新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“電路與電子學(xué)”課程思政教學(xué)實(shí)踐與探索

吳有龍，徐 楠，楊 忠，楊榮根，王瑩瑩，謝 慧

（金陵科技學(xué)院 智能科學(xué)與控制工程學(xué)院，江蘇 南京 211169）

0 引 言

為了進(jìn)一步適應(yīng)人工智能、智能制造等新領(lǐng)域的技術(shù)科技革命與產(chǎn)業(yè)變化，深化工程教育改革勢(shì)在必行。教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，推動(dòng)高校體制機(jī)制改革，積極探索國際工程教育的中國模式，推進(jìn)新工科專業(yè)建設(shè)再深化、再拓展、再突破、再出發(fā)[1-2]。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)，以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為主導(dǎo)，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系不能完全適應(yīng)新興專業(yè)體系，提倡開拓人才培養(yǎng)的新模式。新工科背景下的應(yīng)用型技術(shù)人才需求不斷增加，高校需要打造適應(yīng)未來新興產(chǎn)業(yè)和滿足新經(jīng)濟(jì)需求的，具備國際競爭力的多元化新興應(yīng)用型新工科人才。

高校思想政治教育應(yīng)始終堅(jiān)持把立德樹人作為教育的根本任務(wù)，要把立德樹人融入思政教育、文化教育、社會(huì)實(shí)踐教育等各個(gè)環(huán)節(jié)[3]。要構(gòu)建高效的思想政治教育教學(xué)體系，必須充分利用好課堂教學(xué)的主要陣地，樹立和增強(qiáng)教師的思政意識(shí)，形成教師的思政共識(shí)，把握課程教學(xué)改革的核心環(huán)節(jié)，改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)機(jī)制。應(yīng)該充分挖掘?qū)I(yè)理論課程的育人元素，將思政教育深入到每一個(gè)環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)中重視思政元素，專注于核心價(jià)值觀導(dǎo)向和知識(shí)傳播統(tǒng)一的課程目標(biāo)。避免專業(yè)課成為單一的理論知識(shí)傳授，也避免專業(yè)課變成完全的思政課，實(shí)現(xiàn)專業(yè)和思政互通的教學(xué)體系和方法。最終將思想政治教育貫穿在理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課外創(chuàng)新實(shí)踐過程中，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的、完善的課程思政體系，幫助大學(xué)生能夠?qū)I(yè)成人和德性成人，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代教書育人新作為[4-5]。

1 課程思政的必要性

金陵科技學(xué)院積極開展思政教學(xué)各項(xiàng)工作，建設(shè)成效好，形成參考強(qiáng)，形成了一批典型案例。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為校優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)樹立了教師的思政意識(shí)，明確了教師是推進(jìn)思政教育的參與者和建設(shè)者，并建立了思政教學(xué)工作坊，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，課程有機(jī)融入了科學(xué)史和馬克思主義原理?！半娐放c電子學(xué)”課程作為學(xué)校第二批思政課程建設(shè)示范課程，積極打造新工科背景下的課程思政新模式。開展“電路與電子學(xué)”課程思政建設(shè)，既可以完成該課程的教學(xué)目標(biāo)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的辨證思維能力，堅(jiān)定大學(xué)生大國自信，樹立當(dāng)代使命感和歷史責(zé)任感，全面綜合提升大學(xué)生素質(zhì)，是培養(yǎng)新時(shí)代具有民族魂的青年人才不可或缺的部分[6-7]。

新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)科交叉明顯，涉及到通信、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)，知識(shí)面寬。電路與電子學(xué)是專業(yè)必須基礎(chǔ)課程。“電路與電子學(xué)”包括電工學(xué)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，具有知識(shí)點(diǎn)多、實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用基礎(chǔ)廣泛、知識(shí)更新快等特點(diǎn)[8-10]。大學(xué)生的思想政治教育工作是在專業(yè)課程中同步進(jìn)行的，以立德樹人為出發(fā)點(diǎn)，以專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)為重點(diǎn)，以典型的案例教學(xué)為核心，加快課程的案例庫建設(shè)，找準(zhǔn)合適的切入點(diǎn)，并與今后行業(yè)的發(fā)展方向相結(jié)合，讓專業(yè)課教學(xué)呈現(xiàn)出人文氣息。課堂之外以課程實(shí)踐和學(xué)科競賽等科技創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)文化與精神文化同頻共振，將學(xué)生培養(yǎng)成專業(yè)和精神上的雙成人。學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解電路與電子技術(shù)的基本概念和原理，掌握電路與電子技術(shù)中具體問題的分析方法，為綜合性專業(yè)知識(shí)獲取奠定了基礎(chǔ)。

