電工與電子技術(shù)課程思政教育設(shè)計

何志苠 章偉 汪敬華

摘?要：本文闡述電工電子技術(shù)的課程定位，從理解、行動、手段層面探討融入課程思政的教學設(shè)計思路，通過討論式教學和項目式教學結(jié)合，采用線上線下混合式的課程思政實施流程。提出了全流程融入課程思政的課前、課中、課后教學設(shè)計方案，以運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用內(nèi)容為例介紹教學實施案例。經(jīng)過三年的課程迭代，教學設(shè)計逐漸完善，從課程考核結(jié)果、學生切身體會和反饋，都反映出教學效果有所提升。總結(jié)了“三階+三層+三主線”結(jié)合工程項目的混合式教學范式。

關(guān)鍵詞：課程思政；電工與電子；項目式教學

中圖分類號：TB?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.09.087

1?課程簡介

電工與電子技術(shù)的課程目標和定位，是構(gòu)建以電能、信息和控制為主要教學要素的課程內(nèi)容，幫助非電類工程師及管理者學習對電能的有效利用和有效高質(zhì)的工程技術(shù)手段實現(xiàn)控制，最終建立起一個比較完整的關(guān)于電氣信息工程的知識體系架構(gòu)，獲得就自己專業(yè)需求問題與電氣和電信工程師做技術(shù)溝通的能力，以及協(xié)同解決復雜工程問題的能力，樹立嚴謹踏實的工程素養(yǎng)和科技興邦的愛國情懷。

在電工與電子技術(shù)之前，學生學習的都是高等數(shù)學、大學物理等理論性非常強的課程，在電工與電子技術(shù)之后，學生需要學習電氣工程在各專業(yè)的工程實踐應(yīng)用類課程，如機電傳動控制、城市軌道交通車輛電力牽引等專業(yè)課。因此，電工與電子技術(shù)承擔了從理論到工程實踐的橋梁作用，擔負培養(yǎng)學生工程思維能力的任務(wù)。

2?課程思政教學設(shè)計思路

結(jié)合本?！案咚綉?yīng)用型本科”的辦學定位和“新工科”建設(shè)行動計劃，電工與電子技術(shù)的課程思政重點是通過電工與電子技術(shù)的知識傳授和能力培養(yǎng)的教學活動，實現(xiàn)對學生的價值塑造。以教師自身對課程思政的理解、教師本人對課程的行為態(tài)度、電工與電子技術(shù)課程的內(nèi)容、能力培養(yǎng)融入知識傳授的方法、混合式教學與課程思政結(jié)合的手段，實現(xiàn)全方位課程思政。

理解層面，教師認同其中“思政”二字的核心是育人；行動層面，教師用自身對待教學、課程、課堂的態(tài)度和行動來影響學生；內(nèi)容層面，教師善講電工與電子技術(shù)發(fā)展史中的中國故事、先哲故事，在課程基本教學內(nèi)容中實現(xiàn)入腦入心的價值塑造；手段層面，教師使用智慧教學工具和優(yōu)質(zhì)數(shù)字化學習資源，開展混合式教學改革，促進課程思政教育。

本課程通過討論式教學和項目式教學，在知識模塊、知識點、具體案例的逐層細化中，將課程思政與專業(yè)教育融合。結(jié)合電路中的元件約束與拓撲約束之間相互依存，又互為制約的特點，與學生探討工程中的辯證唯物主義思維邏輯；結(jié)合正弦交流電路的系統(tǒng)性，探討中國傳統(tǒng)文化中的平衡、整體觀念；結(jié)合我國輸電技術(shù)的發(fā)展進程，探討用歷史唯物主義世界觀認識中西科學技術(shù)的差異。

3?課程思政教學設(shè)計與實踐

為了將課程思政落實到教學的全過程，將OBE理念引入到教學之中，將課程內(nèi)容按教學目標重新規(guī)劃，設(shè)計了基于BOPPPS（六步學習法，即導入、目標、前測、參與式學習、后測、總結(jié)）模型的線上線下混合式教學方式，確保學生深度參與教學全過程，做到嘴上不說思政，實際時時在思政。

