高 倩
(江蘇理工學院 電氣信息工程學院, 江蘇 常州 213001)
“模擬電子技術基礎”課程是電類專業(yè)本科生在電子技術方面入門性質(zhì)的技術基礎課,具有很強的實踐性和明顯的工程技術特征。本課程通過對常用電子器件、電路及其系統(tǒng)分析和設計的學習,使學生獲得電子技術方面的基本知識、基本理論和基本技能,學會識別和分析典型單元電路(基本放大電路、差分電路、運算電路、低頻功放、RC振蕩器等)的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù),具有常用儀器使用,靜動態(tài)調(diào)測等能力。
作為理工科核心課程,對人才培養(yǎng)有非常重要的作用。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代,面對網(wǎng)絡原住民的“00后”大學生,開展以學生為中心的慕課、翻轉課堂教學,將使電子信息類專業(yè)基礎課程教學變得更加靈活、高效。但在提倡的“為學為人”、“三位一體”[1]的理念上,如何教才能既授業(yè)、解惑,又實現(xiàn)傳道呢?
中國高等教育學會教學研究分會在2018年江蘇省高?!敖鹫n”建設研討會上提出“金課”是建立在“立德樹人”、“以本為本”基礎上的,將思政教育貫穿到“金課”建設的全過程,在課程思政、專業(yè)思政中創(chuàng)造性地實現(xiàn)“兩性一度”,推進“金課”建設與思政教育同向同行。
核心課程教師如果主動利用優(yōu)質(zhì)在線學習資源,開展混合式教學,在課前、課中、課后與學生加強互動,及時發(fā)現(xiàn)其學習瓶頸,分享其學習感悟,解決其學習困惑,將有助于重新找回學生對課程的關注,實現(xiàn)價值塑造與課程思政教育[1]。
所有核心課程中,都自然而然地有著很多哲學、認識論、方法論方面的內(nèi)容。希望通過課程,能夠傳授給學生正確的人生觀、世界觀、價值觀,比如:如何處理理論和實踐的關系?如何面對研究中出現(xiàn)的困難?如何進行創(chuàng)新?
本課程很多內(nèi)容的分析、計算需要用到先修課程“電路原理”中學習的定律、定理,如參考方向、基爾霍夫電流、電壓定律、疊加原理、戴維寧/諾頓定理等。在課程學習過程中,將向學生一一指出,比如直流通路電流、電壓公式列寫,微變等效電路的推導來自雙口網(wǎng)絡等,讓學生認識到他們之前的學習是有效用的。而本課程又是后續(xù)課程(“通信電子線路”等)的基礎,周而復始。具體如表1所示。
表1 各課程知識點相關聯(lián)情況
教師投入得多,學生獲得也會增多,可以從教學工具、課程考核方式、教材形式、配套實驗著手,具體如圖1所示。
圖1 貫穿在課程改革中的思政教育
1)智慧教學工具的運用
上課時使用雨課堂等智慧工具輔助教學時,告訴學生這是現(xiàn)在全國范圍內(nèi)較為成功的教學軟件,經(jīng)過清華等高校幾年不懈努力的實踐,現(xiàn)在對全國教師、學生免費開放,讓學生了解到國內(nèi)諸多高校為了下一代的培養(yǎng)正在做出的教育教學改革的努力。教師使用智慧教學工具改進每一節(jié)課的設計,添加課堂小測試題,使用彈幕、投稿、屏幕批注功能,增加了學生上課時的參與度,讓學生成為課堂的主體,反映教學形式體現(xiàn)先進性和互動性。學生還可在APP上隨時隨地提問,上傳照片、視頻(比如自己搭建的實驗電路)和教師交流。
2)考核方式改進
本課程實行N+1考核制,N包括課堂小測試、書面作業(yè)、網(wǎng)絡作業(yè)、單元測試和期中考試,能將評分標準在學期初就下發(fā)給學生,并貫徹執(zhí)行。堅持每學期的期中、期末考試重新出題,流水閱卷,且由不同教師核分。這些事都會影響學生對課程的尊重程度,進而影響其價值觀[2]。從而做到敬畏課程、敬畏學習[3]。
3)新形式教材的編寫
課程組編寫了云教材(有APP),即電子書,學生可以隨時隨地查看知識點并在手機上直接標注、提問,書中給出知識點網(wǎng)絡圖,書中的每一章節(jié)增加實踐案例,引導學生查閱資料、自行思考,反映學習結果具有探究性和個性化。