2 課程概述

在課程概述介紹中，要求學(xué)生了解電工電子技術(shù)的發(fā)展歷史，掌握“電路與電子學(xué)”課程的性質(zhì)和任務(wù)、電路與電子學(xué)的應(yīng)用簡介以及該課程的學(xué)習(xí)方法。這部分課程的思政要點(diǎn)包括：電工技術(shù)的發(fā)展反映社會(huì)現(xiàn)代化程度，半導(dǎo)體電子器件的發(fā)展影響電子技術(shù)的發(fā)展。從“華為事件”來看，美國“斷供”芯片，實(shí)際就是中國目前半導(dǎo)體器件技術(shù)與發(fā)達(dá)國家有明顯的差距，并且中國研發(fā)半導(dǎo)體芯片的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足西方發(fā)達(dá)國家，讓國產(chǎn)高精尖科技企業(yè)受制于他國。通過介紹電工和電子技術(shù)的發(fā)展歷史，引出我國電工電子技術(shù)的現(xiàn)狀，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想教育，認(rèn)識(shí)到我國的不足之處，正確的認(rèn)識(shí)世界，可以極大地刺激“中國芯片”的發(fā)展步伐，培養(yǎng)學(xué)生為社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)獻(xiàn)身的堅(jiān)定信念，讓學(xué)生明確奮斗目標(biāo)，激勵(lì)學(xué)生為國家富強(qiáng)而奮發(fā)努力向上。

3 教學(xué)內(nèi)容的思政元素的設(shè)計(jì)

3.1 電路等效變換

要求學(xué)生掌握基爾霍夫定理、支路電流和節(jié)點(diǎn)電位分析法、串聯(lián)和并聯(lián)電路的等效變換、等效電源定理和疊加原理。這部分的課程思政要素包括：引導(dǎo)學(xué)生辯證地對(duì)待人生矛盾，遇事不鉆牛角尖，辯證地對(duì)待學(xué)習(xí)和生活，正確對(duì)待同學(xué)之間的關(guān)系，學(xué)會(huì)減緩壓力，關(guān)注心理和生理健康，追求真善美。電路中的同一題目，有著不同的求解方法，明白看待問題要有多個(gè)方面，不能片面的看待問題。

3.2 電路的暫態(tài)過程

要求學(xué)生理解電容和電感儲(chǔ)能元器件模型，含有儲(chǔ)能元件的電路過渡過程。這部分課程的思政要素包括：儲(chǔ)能元件能量是不斷積蓄的，當(dāng)能量滿了才能對(duì)外放電。引導(dǎo)學(xué)生在生活中要明白厚積薄發(fā)的道理，科技強(qiáng)則國家強(qiáng)，清楚我們中華民族一路走來的偉大歷程，是全國人民不懈努力的結(jié)果，是一代代革命家和科學(xué)家奮斗的結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的歷史責(zé)任感。

3.3 諧振電路

要求學(xué)生掌握交流電路、RLC電路分析方法，理解電路產(chǎn)生諧振的條件。這部分思政要點(diǎn)包括：引導(dǎo)學(xué)生掌握利與弊，任何事情都有兩面性，用好了就是利，用不好就是弊。學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)和個(gè)人品德實(shí)現(xiàn)同頻共振，相互促進(jìn)，優(yōu)秀的人在方方面面都能表現(xiàn)出優(yōu)秀的一面。此外，在實(shí)際工程應(yīng)用中，正確合理地利用諧振的優(yōu)勢(shì)，避免諧振電路的缺點(diǎn)，造成不利的結(jié)果。

3.4 基本放大電路

要求學(xué)生掌握放大電路的組成原則及性能指標(biāo)、直流與交流通路、晶體管放大電路的三種接法與分析方法、截止失真和飽和失真的原因。這部分的課程思政提要包括：引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，放大電路實(shí)現(xiàn)的是小信號(hào)的放大，其本質(zhì)是能量控制與轉(zhuǎn)移。引導(dǎo)學(xué)生理解需求決定方法與形式，根據(jù)實(shí)際問題的特點(diǎn)來選擇晶體管放大電路，根據(jù)輸入輸出電阻、放大倍數(shù)等性能指標(biāo)的需求選擇半導(dǎo)體器件構(gòu)成放大電路的接法。引導(dǎo)學(xué)生用辯證唯物主義去分析放大電路的直流通路和交流通路。

