“电子电路基础”课程思政建设实践

2022-03-23赵鑫泰

电气电子教学学报 2022年1期

王蓉，徐建，王欢，赵鑫泰，杨非

(东南大学信息科学与工程学院，南京 210096)

为深化新时代思想政治理论改革，2020年5月，教育部发布了《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求将思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，将正确的世界观、人生观、价值观以显性和隐性教育方式传递给学生，构建全员、全方位协同育人大格局，提高高校人才培养质量[1-2]。

“电子电路基础”是电类专业一门重要的专业基础课程，也是一门工程性、应用性较强的课程。该门课程思政建设的难点在于课程难度大，内容多，学生学习时畏难情绪较重，缺乏学习动机和动力，导致在以往教学中教师更专注于专业知识的传授和技能的培养，而忽略了思政元素的挖掘。“磨刀不误砍柴工”，要能善用课程思政，讲清讲透课程背景、课程故事和课程意义，对激发学习热情，树立正确的学习态度有积极作用。

本文基于东南大学“电子电路基础”课程的思政建设重点项目，探究从国家战略和工程科学的本质出发，立足于课程内容，介绍了该课程思政建设的三个阶段：确定思政元素和目标、思政元素自然融入专业课程和课程思政效果综合考核。

1 确定课程思政元素

首先根据“电子电路基础”课程内容和专业定位[3]，确定本课程中涉及的思政元素和融入方式。

家国情怀和民族自信：结合集成电路的发展史、我国集成电路的发展史、产业现状、时代背景等，谈国家集成电路战略，让学生了解课程背景和学习意义。同时教学生学会辨证看待问题，增强民族自豪感和文化自信，理解个人发展与国家使命的关系，激发同学们投身国家建设积极性。

工程伦理和法制意识：将电路案例与工程伦理和法制意识教育有机融合，培养学生正确的人生观、价值观、严谨的科学态度和道德规范。

工匠精神和创新思维：结合中国集成电路未来发展和功能电路发展历程，让学生了解什么是创新驱动，引导学生培养创新思维和实践能力。

2 思政元素自然融入专业课程

2.1 讲好开学第一课

专业课程的第一课至关重要，在这次课上，需要解决三大问题：学什么？为什么学？怎么学？建立起学生对课程的整体认知，课程与专业发展的关系，课程对国家高科技发展的作用，以及课程与前后修课程的区别与联系。

在“开学第一课”中，和学生一起观看集成电路发展有关史实纪录片，如“半导体如何改变世界”、“芯片的世界风云”等，与学生讨论集成电路涉及到的学科门类。回顾集成电路发展历程，让同学们看到一个行业从无到有、从小到大、从少到多的进步与突破，每项发明都会开辟新的领域，而这离不开几代科学家的努力，也离不开行业内的共同合作，开拓创新、合作共赢是永恒真理。集成电路产业介绍可以让学生了解芯片需要的各种学科知识，材料、工艺、器件、电路等，这些和我们课程内容之间的对应关系。经过这些讨论，学生初步建立起了对课程的整体概念，了解课程的背景资料和知识谱系，解决了“学什么”的问题。

观看视频“为什么半导体芯片业至关重要”，讲述新中国成立70年集成电路的发展史以及目前发展现状和困难。与国际集成电路的发展现状相比，我国集成电路的发展路程，尽管道路曲折，但我国科学家们还是不断攻克了许多难关，取得了卓越的成绩。全面解读课程涉及专业知识和相关产业，科研实力等在我国的发展现状，使学生了解我国集成电路的发展历程，引导学生辨证的看待问题，从我国集成电路70年辉煌发展中，既要增加民族自信心和自豪感，也要看到目前的不足。让学生对目前热点的集成电路发展生态环境有全面了解，明白该门课程与国家战略的关系，明确自己的历史责任和社会责任，增强学习的课程兴趣和使命感，激发学生对知识的渴望和心系国家重大发展战略的贡献精神。

