的思维,故步自封、因循守旧,只会阻碍科技的发展与人类的进步。

5.工匠精神教育。工匠精神的内涵包括爱岗敬业、精益求精、认真专注、开拓创新等方面。身教重于言教,影响大学生思想、言行和成长的第一要素就是专业课教师,因而教师们的认真备课、细致讲解、悉心辅导、不断更新教学内容等行为本身已是对工匠精神的最好体现[4]。

为了构建起全课程育人的“大思政”新格局,教育工作者需从自身认知、能力水平、方式方法等层面进行深入探讨,通过科学的思政实施方法开展教育教学工作,使学生真正获得从专业成才到精神成人的成长。

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