3.5 放大電路中的反饋

要求學(xué)生掌握反饋電路的基本概念、負(fù)反饋放大電路的四種類型、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響、負(fù)反饋放大器的基本關(guān)系式和深度負(fù)反饋的近似計(jì)算。這部分思政要點(diǎn)包括：引導(dǎo)學(xué)生掌握矛盾的普遍性和特殊性原理即矛盾無處不在，但矛盾又有主次。放大電路加入負(fù)反饋后可以改善放大性能，但卻降低了放大倍數(shù)，這是一對(duì)矛盾。既要保證電路的放大能力，又要保證由反饋帶來放大電路性能的改善，明白凡事有利也有弊，要分析主次，權(quán)衡利弊。

3.6 功率放大電路

要求學(xué)生掌握功率放大電路的極限工作狀態(tài)下的特殊問題，如何盡可能大地保證輸出功率、盡可能小地減小失真和提高效率。這部分的課程思政要點(diǎn)包括：功率放大電路中晶體管基本處于極限工作狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生明白做任何事情要掌握好度，實(shí)現(xiàn)恰到好處，否則超過了度，電路中晶體管就會(huì)損壞。引導(dǎo)學(xué)生明白互補(bǔ)對(duì)稱電路的優(yōu)勢(shì)，懂得互相合作充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)多元平衡、互利共贏。

3.7 門電路

要求學(xué)生掌握晶體管的屬性和工作原理、門電路的設(shè)計(jì)和構(gòu)成，以及其在集成電路的作用。引導(dǎo)學(xué)生明白“中國芯”的重要性，強(qiáng)大的集成電路由幾十億個(gè)晶體管構(gòu)成，只有每個(gè)元器件獨(dú)立正常工作，集成電路才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而整個(gè)大系統(tǒng)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。國家的發(fā)展繁榮與每個(gè)人都是緊密相連的，學(xué)生清楚地知道個(gè)體依附在集體中才能體現(xiàn)價(jià)值，集體缺少了個(gè)體的組成，那么集體也不再存在，兩者相互制約。個(gè)人融入到國家中才能體現(xiàn)出價(jià)值和意義，將自己投身到社會(huì)和祖國最需要的地方去才能發(fā)揮自己的光和熱。

4 思政教育的改革思路

4.1 形成教師的思政教育觀念

教師是課堂的第一責(zé)任人，也是學(xué)生的引路人，一言一行都對(duì)學(xué)生的思想觀念產(chǎn)生影響，教師的德育意識(shí)和思政意識(shí)得到了強(qiáng)化，才能在課堂教學(xué)中向?qū)W生傳道授業(yè)。首先，可通過聽講座、看視頻、學(xué)案例，讓專業(yè)教師形成思政觀念，明確思政課程的必要性；其次，可通過不同類型的主題黨日活動(dòng)和思政教學(xué)比賽活動(dòng)，加深教師對(duì)課程思政的重要性的理解，從而形成思政教育的觀念；最后，教師對(duì)課程進(jìn)行改革和實(shí)施，找準(zhǔn)該課程在整個(gè)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)中的定位，讓專業(yè)課程和思政課程同行互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人。

4.2 提高實(shí)踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量

實(shí)踐環(huán)節(jié)是“電路與電子學(xué)”課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)踐課程的真實(shí)項(xiàng)目，將愛國主義教育、社會(huì)責(zé)任、民族自信、安全意識(shí)等深入到整個(gè)實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)。如要求學(xué)生獨(dú)立完成收音機(jī)焊接和組裝工作。實(shí)踐過程中，學(xué)生掌握了烙鐵的焊接工藝，認(rèn)識(shí)了電阻、電容、發(fā)光二極管、濾波器、鑒頻器、振蕩線圈等，掌握了常用的示波器、函數(shù)發(fā)生器和萬用表的使用方法。焊接過程中對(duì)比使用國產(chǎn)元器件和進(jìn)口元器件，比較收音機(jī)最終的效果，讓學(xué)生明白我國電子元器件與西方發(fā)達(dá)國家的差距。通過這個(gè)實(shí)踐課程，可以大大提升學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷和奮斗精神，增強(qiáng)大國自信，只有練就過硬的本領(lǐng)，才能突破外界的技術(shù)封鎖，讓國家強(qiáng)大起來。

5 結(jié) 語

本文基于新工科背景下需求探討“電路與電子學(xué)”課程思政的迫切性、必要性和思政元素的設(shè)計(jì)，并將思政元素結(jié)合好專業(yè)教學(xué)內(nèi)容潛移默化地融入到課堂中，提出了從教師觀念和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行課程思政的改革思路。學(xué)生掌握該門課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待問題，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人使命與國家使命，激發(fā)學(xué)生家國情懷、文化自信、科學(xué)精神和民族擔(dān)當(dāng)，將學(xué)生培養(yǎng)成有思想、有能力、有創(chuàng)新、有正確價(jià)值觀的新興應(yīng)用型人才。