“模擬電子技術(shù)”課程思政的必要性及落實(shí)措施

劉云濤 方碩 于蕾 （哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院）

全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，落實(shí)習(xí)近平同志關(guān)于教育的重要論述，是高校完成立德樹人根本任務(wù)的必然要求。要挖掘各類課程蘊(yùn)含的思想政治資源，發(fā)揮每門課程的育人作用，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量?！澳M電子技術(shù)”作為電子信息類、自動化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，主要研究模擬電路的原理、分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用，具有很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和綜合性，是銜接電路基礎(chǔ)知識和后續(xù)各類專業(yè)課程的紐帶，在新工科人才培養(yǎng)方案中具有核心地位。要挖掘“模擬電子技術(shù)”課程中蘊(yùn)含的思政元素，將其融入課程內(nèi)容中，探索新工科背景下專業(yè)教育與思政教育有效融合，達(dá)到協(xié)同育人、全面育人的教育目標(biāo)。

一、在“模擬電子技術(shù)”課程中實(shí)施課程思政的必要性

（一）是由“模擬電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)和性質(zhì)決定的

“模擬電子技術(shù)”課程是銜接大學(xué)物理、電路基礎(chǔ)及后續(xù)模擬集成電路設(shè)計(jì)、高頻電子線路、信號與系統(tǒng)等核心專業(yè)課程的紐帶。該課程重視尋求內(nèi)部規(guī)律，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)練習(xí)，注重知識的應(yīng)用背景。對于模擬電路的分析和設(shè)計(jì)，不僅要求學(xué)生具備深厚的電路理論基礎(chǔ)，還要不斷理解和記憶大量電路圖、公式，并會應(yīng)用于實(shí)際工程中。學(xué)生普遍感覺“模擬電子技術(shù)”課程入門難、理解難、實(shí)踐難，“三難”成為國內(nèi)學(xué)習(xí)該課程學(xué)生的普遍共識。正因?yàn)閷W(xué)生對該課程感覺難，也對該課程的印象普遍很深，即便畢業(yè)多年的學(xué)生也能回憶起學(xué)習(xí)該課程的歷程。因此在該課程中實(shí)施課程思政有利于加深學(xué)生印象，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，優(yōu)化教學(xué)效果，提升學(xué)生思想政治水平。

（二）是由“模擬電子技術(shù)”課程開設(shè)的時間點(diǎn)決定的

“模擬電子技術(shù)”課程一般在第四學(xué)期開課，銜接第三學(xué)期的“電路基礎(chǔ)”和“大三”“大四”的專業(yè)課。經(jīng)過一年半的大學(xué)生活，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了大學(xué)學(xué)習(xí)和生活的節(jié)奏。但是到了“大二”下半學(xué)期，學(xué)生中容易出現(xiàn)明顯的分化，在學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)態(tài)度方面，同學(xué)之間有明顯差異。有部分學(xué)生自控力比較差，容易受周圍環(huán)境影響，甚至沉溺于網(wǎng)絡(luò)游戲而影響到學(xué)習(xí)。在這個時間點(diǎn)上通過課程思政，加強(qiáng)學(xué)生思想教育，在課程思政過程中潛移默化、潤物無聲地引導(dǎo)，對于培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)和生活習(xí)慣，做好價值觀引領(lǐng)具有重要作用。

（三）是由“模擬電子技術(shù)”課程中蘊(yùn)含的寶貴思政元素決定的

“模擬電子技術(shù)”是講述對模擬信號處理的電路原理、分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的課程，模擬信號分布于自然界各個角落，是自然界的真實(shí)表達(dá)。“模擬電子技術(shù)”也蘊(yùn)含著大量課程思政元素，具有深刻哲學(xué)意義，例如我們對其中蘊(yùn)含的“辯證唯物主義”思想的闡述：

第一，物質(zhì)世界的永恒運(yùn)動、變化原理。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電是由載流子完成的，載流子始終處于本征熱激發(fā)和復(fù)合這樣的動態(tài)平衡狀態(tài)，載流子運(yùn)動是永恒的，而且是不斷地變化和平衡的，體現(xiàn)了辯證唯物論的運(yùn)動是永恒的、變化的、發(fā)展的思想。