4)實驗考核方式改進
本課程配套模電實驗課程每學期會進行常用儀器考核(學生使用模電實驗室各類儀器對基本放大電路進行測試),每個學生20分鐘,由一位教師單獨測試,課程組會組織20多名教師參加,歷時三個半天或整個周末,每次測試整個年級約12個班的學生都要求參加。通過嚴格的考試過程,讓學生體會到老師對課程的認真、負責的態(tài)度。身教與言傳并重。
5)口袋實驗箱的運作和維護
2019秋季學期使用了口袋實驗箱(兩個班80人),在分發(fā)時告訴學生應好好使用,而在收實驗箱時還是發(fā)現(xiàn)有元器件、配件丟失現(xiàn)象。兩位教師花了兩節(jié)課的時間當面一個個檢查實驗箱,并對丟失的物品進行登記,之后等了兩周時間,由學生補齊物品。整個過程,讓學生看到教師們是怎樣對待上課這件事的。
6)學習內(nèi)容的延伸
給學生一些積極向上的素材,比如推薦了一本書《逆襲大學——傳給IT學子的正能量》。
學以致用一直是課程秉持的理念,幫助學生提升學習動機,并在課程講授中結合工程觀點,重視與學生的交互以及學生的反饋。具體如圖2所示。
圖2 教與學中思政教育的實施
1)認識電對社會進步的影響
(1)引入電子墨水紙、世界上最小的機器人、掃地機器人、會移動的垃圾桶、微型機器人、四翼飛行器、旋轉電子鐘、BOSE的SoundLinkMini音箱、半導體公司的芯片制作視頻,反映課程內(nèi)容的前沿性和時代性。
(2)每周推送一位電學先驅的事跡,比如特斯拉先生在19世紀末的一次演講“為何發(fā)明是'堅持不懈的長期思考和努力的結果'”[4]。
2)加入實例延展各章節(jié)內(nèi)容
(1)第一章講到發(fā)光二極管的知識點,引入藍光二極管發(fā)明者中村修二先生獲得2014年諾貝爾物理學獎的例子,并給出他在國內(nèi)幾所高校給學生作報告的照片。告訴學生凡事需要堅持,只有經(jīng)過不懈的努力,在未來才會獲得成功,大學四年是知識積累的時段,要甘于寂寞。
(2)第三章講到場效應管的發(fā)展歷程,引入第一張草圖繪制者和現(xiàn)代研究者的例子,讓學生認識到知識的不斷發(fā)展和人類的探索精神。
(3)第六章講到運放電路時可以例舉心電圖掃描儀、醫(yī)用超聲成像、手機光線感測器的案例。讓學生體會到知識的實用價值。
(4)第八章講到電壓比較器的應用,引用國內(nèi)外核電站的案例,即報警電路的分析。讓學生認識到知識的實際應用,以及干凈能源的發(fā)展現(xiàn)狀。
(5)在第九章講到直流穩(wěn)壓電源時,引入交直流之爭的背景,以及愛迪生與特斯拉之間的淵源。同時引導學生用自頂向下的方法探究整機電路的設計。
3)多采用問號和省略號[1]
在課堂上講授放大電路主要參數(shù)推導時,可采用由學生先行推導,教師評價,再給出答案的方式。在每一章節(jié)增加思考題,比如第一章二極管,請學生思考溫度上升時半導體電阻是否下降的問題,讓學生根據(jù)已給公式親自代數(shù)據(jù)計算判斷,再引導學生查閱相關期刊文獻,看看別人做實驗的結果;第二章三極管,請學生判斷電路是否能放大信號,引導學生通過畫直流、交流通路學會判斷的方法;第四章差分電路,請學生認知運放芯片內(nèi)部電路,引導學生先將復雜電路劃分成若干部分,再運用前四章已學知識進行分析。讓學生會思考、會表達、會自主學習[5]。
4)實驗的相輔相成
學生用口袋實驗箱可以隨時隨地做模電實驗,遇到疑問時可發(fā)送實驗照片、視頻與教師進行在線問答。通過做虛擬實驗和在實驗室完成實物實驗,認識到理論與實踐之間的聯(lián)系和差異,養(yǎng)成嚴謹、科學的工作作風??呻S身攜帶的口袋實驗箱也讓學生獲得自信和品位。
課程思政具體體現(xiàn)為在“模擬電子技術基礎”課程中立德樹人、開展價值塑造,同時進行能力培養(yǎng)和知識傳授。(高 倩等文)
已經(jīng)步入的21世紀第三個十年,新知識、新技術層出不窮,2019年11月2號在南京召開的全國高校工科基礎課程教學研討會上有教師提出“悟道、求業(yè)、生惑”,即教師將與學生一起努力成長!