行業(yè)地方高校電子線路類課程思政探索

高丙坤，李萬鷹，姜建國，劉美儀

（1.東北石油大學電氣信息工程學院，黑龍江 大慶 163318；2.東北石油大學大慶精神研究中心，黑龍江 大慶 163318）

信息類專業(yè)發(fā)展前景十分廣闊，其知識體系包括通識類知識、學科基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識、實踐性教學等。電子線路類課程是信息類專業(yè)的必修課、專業(yè)基礎(chǔ)課，教學過程直接影響著專業(yè)建設(shè)水平。電子線路多以非線性器件為核心，線路類型多且復雜，數(shù)學分析時公式推導多且麻煩，技術(shù)指標多且矛盾，工程背景強且實用，往往被學生視為“天書”。其中“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”或“低頻電子線路”課程的學習，需要實現(xiàn)從公共基礎(chǔ)課程向工程應(yīng)用類課程的轉(zhuǎn)變，以及線性系統(tǒng)向非線性系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，精確計算向工程估算的轉(zhuǎn)變，驗證實驗向設(shè)計實驗的轉(zhuǎn)變等。通信電子線路課程不但要保持其連續(xù)性，還要考慮合作開發(fā)實驗教學[1]、課程設(shè)計乃至畢業(yè)設(shè)計銜接。目前，防控常態(tài)化，線上線下無縫切換乃至混合教學成為新常態(tài)，傳統(tǒng)的教學方法、教學手段已難以適應(yīng)電子線路類課程在新形勢下的教學要求。

東北石油大學（簡稱東油）地處黑龍江省大慶市，位于高寒地區(qū)，與大慶油田同呼吸、共命運。堅持用大慶精神辦學育人，鮮明特色。根據(jù)《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》，培養(yǎng)學生專業(yè)能力的同時，關(guān)注學生身心健康的發(fā)展，堅持意識形態(tài)的指導地位，將思政的方法論融入課程教學中。因此，電子線路類課程思政，要從時域、空域與大慶精神結(jié)合，在繼承中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中發(fā)展，形成一套新的課程思政體系。

1 電子線路類課程教學方法引入大慶精神起源

電子線路基于儀器，如發(fā)射機、接收機等，從中抽象出電路模型，再建立數(shù)學模型，之后再將數(shù)學分析結(jié)果賦予物理意義，最終回歸工程應(yīng)用。教學過程中，需要建立一套適合電子信息類專業(yè)的電子線路分析方法。大慶油田是世界上為數(shù)不多的特大型砂巖油田，然而美國的地質(zhì)學家勃拉克·韋爾德曾宣稱中國絕不會生產(chǎn)出大量石油，日本內(nèi)野敏夫等人也認定在我國東北找油沒有希望。我國歷史悠久，東漢史學家班固在其所撰《漢書·地理志》寫道：“高奴有洧水可燃”。以史為鑒，從我國具體地質(zhì)環(huán)境出發(fā)，潘忠祥提出了“中國陸相生油”的時代命題，翁文波則把松遼盆地列為具有含油遠景的地區(qū)。從擺脫“中國陸相貧油論”束縛，到陸相生油理論的誕生，乃至大慶油田的發(fā)現(xiàn)，我國走出了石油勘探的新路子。電子線路分析過程與大慶油田發(fā)現(xiàn)過程契合度非常高，而陸相生油理論在大慶油田實踐成功則展現(xiàn)了中國石油工業(yè)的新曙光，是大慶精神產(chǎn)生的胚胎。

電子線路學習過程由器件開始，到單元電路、多級電路、功能電路、實用電路。在這個學習過程中細化了分析方法，如晶體管的低頻小信號微變等效，高頻小信號T型和型等效，高頻大信號運用時的折線近似。大慶油田的誕生是從松基三井開始，到年產(chǎn)原油跨上5000萬噸臺階，書寫了中國石油工業(yè)的新篇章，也孕育了大慶精神。電子線路第一個非線性器件講解與大慶油田第一口井誕生結(jié)合，有助于克服畏難情緒。然后從晶體管到場效應(yīng)管，從分立元件到集成電路，與大慶油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)結(jié)合，離不開大慶精神的發(fā)展與發(fā)揚。

