模擬電子技術(shù)課程思政研究與實踐

劉曉娣，張 靜，李香宇，胡 昊

(海軍航空大學(xué) 航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺 264001)

育人本是課程教學(xué)的應(yīng)有之義，所有課程都要承擔(dān)好育人責(zé)任，與思政課程同向同行。但不同專業(yè)課程的內(nèi)容、特點和思維方法不同，如何在專業(yè)課程中將思政元素有機融入，解決好專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”的問題，成為當(dāng)前高等院校教育教學(xué)的一個熱點問題[1-6]。

模擬電子技術(shù)課程是電子類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，通常情況下也是整個電子類課程體系的開篇之課，在專業(yè)人才培養(yǎng)的思政體系中具有重要意義。為此，課程組以立德樹人為根本任務(wù)，以《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[7]為基本遵循，深入開展模擬電子技術(shù)課程思政的研究與實踐，注重知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)的同頻共振，充分發(fā)揮該課程在電子類專業(yè)人才培養(yǎng)中“育人”的主戰(zhàn)場、主渠道作用，與思政課程形成協(xié)同效應(yīng)。

一、思政視角下模擬電子技術(shù)的特點

課程內(nèi)容是開展課程思政的基本載體，筆者以課程思政的視角對模擬電子技術(shù)課程的特點進(jìn)行全面分析，以精準(zhǔn)挖潛課程知識體系中所蘊含的思政元素，使課程教學(xué)從單一的知識維度，拓展至德育、素養(yǎng)、人文等多個維度，有效延伸課程的深度、廣度和溫度。

(一)模擬電子技術(shù)中處處體現(xiàn)著辯證唯物主義的觀點

模擬電子技術(shù)具有很強的理論性和實踐性，由于深奧難懂，素有“魔電”之稱。但深入剖析模擬電子技術(shù)中的內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn)對模擬電路進(jìn)行分析、計算、驗證、設(shè)計的過程正是運用辯證唯物主義的觀點發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。

1.對立與統(tǒng)一

通常在為改善電路某一方面的性能而采取某種措施時，必將會對電路的其他性能參數(shù)產(chǎn)生影響，此時就必須面對新的問題：對其他參數(shù)產(chǎn)生了什么影響？這種影響能容忍嗎？所謂“一陰一陽之謂道”，凡事有一利必有一弊，沒有絕對的利與弊。電子電路是一個整體，各方面的性能相互聯(lián)系、相互制約，深刻反映了事物運動中對立與統(tǒng)一的基本規(guī)律，充分體現(xiàn)著事物矛盾運動的基本原理。在教學(xué)中堅持問題導(dǎo)向、強化問題意識，使學(xué)生在解決矛盾的過程中深入理解模擬電路的原理與性能。

2.現(xiàn)象與本質(zhì)

模擬電路實際應(yīng)用廣泛，電路形式千變?nèi)f化，初學(xué)者面對復(fù)雜多樣的電路容易心生畏懼。但深入分析，會發(fā)現(xiàn)復(fù)雜電路本質(zhì)上是由若干基本電路按照一定的規(guī)律組成的。因此，在模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中，沒有必要記住所有的電路形式，只需抓住模擬電路的實質(zhì)，掌握關(guān)鍵的基本電路，深入分析這些基本電路的組成、工作原理及主要性能，注重基本電路的分析與復(fù)雜電路的綜合，復(fù)雜電路的分析便會迎刃而解。此外，模擬電路中有些概念理論比較抽象，例如同一放大電路對于不同頻率的輸入信號，放大能力存在差異;基本共射放大電路在環(huán)境溫度的變化時放大能力也會發(fā)生變化。要理解這些現(xiàn)象，需要抓住構(gòu)成放大電路的核心器件——晶體管，它是一種半導(dǎo)體器件，存在電容效應(yīng)，而且參數(shù)會隨溫度的變化而變化。