第二，內(nèi)因和外因共同作用原理。三極管放大是內(nèi)因和外因作用的集中體現(xiàn)，三極管需建立自身合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，確保三極管的靜態(tài)參數(shù)處于放大區(qū)之后，在外界小信號作用下，推動三極管的基極電流變化，進(jìn)而引起集電極電流變化而產(chǎn)生輸出電壓。

第三，矛盾的普遍性和同一性原理。負(fù)反饋放大電路以犧牲放大倍數(shù)為代價獲得更高的帶寬、更好的線性特性；而放大電路引入負(fù)反饋后，可能引起自激振蕩產(chǎn)生，導(dǎo)致輸出無法收斂。更高精度的輸出和不穩(wěn)定自激振蕩同時存在于負(fù)反饋放大電路中，且在一定條件下，兩者互相轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)出矛盾同一性的思想。

第四，整體與部分的辯證關(guān)系原理。模擬電路是一個矛盾統(tǒng)一體，例如對于運(yùn)算放大器的要求，在不同應(yīng)用中要求不盡相同，在高精度傳感器應(yīng)用中，要求極低的噪聲，對速度要求不高；在高速模數(shù)轉(zhuǎn)化器中，對速度要求很高，但對功耗要求比較低。模擬電路設(shè)計(jì)要立足于整體、統(tǒng)籌全局，在各個性能指標(biāo)之間進(jìn)行折中考慮，以實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)最優(yōu)化。

由上述可見，“模擬電子技術(shù)”作為電子信息行業(yè)的基礎(chǔ)課程，通過實(shí)施課程思政，在培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力方面發(fā)揮著積極作用。

二、在“模擬電子技術(shù)”課程中實(shí)施課程思政的五項(xiàng)措施

（一）深入介紹典型人物

榜樣的力量是無窮的。在我國電子技術(shù)教育發(fā)展歷程中，老一輩科學(xué)家和教育工作者，滿懷愛國情懷，堅(jiān)守學(xué)術(shù)操守和道德理念，把學(xué)問和人格融合在一起，鑄就了獨(dú)特的精神氣質(zhì)。中國“模擬電子技術(shù)”課程建設(shè)的奠基人童詩白先生，在新中國成立后，不顧美國的多方阻撓，克服重重困難回到祖國投入新中國建設(shè)，奮斗在教學(xué)科研一線，為國家培養(yǎng)人才、攻克科技難關(guān)。

像童詩白先生一樣的，為我國模擬電子技術(shù)科研和教育發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的老一輩科學(xué)家還有很多，在課堂教學(xué)過程中，當(dāng)講述到某一個重要知識點(diǎn)，會引出在該領(lǐng)域的我國重要科學(xué)家的精神情懷，可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。在講述半導(dǎo)器件原理內(nèi)容時，引出中國半導(dǎo)體學(xué)科的奠基人、國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者黃昆先生的事跡；在講述場效應(yīng)晶體管內(nèi)容時，引出帶隊(duì)研制出我國第一只晶體管的王守武先生的事跡；在講述直流穩(wěn)壓電源部分時，引出我國電力電子專業(yè)奠基人，中頻感應(yīng)加熱電源國產(chǎn)化創(chuàng)始人汪槱生先生的事跡。同時，為了讓學(xué)生了解“模擬電子技術(shù)”的發(fā)展歷程，介紹晶體管的發(fā)明人威廉·肖克利、約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓發(fā)明晶體管的歷程，以及集成電路發(fā)明人杰克·基爾比的奮斗史等。

以上這些老一輩科學(xué)家和引領(lǐng)世界重大變革的世界著名科學(xué)家的精神，會激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，陶冶學(xué)生的思想情操，強(qiáng)化學(xué)生科技報國的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

（二）開展典型教學(xué)案例設(shè)計(jì)

“模擬電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容包含九個方面，在這些教學(xué)內(nèi)容中，我們挑選蘊(yùn)含思政元素較多的放大電路的圖解法，作為課程思政教學(xué)的典型案例進(jìn)行研討。

圖解法是指在三極管的特性曲線上，用作圖的方法分析放大電路的工作情況，是放大電路分析的一種重要方法。圖解法分析過程包括靜態(tài)分析和動態(tài)分析兩個部分，靜態(tài)分析是放大電路工作的內(nèi)因，而動態(tài)分析是放大電路工作的外因。因此課堂研討過程中，強(qiáng)調(diào)只有靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置合理，并且有外界交流小信號作用，放大電路才可以起作用，強(qiáng)調(diào)內(nèi)因是根據(jù)，外因是變化的條件。