在模擬電子技術(shù)和通信電子線路中，正弦波振蕩器是比較獨特的一部分。此前的教學內(nèi)容，無論小信號電壓放大器，還是大信號功率放大器，無論工作在線性區(qū)的甲類放大，還是推挽乙類放大，乃至由導通角控制的丙類放大，都是對外加輸入信號的放大。此后的教學內(nèi)容，無論是調(diào)幅調(diào)制與檢波，還是角度調(diào)制與解調(diào)，或者變頻與混頻等，皆為頻率變換電路。而正弦波振蕩器雖然也是二端口網(wǎng)絡(luò)，但是靠自然界中的無序信號自激，進而穩(wěn)定的輸出交流信號。這就像大慶油田初期的大會戰(zhàn)，恰逢三年自然災(zāi)害的困難時間，面臨夏有雨季、冬有嚴寒的惡劣自然條件，以鐵人王進喜為代表的幾萬石油大軍，堅持有條件要上，沒有條件創(chuàng)造條件也要上，獨立自主，自力更生，僅用三年時間就拿下了大油田，并實現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。一場從根本上改變我國石油工業(yè)落后面貌的大會戰(zhàn)，融入正弦波振蕩器的講解，適合信號從無到有、從小到大，從振蕩到平衡、從擾動到穩(wěn)定的過程，進而體現(xiàn)出大會戰(zhàn)是大慶精神鐵人精神的沃土，它既呼喚大慶精神的出現(xiàn)，又孕育大慶精神的產(chǎn)生。大慶精神起源的“三個一”與電子線路融合見表1。

表1 電子線路類課程教學方法引入大慶精神起源

2 電子線路類課程教學過程融入大慶精神內(nèi)涵

大慶精神內(nèi)涵為“愛國、創(chuàng)業(yè)、求實、奉獻”。為了讓學生深刻又全面領(lǐng)會大慶精神內(nèi)涵，在電子線路類課程教學中按照表2進行了提煉與結(jié)合。

表2 電子線路類課程教學過程融合大慶精神內(nèi)涵

2.1 愛國主義注入課程教學

愛國，是中華民族在漫長歷史進程中形成的優(yōu)秀傳統(tǒng)，是全國各族人民的精神支柱，在電子線路類課程教學中要始終唱響這個主旋律。電子線路板是搭建電子線路的基礎(chǔ)，目前我國完成了從低端到高端的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，全球電路板產(chǎn)能也在向中國轉(zhuǎn)移。這一部分的講解，旨在激發(fā)學生的民族自豪感。大慶油田三元復合驅(qū)技術(shù)，當國外仍處于實驗室和井組試驗階段時，大慶油田已經(jīng)率先實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，這就是為國爭光、為民族爭氣的愛國主義精神的體現(xiàn)。探討石油與天然氣上中下游開發(fā)中應(yīng)用的電子技術(shù)，鼓勵學生學科交叉、復合發(fā)展。采用國產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品進行教學，如在講述振幅調(diào)制時，傳統(tǒng)教材大都講述雙列直插型的MC596G產(chǎn)生普通調(diào)幅波電路,鑒于國產(chǎn)模擬乘法器XCC和MC1596G類似[2]，外接一些元器件既可構(gòu)成產(chǎn)生普通調(diào)幅波的電路，還可構(gòu)成產(chǎn)生抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波電路、同步檢波電路及混頻器等，故在這一部分講述時，把振幅調(diào)制、檢波、混頻等統(tǒng)一歸為頻率線性變換電路，圍繞國產(chǎn)MCC展開，體現(xiàn)出“中國芯”。該部分教學實例見表3。

表3 愛國主義注入電子線路類課程教學

2.2 創(chuàng)業(yè)精神融入應(yīng)用實例

創(chuàng)業(yè)是大慶精神生生不息的精髓，創(chuàng)新、創(chuàng)造豐富和發(fā)展著大慶精神。電子線路類課程教學內(nèi)容也在不斷地豐富和發(fā)展中，在電子線路類課程教學創(chuàng)新中，首先從教學內(nèi)容尋找創(chuàng)新元素，組織創(chuàng)新內(nèi)容，探索創(chuàng)新方法。如在通信電子線路教學中，在鎖相環(huán)調(diào)頻及鑒頻電路、檢波參數(shù)的測定、頻率合成、用模擬乘法器進行調(diào)幅變頻等教學內(nèi)容基礎(chǔ)上，講解教材編寫者開發(fā)的脈寬調(diào)制全集成化載波多路遙訊裝置以及基于FPGA的PLL頻率合成器系統(tǒng)，形成一套完整的教學體系。介紹調(diào)頻控制電路時，因為其既可控制地面機械，也可供礦井采區(qū)司機隨機操作使用，分別控制主機停止、向左牽引、向右牽引、運輸機停止等若干個動作，而且內(nèi)含第二混頻、本振、中放、限幅器、自動頻率控制、正交鑒相器、運放、靜噪電路、靜噪開關(guān)和掃描控制等，學生學起來比較吃力，所以通過大慶創(chuàng)業(yè)中的人拉肩扛過程作比喻，不但形象地與教學內(nèi)容貼合，而且可培養(yǎng)專業(yè)的工匠精神。