3.共性與個性

在模擬電子技術(shù)中有放大電路、運算電路、濾波電路、振蕩電路等多種基本電路，每種基本電路又有多種形式。以基本放大電路為例，由晶體管構(gòu)成的基本放大電路有共射、共集和共基三種基本組態(tài)，由場效應(yīng)管構(gòu)成的基本放大電路有共源、共柵和共漏三種基本組態(tài)。每類基本電路的組成原則是不變的，基本電路形式的工作原理、分析方法是相通的，但主要性能指標(biāo)卻各有特點。因此在學(xué)習(xí)過程中，要注意每類基本電路的共性歸納與不同形式電路的個性演繹。

4.抓住主要矛盾

在模擬電子技術(shù)中，要學(xué)會從工程的角度思考和處理問題。一方面，對于實際需求，不能一味追求高性能，而應(yīng)從適用的角度出發(fā)，選擇滿足要求的最適合的電路，“最適合的才是最好的”[8];另一方面，實際工程中在滿足基本性能指標(biāo)的前提下，容許存在一定的誤差范圍，因此模擬電子技術(shù)中不必追求過于精確的計算，通常采用“估算法”，即近似計算，但是近似分析要合理。

5.實踐的觀點

模擬電子技術(shù)課程的工程性決定解決問題時不能“紙上談兵”，在課程內(nèi)容上包含理論和實驗兩部分，在教學(xué)中要將理論與實踐相結(jié)合。實際上，模擬電子技術(shù)中的很多理論是在一定的工程背景和應(yīng)用需求下經(jīng)過實踐得到的，而實踐正是馬克思主義哲學(xué)的核心觀點。

(二)模擬電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用中飽含著溫度

模擬電子技術(shù)雖然理論深奧晦澀，但作為一門工程技術(shù)類課程，其理論是從實踐中發(fā)展起來的，在社會生產(chǎn)生活、國防軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在課程教學(xué)中，挖掘模擬電子技術(shù)在中國特色社會主義建設(shè)與發(fā)展的大背景下應(yīng)用于實際社會生活、軍事裝備等方面的典型案例，例如抗疫背景下運算電路在測溫計中的應(yīng)用、放大電路在飛行員耳機中的應(yīng)用，使學(xué)生從親身經(jīng)歷、所見所聞的事件中見證所學(xué)知識能夠解決自己關(guān)注的實際問題，從心理上拉近課堂知識與學(xué)生的距離，增強學(xué)生的親近感，提升課程的溫度，在潤物無聲中實現(xiàn)價值引領(lǐng)。

(三)模擬電子技術(shù)的發(fā)展中蘊含著人文性

模擬電子技術(shù)是19 世紀(jì)末、20 世紀(jì)初開始出現(xiàn)并得到迅速發(fā)展的一門新興技術(shù)，其發(fā)展以英、美等國科學(xué)家的發(fā)明為主線，先后經(jīng)歷電子管、晶體管、集成電路三個發(fā)展階段?？v觀模擬電子技術(shù)的發(fā)展歷程，每個階段都是在科學(xué)家們無畏艱辛、創(chuàng)新探索、追求卓越中一步一步向前發(fā)展，其發(fā)展史是一部人類為解決現(xiàn)實問題、實現(xiàn)美好未來而勇于探索、不懈奮斗的歷史。再回顧我國模擬電子技術(shù)的發(fā)展，新中國成立初期，國家英明決斷發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù)，老一輩科學(xué)家放棄國外優(yōu)厚的待遇毅然回國，在一窮二白的中國大地上開啟半導(dǎo)體材料、電子電路的研制，推動了我國電子技術(shù)的發(fā)展，充分體現(xiàn)了愛國奉獻(xiàn)、艱苦奮斗的精神。因此，模擬電子技術(shù)雖然屬于工程類課程，但是在發(fā)展的道路上也蘊含著豐富的人文性。

二、模擬電子技術(shù)開展課程思政的基本思路

為確保課程思政能夠真正落地落實、與專業(yè)教育有機融合，筆者立足模擬電子技術(shù)課程的特點，從課程思政的本質(zhì)、思維、形式、方式四個方面找準(zhǔn)思政角度，形成課程思政的基本思路。

(一)立德樹人為根本任務(wù)