3.1?線上線下混合式課程實施流程

總體流程為：教學設(shè)計→課前導學→線上學習→課前任務(wù)→線下摸底→線下教學→項目任務(wù)方案討論→線上測試→項目完成→課后調(diào)查→修改教學設(shè)計。

課前：導學中插入與教學內(nèi)容對應(yīng)的電工與電子技術(shù)在智能制造、大國重器方面成果，激發(fā)學生學習興趣，提升民族自豪感，培育科技興邦的愛國情懷。

課中：采用多元化教學方法，除在線課程中錄制短視頻對重難點知識點進行講授之外，穿插項目式教學、翻轉(zhuǎn)課堂、討論式教學等方法，培養(yǎng)學生嚴謹踏實的工程素養(yǎng)、獨立創(chuàng)新的工程意識和精益求精的工匠精神。

課后：教師對思政目標實施情況進行記錄，根據(jù)學生對項目作業(yè)的完成情況和調(diào)查意見，提出教學設(shè)計修改方案，團隊討論確定后續(xù)改進辦法。

3.2?課堂教學案例設(shè)計

下面是第三章運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用的課堂教學案例設(shè)計，共45分鐘。

3.2.1?內(nèi)容導入（3分鐘）

回顧復習運算放大器的基本知識，引導學生進入學習狀態(tài)。對運算的定義、符號、特性進行回顧，從電子設(shè)計競賽的國賽獲獎案例導入運算放大器在信號運算方面的工程應(yīng)用。

課程思政切入點：以電路符號的中國標準和美國標準不同，通過仿真軟件使用美國國家標準電路符號，聯(lián)系華為制定5G標準被美國圍剿，向?qū)W生介紹技術(shù)標準的重要性。既要能在仿真軟件中正確使用美國標準符號，也要在設(shè)計中堅持中國的標準符號。通過競賽項目，向?qū)W生展示工程應(yīng)用，引起學生的學習興趣，激勵學生競爭意識，激發(fā)他們科技興邦的家國情懷。

3.2.2?學習目標（2分鐘）

學習目標分解，知識目標、能力目標、工程素養(yǎng)目標。

3.2.3?前測摸底及串講（5分鐘）

通過學習通APP發(fā)送前測習題，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷運算放大器是否滿足信號運算的工作狀態(tài)；應(yīng)用“虛短”和“虛斷”分析運算電路的電流、電壓。針對知識點的記憶情況和運用知識點進行電路分析的能力進行檢測。根據(jù)答題情況針對學生摸底測試的概念性錯誤進行統(tǒng)一的簡單講解，進行概念修正。

3.2.4?參與式學習（25分鐘）

仿真實驗演示，通過測量數(shù)據(jù)，幫助學生對“虛斷”和“虛短”樹立直觀的認識。從而說明電子電路工程應(yīng)用中的取舍問題。測溫電路的功能分析，給出電路原理圖，學生分組對電路實物進行功能分析。根據(jù)原理圖分析輸入輸出信號的運算關(guān)系，結(jié)合電路顯示數(shù)據(jù)，判斷信號處理的作用。結(jié)合測溫電路的工程應(yīng)用電路，通過逆向思維法對工程實際問題的思考，引導學生觸類旁通、舉一反三，提高分析問題的能力。組織學生分組設(shè)計混音電路，演示混音效果。利用難度遞進的練習，強化學生分析運算電路的能力，加深學生對運算電路分析依據(jù)的理解。結(jié)合實際工程應(yīng)用激發(fā)學生的學習興趣，使學生進入到對實際工程問題的探索研究狀態(tài)，自主摸索解決問題的途徑與方法。

沉浸式深度學習，學生獨立完成前測和后測習題，分組完成運算電路分析、項目電路設(shè)計、現(xiàn)場仿真驗證的混音電路項目式任務(wù)，達成對運算放大器的分析依據(jù)等知識型目標的識記，運算電路分析等能力型目標的應(yīng)用和分析能力，項目實踐和嚴謹踏實的工程素養(yǎng)型目標的評價和創(chuàng)新素質(zhì)。