2.3 求實精神融入性能指標教學

大慶油田開發(fā)建設(shè)過程中，不斷經(jīng)受順境和逆境的多重考驗。勝不驕、敗不餒，始終銳意進取、勇往直前所依靠的制勝法寶就是靠“兩論”起家，靠“兩分法”前進。在電子線路技術(shù)指標中，有很多是矛盾的，如高頻小信號調(diào)諧放大器中，通頻帶寬度和選擇性是矛盾的，為了解決這一矛盾，需要不斷地分析、豐富電子線路，從多級放大到參差調(diào)節(jié)，從矩形系數(shù)到接入系數(shù)，逐步適應(yīng)二者的要求，實現(xiàn)矛盾的統(tǒng)一。在高頻功率放大器中，要兼顧輸出功率和效率兩個指標，因此要在甲類、乙類和丙類中進行選擇、切換。而功率大，晶體管發(fā)熱就多，容易損壞管子。解決這些矛盾，要綜合考慮五種功率、兩種效率、三種工作狀態(tài)以及若干種調(diào)節(jié)方法，這也離不開“兩論”和“兩分法”。諸如此類內(nèi)容還有正弦波的放大與穩(wěn)定、干擾與平衡、振幅調(diào)制與檢波、角度調(diào)制與解調(diào)等，進一步折射了哲學中主要矛盾的思想。

2.4 奉獻精神融入實踐教學

愛國需要奉獻，創(chuàng)業(yè)踐行奉獻，求實源于奉獻，奉獻成為大慶精神的本質(zhì)。對于大慶人而言，最大的奉獻就是“我為祖國獻石油”。奉獻，是大慶精神最完美的注腳，是大慶人最坦蕩的胸襟。大慶人正是用“奉獻”書寫了“胸懷全局、為國分憂”的責任擔當。故在電子線路類課程實踐教學中，采用融合媒體教學、體驗式教學、全員全程全方位協(xié)同教學等手段，固化信念、優(yōu)化認知、活化行為[5]，體現(xiàn)出大慶奉獻精神。

3 電子線路類課程教學拓展嵌入大慶精神時代特征

人民日報2021年8月23日發(fā)表評論員文章：“大力弘揚大慶精神-論中國共產(chǎn)黨人的精神譜系之十一”；光明日報2021年8月24日發(fā)表大慶精神述評：“鐵一般的標桿，火一樣的旗幟”；黑龍江日報2021年10月12日發(fā)表專題文章：“大慶精神：工業(yè)戰(zhàn)線歷久彌新的旗幟”。大慶精神的弘揚和發(fā)展，要與中國夢的時代主題有機結(jié)合，與社會主義核心價值觀有機結(jié)合。為此，在電子線路類課程拓展教學中，嵌入大慶精神的實踐性、科學性與時代性，做到理論與實踐并重，繼承與創(chuàng)新并重。

講解正弦波振蕩器應(yīng)用時，指出其不但用作發(fā)射機、接收機，還可用于石油高頻降粘、高頻防垢除垢等，進一步將電子線路與石油儲運融合，與體現(xiàn)大慶精神的“六分四清”結(jié)合。在布置作業(yè)時，利用正弦波振蕩器可做信號發(fā)生器的屬性，讓學生了解大慶油田自主創(chuàng)新的“萬里測油溫”，分析當今搭載電子測量儀器的無人機探測系統(tǒng)在油田中的應(yīng)用，實現(xiàn)了認識實習延伸，生產(chǎn)實習接續(xù)。在無人機空中測量基礎(chǔ)上，進一步布置作業(yè)進行井下探測，介紹大慶油田為實施分層注水、分層采油、分層測壓而自主創(chuàng)新的“糖葫蘆”封隔器，同時指出，封隔也為井下探測增加了難度，故要求學生調(diào)研目前井下儀器研究進展，分析電子線路，發(fā)現(xiàn)存在問題，思考解決辦法。把諸多教學內(nèi)容與先進技術(shù)、工程應(yīng)用、大慶精神有機結(jié)合到一起，把高水平科研成果轉(zhuǎn)化為優(yōu)秀教學資源。

在電子線路類課程思政教學中，弘揚大慶精神，感悟時代內(nèi)涵，踐行東油新工科建設(shè)“深度回歸油田”理念，引導師生根植龍江沃土，服務(wù)“油頭化尾”，服務(wù)國家能源安全戰(zhàn)略。

4 結(jié)語

電子線路類課程思政，在教學方法引入大慶精神起源，教學過程融入大慶精神內(nèi)涵，教學拓展嵌入大慶精神時代特征，在繼承中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中發(fā)展，形成了一套新的課程思政體系。在東油的實踐，踐行了新工科建設(shè)“深度回歸油田”理念，有助于師生根植龍江沃土，服務(wù)“油頭化尾”，服務(wù)國家能源安全戰(zhàn)略。對大慶精神的弘揚和發(fā)展，則實現(xiàn)了與中國夢的時代主題有機結(jié)合，與社會主義核心價值觀有機結(jié)合。