要育人，首先要明確“為誰培養(yǎng)人”的根本問題。我們要培養(yǎng)的是德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，因此模擬電子技術(shù)課程必須在知識傳授和能力培養(yǎng)的同時加強價值引領(lǐng)。雖然模擬電子技術(shù)的發(fā)明與發(fā)展主要在西方國家，但課程講授中不僅要弘揚科學(xué)家勇于探索、不懈奮斗的精神，更要融入我國模擬電子技術(shù)的發(fā)展故事、講好中國人利用模擬電子技術(shù)發(fā)展社會生產(chǎn)生活、國防軍事的故事，加強對學(xué)生世界觀、價值觀的教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的國家觀、歷史觀和人文觀。

(二)辯證唯物主義世界觀和方法論融入課程教學(xué)全過程

根據(jù)模擬電子技術(shù)課程的特點，在電路的理論分析中融入事物矛盾運動的基本原理，不斷強化學(xué)生的問題意識，增強辯證思維能力;在實驗實作中融入認(rèn)識和實踐辯證關(guān)系的原理，強調(diào)理論與實踐相統(tǒng)一。注重引導(dǎo)學(xué)生運用辯證唯物主義正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題，同時融入工程倫理、工匠精神等。

(三)注重言傳身教

“老師是學(xué)生道德修養(yǎng)的鏡子。”老師堅定的理想信念、強烈的責(zé)任感及“為人師”的個人魅力，是開展課程思政的立足點。老師必須從自身做起，加強政治理論學(xué)習(xí)，提高思政意識與思政自覺，提升師德修養(yǎng)，以身示范，將自身優(yōu)良的師德、師風(fēng)、師魂與課堂教學(xué)相融合，進(jìn)而在潛移默化中潤化學(xué)生。

(四)注重隱性育人與畫龍點睛的結(jié)合

專業(yè)基礎(chǔ)課程的思政不是單純的“課程”+“思政”，不能單純干巴巴地講一堆大道理、“貼標(biāo)簽”，而應(yīng)該將思政元素融入到課程內(nèi)容中，融入到社會實際中、進(jìn)而融入到學(xué)生關(guān)心關(guān)切的問題中，真正觸及學(xué)生默會知識的深處，實現(xiàn)隱性育人。同時思政元素在課堂中不僅要自然融入、啟迪育人，還要注重歸納總結(jié)、畫龍點睛，以提升課程的深度與廣度，使課程思政真正見功見效。

三、模擬電子技術(shù)課程思政的教學(xué)實踐

模擬電子技術(shù)課程聚焦價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，著力從家國情懷、辯證思維、工匠精神和團(tuán)隊意識四個方面開展課程思政，對學(xué)生進(jìn)行價值引領(lǐng)，為電子類專業(yè)育人開好局。

(一)講好中國故事，培養(yǎng)家國情懷

模擬電子技術(shù)課程的緒論一般從發(fā)展史開始講解，而模擬電子技術(shù)的發(fā)展史大多以電子管、晶體管和集成電路三個階段為主線進(jìn)行介紹，在這個脈絡(luò)中沒有中國的印跡，這難免會使學(xué)生產(chǎn)生心理落差，忽略我國模擬電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，削弱學(xué)生的自信心。為此，在傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)發(fā)展史中，增加中國的發(fā)展歷程。

1956 年中國明確提出“向科學(xué)進(jìn)軍”，把半導(dǎo)體、無線電、自動化和計算機這四個在國際上發(fā)展迅速而國內(nèi)急需發(fā)展的高新技術(shù)列為四大緊急措施[9]。中國從半導(dǎo)體材料開始，自力更生研究半導(dǎo)體器件，于1957 年成功研制第一只鍺晶體管。半導(dǎo)體晶體管的成功研制，促成了我國晶體管計算機和晶體管收音機的誕生，在國內(nèi)產(chǎn)生了很大的影響。1959 年制造出第一塊硅單晶，1963 年制造出國產(chǎn)硅平面型晶體管。這些技術(shù)的成功，為硅集成電路的研究打好了基礎(chǔ)。1972 年我國自主研制成功PMOS 大規(guī)模集成電路，實現(xiàn)了從中小集成電路發(fā)展到大規(guī)模集成電路的跨越。之后，在國家的大力支持下，中國的集成電路產(chǎn)業(yè)得到不斷發(fā)展，已經(jīng)形成了在芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝和測試等方面相對成熟的技術(shù)，出現(xiàn)了像上海華虹、中芯國際、華為等企業(yè)，但很多上游基礎(chǔ)原材料、核心技術(shù)等仍然掌握在外國制造商手中，“中興事件”給國人敲響了警鐘，使我們認(rèn)識到：核心技術(shù)要掌握在自己手中！在中國模擬電子技術(shù)發(fā)展史上，涌現(xiàn)出一大批舍身忘我的科學(xué)家，比如中國半導(dǎo)體技術(shù)的奠基者：謝希德、黃昆和林蘭英等人，在新中國成立后，他們毅然選擇回歸祖國，并將半導(dǎo)體技術(shù)帶回了祖國，充分反映了老一代科學(xué)家救亡強國的精神。