3.2.5?后測（5分鐘）

學習通發(fā)布多種運算電路的電壓電流計算。檢驗學生對運算電路的分析能力，是否熟練掌握運算電路的分析依據(jù)，達成度反饋。

3.2.6?總結(jié)（3分鐘）

針對本次課內(nèi)容進行小結(jié)，運算電路分析依據(jù)—運算電路的分析—運算電路的設(shè)計，通過歸納教學內(nèi)容，幫助學生整理思路。

3.2.7?下次課任務(wù)布置（2分鐘）

思維導圖整理，項目報告撰寫和匯報材料準備。引導學生拓展思考，引出下次課內(nèi)容。

4?課程思政成效評價

經(jīng)過3年的課程迭代和教學設(shè)計完善，課程基本實現(xiàn)：通過內(nèi)涵思政內(nèi)容的導學，解決“為什么學”和“為誰而學”的問題，通過線上SPOC課程解決“學什么”的問題，滿足個性化學習要求，在參與式學習中，通過信息化智慧教學解決“學得怎么樣”的問題，在項目式教學中，解決“學了怎么用”的問題，進行高階工程思維訓練。

從課堂教學質(zhì)量上，近3年混合式教學改革班參加統(tǒng)一課程考核，卷面平均成績?yōu)?0.5、71.4、67.3，普通班為66.8、68.9、64.0，均有明顯提升。

從學生的切身體會，認為電工與電子技術(shù)采用混合式教學，學習效果比其他課程好很多的學生，占比超過80%。

學生在完成翻轉(zhuǎn)課堂的講解任務(wù)時，自己找空閑教室錄制習題講解視頻，還發(fā)朋友圈表示要“悄悄學習電工”，體現(xiàn)了學生對于教學方法的認可。

學生在結(jié)課以后的調(diào)查中，大部分認可課程教學方式，有同學反饋“我覺得這種上課方式很棒，小班額，線上線下相結(jié)合學習效率很高，對于每一個PBL任務(wù)小組之間的競爭能更加激發(fā)我們的學習積極性。討論、教授環(huán)節(jié)讓我真正搞懂了大部分知識點，我覺得這種模式對于老師也有較高的要求，每周課前的準備，每一條通知的及時發(fā)放，讓我有種不好好學就對不起老師的感覺。最后真心謝謝老師！”

5?課程思政可供借鑒經(jīng)驗做法

教學團隊在教學改革迭代的過程中，逐步完善教學設(shè)計，調(diào)整項目任務(wù)，形成了“三階+三層+三條主線”結(jié)合工程項目的混合式教學模式，將課程思政融入混合式教學全流程。

根據(jù)高、中、低三階教學目標安排學習任務(wù)，結(jié)合好中差三層學生情況確定教學要求和教學方式，設(shè)計“講授+討論+實踐”3條教學活動的主線。結(jié)合學科競賽，將項目類別劃分為基礎(chǔ)級、元件級、單元級、系統(tǒng)級，以分層工程項目作為教學的切入點，讓學生成為教學的主體和中心，提高課程的挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)學生的工程觀念和解決復雜工程問題的能力。通過SPOC、學習通等現(xiàn)代信息手段在線上和線下教學中實現(xiàn)及時反饋，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學覆蓋課前—課上—課后的每個教學環(huán)節(jié)，實現(xiàn)個性化教學，全課程過程化考核。

通過個性化的項目要求，學生必須各組獨立完成，排除抄襲的可能性，加強學生的工程倫理意識。通過項目任務(wù)難度的逐步遞進，引導學生觸類旁通、舉一反三，提高分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理的意識。在反復的功能遞進和電路調(diào)試中，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神。

6?課程思政教學反思

在課程思政持續(xù)建設(shè)中，還需要進一步深入建設(shè)的關(guān)鍵點有：（1）持續(xù)推進全思政環(huán)節(jié)的線上線下混合式教學方式，建立教學標準流程，推廣到全部授課班級；（2）隨著人工智能、5G等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，本課程教學內(nèi)容需要進一步更新和完善，線上資源也需要進一步優(yōu)化。（3）推廣信息化等先進的教學手段的使用，持續(xù)改進全思政環(huán)節(jié)的混合式教學方法，提高教學效果。

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