课程思政教学理念下的“模拟电子技术基础”实践与思考

孔丽文,刘 艳

（大连大学 信息工程学院，辽宁 大连 116622）

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：要把思想政治工作贯穿教育教学全过程[1]。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中具体指出了专业课程是课程思政建设的基本载体。要深入梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，达到润物无声的育人效果。工学类专业课程要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[2]。“模拟电子技术基础”是电子、自动化、计算机等专业的基础课程，涉及专业多，覆盖范围广，其目的和任务是让学生掌握通过半导体元件如何实现对模拟信号的放大以及对电路的控制等基本知识，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容打下基础。

以模拟电子技术为代表的电子类专业课程在社会发展中呈现出发展速度快、覆盖范围广、逻辑性强、与工业生产深度结合等特点，因此在对该类专业的学生培养中，对于传授条理清晰的思维逻辑、开拓进取的学习精神、严谨负责的工作态度与专业知识的教育是同样重要的。

一、唯物辩证法的指导

习近平总书记在2019年1期的求是杂志上发表文章《辩证唯物主义是中国共产党人的世界观和方法论》，文章强调，要学习掌握世界统一于物质、物质决定意识的原理，坚持从客观实际出发制定政策、推动工作；学习掌握事物矛盾运动的基本原理，不断强化问题意识，积极面对和化解前进中遇到的矛盾；学习掌握唯物辩证法的根本方法，不断增强辩证思维能力，提高驾驭复杂局面、处理复杂问题的本领；学习掌握认识和实践辩证关系的原理，坚持实践第一的观点，不断推进实践基础上的理论创新[3]。“模拟电子技术基础”中的绝大部分内容都是在研究半导体元器件的本质和外部特性。在以往的理论分析中，我们只是从其物理特性的角度进行讲授，但是若能结合唯物辩证法的理论进行讲授，就能够做到用哲学理论指导专业教学的目的，对于辩证思维方式的建立有着促进作用。因此，尝试将唯物辩证法作为指导具体模电教学案例的思辨和分析的方法是非常有意义的。

例如模拟电子课程中我们利用半导体材料的物理特性来实现很多的功能，半导体材料有着其物理特性在不同客观条件下往往呈现不同导电性的特点，根据唯物主义的理论我们要尊重事物发展的客观规律，不以人的意志为转移，所以我们要尊重并利用其不同的导电特性来完成我们的设计要求。在电路的具体设计中我们要学会辩证的分析电子电路中的问题，要学会抓住问题的主要矛盾，从这个角度来看模拟电路中充满了辩证法，以放大电路为例，在学习放大电路的时候学生往往会陷入盲目追求电压放大倍数的误区，但在具体电路的分析中就会发现一个指标的增加往往会带来其他方面的下降，电压放大倍数的提升往往会带来电流放大倍数的下降、通频带的缩减以及输入输出电阻的大幅变化，其后果会导致重点关注的电压信号完全变形甚至消失。例如我们教学中常用的基本共射极放大电路（图1），分析增加其电压放大能力的方法有哪些，分析不同方法的优缺点。

图1 基本共射极放大电路

增加电压放大倍数可有以下三种方式：

我们在教学中要时刻提醒学生用辩证的眼光来研究问题，要求他们首先搞清楚设计的主要目的，先完成功能，再优化性能。主抓功能就要学会近似分析，利用恒压降模型，小信号模型等建模方式抓大放小，完成设计的功能。主抓性能就要在保证功能的前提下进一步细化部分指标，进行定量计算。在尝试将唯物辩证法的理论与模电教学相结合后，合理解释了为什么我们对同样的元器件建立这么多不同的模型，为什么不能追求单一指标的完美等学生经常出现的错误研究方向。