此外，結(jié)合課程內(nèi)容在模擬電子技術(shù)的實際應(yīng)用中選取典型教學(xué)案例，例如在集成運算放大器部分，引入學(xué)生比較關(guān)注的事件——當(dāng)前中國集成電路的發(fā)展及其在世界的影響;在運算電路部分，引入電子測溫計的應(yīng)用案例，由此關(guān)聯(lián)全國抗疫大背景。

通過講好模擬電子技術(shù)中的中國故事，使學(xué)生一方面感悟老一輩科學(xué)家舍小我成大我的家國情懷，另一方面看到我國在模擬電子技術(shù)方面取得的成就，堅定“四個自信”，同時也發(fā)現(xiàn)我國與發(fā)達(dá)國家存在的差距，激勵學(xué)生自主創(chuàng)新、科技報國的決心。

(二)堅持問題導(dǎo)向，提升辯證思維能力

大學(xué)階段是學(xué)生思維發(fā)展的重要階段，正確的世界觀和方法論引導(dǎo)至關(guān)重要。在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，堅持問題導(dǎo)向，注重運用辯證唯物主義的觀點分析解決實際問題。例如在基本放大電路中，只有靜態(tài)工作點合適才可能使輸出信號不失真。但是由于半導(dǎo)體材料的固有特性，當(dāng)溫度變化時，固定偏置的基本共射放大電路的靜態(tài)工作點會隨之發(fā)生漂移。如何穩(wěn)定靜態(tài)工作點？為此，引入分壓偏置放大電路，一方面通過基極電阻分壓使基極電位VB 基本保持不變;另一方面通過發(fā)射極電阻RE 引入負(fù)反饋。改進(jìn)后的電路具有穩(wěn)定的靜態(tài)工作點，但是電壓放大倍數(shù)卻下降了。這種改進(jìn)有意義嗎？很多學(xué)生此時會產(chǎn)生困惑。類似的問題，在后續(xù)的模擬電路分析中還會遇到很多，此時引導(dǎo)學(xué)生運用辯證思維。凡事“有一利，必有一弊”，我們要正確認(rèn)識和處理矛盾問題，一方面處理好重點和非重點的關(guān)系，就放大電路而言，穩(wěn)定是實用的前提，因此首先要解決的重點問題是靜態(tài)工作點的穩(wěn)定，至于由此帶來的放大倍數(shù)下降的問題可以通過調(diào)整電路參數(shù)或者采用多級放大電路等方式來改進(jìn)，而這些改進(jìn)措施又會對放大電路帶來什么影響，需要再具體分析;另一方面處理好全局和局部的關(guān)系，每個電路都是一個整體，環(huán)境、元器件的改變都會對電路性能產(chǎn)生影響，要有全局意識，不能顧此失彼。在教學(xué)過程中，通過對模擬電路的分析訓(xùn)練學(xué)生的思維方式，提升學(xué)生的辯證思維能力，使學(xué)生在面對復(fù)雜問題時，懂得運用全局觀，對整體做到心中有數(shù)，同時又能優(yōu)先解決主要矛盾和矛盾的主要方面，能夠在權(quán)衡利弊中趨利避害、做出最為有利的抉擇。