另外，圖解法最大不失真輸出電壓部分體現(xiàn)了矛盾的普遍性與同一性。在最大不失真輸出電壓講解的PPT 中，首先講解靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與失真出現(xiàn)的關(guān)系，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)偏高的時候會出現(xiàn)截止失真現(xiàn)象，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)偏低會出現(xiàn)飽和失真現(xiàn)象，這兩種失真均存在于電路中。當(dāng)條件不同的時候，失真相互轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)出雙方共同處于同一個統(tǒng)一體中，雙方互相滲透、互相包含，在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)出矛盾的同一性，從而引導(dǎo)學(xué)生一分為二全面看問題。

（三）合理布置課前作業(yè)

課前作業(yè)布置是提高教學(xué)課堂效果的重要環(huán)節(jié)。課前作業(yè)可以有多種形式，如何在提升理論教學(xué)效果的同時，引起學(xué)生對思政內(nèi)容的思考是一個關(guān)鍵點(diǎn)。在進(jìn)行課前任務(wù)布置時，除給學(xué)生布置相關(guān)的教學(xué)資料，例如慕課視頻、教學(xué)PPT，還會給學(xué)生下發(fā)輔助閱讀資料。輔助閱讀資料內(nèi)容多種多樣，有的展示科學(xué)家淡泊名利的奉獻(xiàn)精神，有的介紹課程內(nèi)容的國內(nèi)外發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，還會給出與課程內(nèi)容相關(guān)的哲學(xué)思想文獻(xiàn)。在講授半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識時，課前給學(xué)生下發(fā)介紹半導(dǎo)體器件發(fā)展歷程的輔助閱讀資料；在講述集成運(yùn)算放大器內(nèi)容前，給學(xué)生展播我國近5 年集成電路行業(yè)發(fā)展簡報。

讓學(xué)生閱讀這些課前輔導(dǎo)資料，要求學(xué)生思考這些資料與所講述的“模擬電子技術(shù)”內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，在引導(dǎo)學(xué)生深入思考、理解所學(xué)內(nèi)容知識理論的同時，感受其中內(nèi)在的社會意義價值，起到潛移默化的育人作用。

（四）創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容

實(shí)踐是“模擬電子技術(shù)”課程的重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生動手能力的提高、工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要作用。為提升學(xué)生綜合素質(zhì)，增強(qiáng)對模擬電路的認(rèn)知，我們設(shè)計(jì)一個綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生利用運(yùn)算放大器芯片，完成矩形波信號發(fā)生電路、三角波信號發(fā)生電路和正弦波信號發(fā)生電路的設(shè)計(jì)和測試。實(shí)驗(yàn)規(guī)定學(xué)生根據(jù)整體要求選擇每一部分的組成元器件：運(yùn)算放大器芯片、電阻、電容、穩(wěn)壓二極管等。學(xué)生在計(jì)算和選擇元器件的時候，就會依據(jù)整體的要求和每一部分的參數(shù)，深刻理解模擬電路的設(shè)計(jì)是要立足整體、統(tǒng)籌全局，實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)的最優(yōu)。讓學(xué)生了解每一個部分都是服務(wù)于整體，也讓學(xué)生深刻體會只有集體利益得以保證個人利益才能久遠(yuǎn)，個人利益和集體利益的實(shí)現(xiàn)需要雙方共同努力。

（五）優(yōu)化考核方式

隨著課程思政的推進(jìn)，傳統(tǒng)的只靠期末考試一張卷的評價方式已經(jīng)不再適合課程建設(shè)要求，只有采用多元化考核方式才能適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)評價需要。我們將學(xué)生的成績分為期末考試成績和平時成績，平時成績包括研討課成績和慕課成績，慕課成績又細(xì)分為學(xué)習(xí)進(jìn)度評分、學(xué)習(xí)習(xí)慣評分、互動評分、章節(jié)測試評分、期末測試評分。這種多元化考核方式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，增強(qiáng)了學(xué)生與教師的互動度，培養(yǎng)了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思想品德，可以比較全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)習(xí)慣。同時由于考核方式的改革，也使得學(xué)生逐步養(yǎng)成多元化的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)一步探索教材之外與課程相關(guān)的知識，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，增強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)。