二、自主学习习惯的培养

以往的理工科专业课教学中基本上是以教师讲学生听的方式为主，且课堂讲授主要围绕专业课内容展开，内容较为单调，往往存在课堂气氛不够活跃，学生主观能动性无法充分调动的问题。且“模拟电子技术基础”作为一门与实践结合较强的课程，对学生自身的设计开发能力有很高的要求，想要提高学生的实践能力，必须培养其主动学习的兴趣，否则无法培养高能力高素质的应用型人才。

为了培养学生自主学习的习惯，我们尝试通过翻转课堂的形式，调动学生的积极性。例如让学生自主搜集模电相关技术的国内研发进展情况，提高自主搜集整理和表达的能力。模拟电路中核心元器件三极管的最初形式为真空电子管，诞生于1906年，在最初的半个世纪里电子管获得了广泛的应用，诞生了最初的以电子计算机为代表的，可以代表当时最先进生产力的设备，但受限于它庞大的体积和功耗，当时的电子管计算设备被场地和电力供应所限制，技术进展缓慢，当时的中国也几乎完全脱离于科技研发体系以外，对其知之甚少。1947年贝尔实验室发明了第一只晶体管，从此电子技术发展突飞猛进，晶体管体积小、功耗低易于集成，基于以上特点1958年产生了集成电路，这个在电子管的时代是不可能出现的，后面又逐步发展到了1969年的大规模集成电路，1975年开始的超大规模集成电路等，伺候集成电路遵循摩尔定律快速发展。摩尔定律认为每隔 18-24个月，芯片上集成的晶体管数目就会增加一倍，也就是说处理器的功能和处理速度会翻一番，而成本却会降低一半[4]。中国的半导体产业起步晚，发展快，迄今为止我国华为公司自行设计的芯片上晶体管数量最高达到153亿，在原有的硅基芯片赛道上取得了不俗的成绩。目前我国也在尝试研发碳基电子技术，目前已经有了一些成果。电子技术的发展历程不断提醒我们当下学习的知识永远是滞后的，不论是为了保持国家的整体产业实力还是自己在行业内的竞争优势，自主学习、终身学习是我们必须要坚持的事情。结合爱国主义教育，树立为中华民族伟大复兴贡献自身力量的精神导向，将个人的命运与民族复兴伟大使命相融合，激发学生的主观能动性，将过去追求卷面成绩和老师的不断督促下被动学习的形式转化为主动学习、终身学习。

以上转变需要通过学生自己收集资料的过程将观点内化为自己的思想，这种方式不容易产生抵触情绪，接受起来更加顺畅。后期我们也将继续尝试将翻转课堂继续深入其他章节，进一步提升学生自主学习的习惯和自我探究精神的培养。

三、职业道德和工匠精神的塑造

诚实守信、严守规范不仅是治学之道，更是做人之道，对学生进行职业道德教育不但有利于其学术道德的培养，更为其今后走上工作岗位的诚实做人、诚信做事打下了坚定基础[5]。在专业教育中融入基本的工程设计人员必须遵守的安全生产、保密原则等职业道德教育也是为学生长久的职业生涯筑牢安全防线。当前我国正处于全面建成小康社会的决胜期，中国制造不仅需要大量的科技创新人才，更需要重视和追求服务质量的大国工匠[6]。我们培养的学生除了少部分走向科研岗位强调具有良好的学术道德外，绝大多数同学还是要从事基础的电子设备设计、封装、测试、维修、维护等工作，这类工作中一丝不苟、艰苦卓绝、严谨专注的工匠精神是不可或缺的。电子技术类项目具有很强的实用性，直接应用在我们生产生活的方方面面，关系到人民群众的生命财产安全，在最初的学习阶段就要树立严谨的态度，在模拟电路的设计中体现在完成预定功能的前提下务必做到性能分析精准，特别是对于功率、电压、电流、散热效率等极限值的计算要求绝对精确或预留充足的空间。