2.2 工程伦理和法制意识

在专业课程内容的讲授中，渗透工程伦理的概念，强调工程技术、创新设计等的人文属性，让学生认识专业的社会责任，了解专业技术运用可能造成的社会风险，以及如何用专业技术解决和规避风险[4]。课程除了教会专业技术和思维方法，更重要让学生建立起工程伦理的思维模式，考虑工程对人、社会、自然等多方面的影响，要充分考虑法律伦理道德的情况。例如，在讲授功率电子线路章节中，强调效率和安全。效率的提升是为了更有效的利用能源，节能环保，而大功率电路中可能造成的各种风险更是要在设计中全面考虑。同时，以一些电子设计中实际的例子，三星爆炸门事件，如图1所示，讲授我们如何设计保护电路，如何体现担当和责任感，一旦发现问题，及时解决，绝不能让经济利益、技术创新凌驾于伦理规范之上。课程不仅有理论知识的学习，还有大量的实践环节,让学生理论联系实际，培养自主创新意识和解决问题的能力。用电子设计中的一些案例分析，让学生了解在电子设计中必须谨守的设计准则和工程伦理。在设计题中，把功耗、安全、美观等作为设计要素和评价原则，让学生体会设计同时也要兼顾人与环境，人与生态之间的和谐共生关系，在设计上考虑周全，安全至上，设计的电子产品的要体现人文价值等。

(a)讲述三星电池安全事件

2.3 工匠精神和创新素养

与时俱进也是集成电路发展历程的一个重要体现，从晶体管到小规模集成电路，再到现如今的巨大规模集成电路。当下，集成电路已经成为我国的战略性产业，国家对其发展高度重视。在政府和产学研界的共同努力下，已经并正在取得着一系列的成绩。与此同时，与发达国家和地区相比，我们仍然存在着缺陷和不足，需要不懈地努力，去完善、解决。创新是引领发展的第一动力，引导学生培养自主创新意识。结合电子电路基础课程中介绍的功能性电路，如高性能运放、AD/DA、功放、振荡器等，不仅介绍这些电路的原理和设计重难点，还让学生了解目前这些电路国际国内的发展情况及应用的系统背景，了解这些功能电路发展背后的小故事，让学生了解创新思维在电路设计的重要意义，激发他们的研究兴趣，并就某一种电路进行深入研究，动手操作和设计，切身感受设计难点，培养创新意识和解决问题的能力。例如，在学习功放之前，课程以音频功放为例，如图2所示，介绍了科学家们为了提高声音品质、可靠性、输出功率、效率和安全性等，不断开创新的器件和工艺，不断提高设计技术，不断提出新的设计理念，让同学真切感受到每一种电子产品的问世和发展，都离不开一代代科学家们的创新素养和精益求精的工匠精神。1906年真空三极管的问世开创了人类电声技术的先河。1927年，为了改善失真度提高音质，贝尔实验室首次把负反馈技术应用到音频功放。50年代，电子管代替了真空管，使音频功放的音色更加甜美圆润，至今仍为音乐发烧友们的挚爱。60年代，晶体管代替电子管，使音频功放获得更高效率，更小体积和更轻重量。同时，发热量小，更为安全可靠，成本更低，使更多的人可以享受到高质量的听觉感受。而我们课程中介绍的甲类、乙类、甲乙类、丙类功放等，都是科学家们在不断探索如何保证声音品质基础上，提升效率以节省能源。当模拟功放似乎发展到极限时，科学家们又开始探索功放的数字化——数字功放。课程中给大家介绍的D类功放就是数字功放的一种，采用脉冲宽度信号调制技术来进一步提升效率。

(a)真空管功放

3 课程思政的考核点

课程思政的考核中，普遍存在用1-2篇调研报告来评价课程思政效果。调研是一种方法，但不应成为单一的考核手段。专业基础课程中，前文提及的每一种思政融入都可作为考核点。本课程在设计课程思政考核时，以课程的思政目标为考核点，采用调研报告考核课程认知和家国情怀；设计题目中的优化项目单独赋分，考核工匠精神和创新意识；分析和设计功放电路时，对安全部分的分析和计算，体现工程伦理的考核。思政元素需要和专业知识融合，思政相关考核更应该体现在专业课程的知识分析和应用中，那才是一种真正的内化和吸收。