(三)強調(diào)知行合一，弘揚工匠精神

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，強調(diào)知行合一，注重運用認(rèn)識和實踐辯證關(guān)系的原理，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識電路、分析原理、綜合實驗、項目實作。模擬電子技術(shù)中的相關(guān)理論大多有一定的工程背景，電路大多有相應(yīng)的應(yīng)用場景，因此在教學(xué)中由實際案例引入相關(guān)概念與電路，使學(xué)生產(chǎn)生“用”的意識，以減少與抽象電路的距離感，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。例如在介紹反饋放大電路時，由負(fù)反饋的發(fā)明背景——解決長途電話中繼放大器增益穩(wěn)定方法引入。然后在電路理論的指導(dǎo)下，開展虛擬仿真實驗和硬件電路實驗，一方面加深對理論的理解，另一方面在實驗中發(fā)現(xiàn)理論與實際的差異，實現(xiàn)用理論指導(dǎo)實踐，再由實踐深化理論的學(xué)習(xí)過程，最后開展項目實作，將所學(xué)理論知識與技能綜合應(yīng)用于實際電路的設(shè)計與制作中。通過理論與實踐的有機融合，學(xué)生在實踐中完成對模擬電路理論的了解、認(rèn)知、理解、應(yīng)用、綜合及創(chuàng)新。

在綜合實驗和項目實作中，引導(dǎo)學(xué)生專注于實際問題，遵循實驗原則，運用所學(xué)理論知識，搭建調(diào)試電路，在電路調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而不斷優(yōu)化完善，培養(yǎng)學(xué)生專注、求精、創(chuàng)新的工匠精神。

(四)鼓勵團(tuán)結(jié)合作，增強團(tuán)隊意識

現(xiàn)代社會尤其注重團(tuán)結(jié)合作，只有每一個成員“心往一處想、勁往一處使”，團(tuán)隊才能形成1+1>2 的合力，取得更好的成績。在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，一方面，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容融入思政元素，增強團(tuán)隊意識。例如集成運算放大器由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四部分構(gòu)成，輸入級一般選用差分放大電路，用于抑制零點漂移;中間級多采用共射或共源放大電路，用于提高放大能力;輸出級一般采用互補輸出電路，用于提高帶負(fù)載能力;偏置電路多采用電流源電路，用于設(shè)置各級放大電路的靜態(tài)工作點。每類基本電路都有自身的優(yōu)缺點，但正是因為各個部分合理地分工與合作，取長補短，才使得集成運算放大器具有優(yōu)越的性能，從這個角度強調(diào)團(tuán)結(jié)合作的重要性;換個角度來看，集成運算放大器的整體性能優(yōu)越，正是因為每個部分的基本電路在自身所處的模塊中發(fā)揮優(yōu)勢特長，由此升華出大局意識。另一方面，實行分組制，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、個性特長將班級中的學(xué)生分成每3～4 人一組，以小組為單位組織學(xué)習(xí)討論、項目實作。在此過程中，每名學(xué)生根據(jù)自身的特長在小組中找到自己的位置，發(fā)揮自身的優(yōu)勢;老師根據(jù)小組的整體表現(xiàn)、項目完成情況進(jìn)行質(zhì)量評定，并且根據(jù)每個人在小組中的貢獻(xiàn)確定每個成員的最終成績，從而激勵學(xué)生更加注重團(tuán)隊合作、增強團(tuán)隊意識，提升小組任務(wù)的完成質(zhì)量。

四、結(jié)束語

未來屬于青年，希望寄予青年。當(dāng)今大學(xué)生正處在網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)達(dá)、各種思潮充斥的環(huán)境中，課程教學(xué)必須寓價值引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。為此，本文以思政視角深入分析模擬電子技術(shù)課程特點，在此基礎(chǔ)上，從課程思政的本質(zhì)、思維、形式、方式四個層面形成課程思政的基本思路，并從家國情懷、辯證思維、工匠精神和團(tuán)隊意識四個方面開展課程思政的教學(xué)實踐。開展課程思政教師是關(guān)鍵，專業(yè)課教員應(yīng)該將課程思政變成教學(xué)內(nèi)容中的必需品、教學(xué)實施中的行動自覺，并通過不斷提高自身的課程思政能力，將思政元素與教學(xué)內(nèi)容有機融合，實現(xiàn)對學(xué)生正確的價值引領(lǐng)。