例如工匠精神的重要性在反馈放大电路这一章节中体现地非常明显：反馈一词是从电子技术领域首先提出，被广泛应用于许多领域，如社会科学、经济学、控制科学、医学等。在社会中我们通过外界反馈来调整自己的行为，经济上我们通过经济数据的结果反馈调整政策制定，医学上我们可以通过患者的临床表现反馈调整治疗方式。在电子电路中反馈分为两种，正反馈和负反馈，正反馈会使得我们的输出快速到达极限值，多使用在震荡电路中，而负反馈可以使我们的集成电路稳定，我们实用的集成电路中绝大部分是要求其电压、电流、功率稳定在一定范围内的，因此绝大多数的集成电路必须引入负反馈。存在反馈的多级放大电路对于不同频率信号电压或电流的放大会产生相移，这种相移累计达到时，负反馈就变成了正反馈，这时候系统的抗干扰能力会迅速下降，瞬间进入震荡状态，所有信号全部被淹没。因此在设计环节就必须全面考虑其功能和性能要求，在设计阶段就避免正反馈的出现，在生产中甚至出现过已经投产的设备在特定环境下无法工作的情况，将问题解决在设计阶段是最能节省资源的方式。总结来看电子电路中定性分析需严谨，定量分析需精准。

在教学中我们收集了一些因为设计缺陷产生安全问题，导致产品召回给企业造成重大经济损失的案例。例如2018年苹果公司曾经召回某批次iPhone 7，因为其基带电路设计故障导致在有信号覆盖的区域经常出现无信号的提示，为公司造成巨大经济损失，因电子设备起火或电控设备失灵等重大安全事故导致召回的情况在汽车电子设计领域更是不胜枚举，用生动的案例教育学生从事电子设计类工作中务必要精益求精。

四、思政观点的有效融入

课程思政顺利推进的关键在于教师能否恰当地将思政观点适时融入在专业教学当中，在这个过程中，恰当和适时是非常重要的，如果不能把握恰当和适时，往往会起到反作用，难以获得学生认同。这需要专业课教师必须在充分了解课程内容的前提下深挖适合结合思政理论的知识点，实现思政与专业课的完美融入，切忌生拉硬套，使学生产生防御心理，甚至影响正常专业课的开展。经过三年的模电教学，我们对全部的课程内容进行了梳理，总结出以下几个切入点（见表1）。

表1 知识点对应思政观点

以上均为“模拟电子技术基础”课程的重要知识点，该课程占用课时长，与思政教育观点契合程度高，能够覆盖百分之七十以上的专业课大纲内容，非常适合作为课程思政开展的切入点。经过尝试，这种融合开展的方式更容易被学生接受。我们始终认为课程思政不是对过程的要求，而是对结果的要求，若是为了思政而将观点强行切入，必然会出现课程与思政二者割裂开来的效果，不仅得不到预想的效果，甚至会得到反向作用，与我们的初衷相背离。因此继续深入挖掘合适的切入点是我们需要不断研究、不断尝试、不断交流的长期工作。

五、结语

“模拟电子技术基础”是通信工程、自动化、电子信息等专业本科的一门重要专业必修课程，作为一门基础性专业课，该课程覆盖面大，影响广泛，尽早开展课程思政的实践研究具有重要意义。

在“模拟电子技术基础”课程的电路分析中本身就包含了唯物辩证法的分析方法，开展课程思政有着先天优势。电子信息类产业发展迅速，更新迭代速度极快，保持长期的自主学习习惯也是必不可少的。目前电子技术渗透广泛，各行各业的网络化，信息化都是在电子技术的基础之上建立的，底层设备的安全性与人民的生产生活息息相关，因此从业人员的职业道德的树立，工匠精神的培养更是不可或缺的。思政内容能够在模电课程中顺利开展意义重大，模电中很多知识点在后续课程中都有进一步地深入拓展，起到承前启后的作用，因此，将模电课程教学作为课程思政切入点也有利于后续专业课程的开展，未来可以打造多专业共建共享的课程思政教学体系。当前的国际形势下，西方国家对中国的半导体行业合力围剿，培养具有民族责任感的电子类专业技术人员是我们高校相关专业教师义不容辞的责任。