華旭奮,孫曉艷
(無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214121)
2020年是無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院榮膺中國(guó)特色高水平高職學(xué)校A 檔的建設(shè)之年,學(xué)校大力實(shí)施“質(zhì)量立校、人才強(qiáng)校、特色名校、開(kāi)放興校、文化厚校”戰(zhàn)略,積極打造“領(lǐng)軍全國(guó),國(guó)際知名的智能制造特色?!?。
面對(duì)新形勢(shì)、新任務(wù)、新挑戰(zhàn),該院《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程,積極探索線上、線下教學(xué)和課程思政結(jié)合的新方向,創(chuàng)新教學(xué)方式,在教學(xué)實(shí)踐中做了一些有益的探索。
百年交大的創(chuàng)建者曾鯤化先生曾云:“知以致行,行以致知,踐知踐行,踐行踐知,行而增知,知而篤行,循回往復(fù),次第進(jìn)化,最終成就大事!”。理論是實(shí)踐的基礎(chǔ),實(shí)踐是理論的延伸。
該課程作為《數(shù)字電子技術(shù)》的配套實(shí)踐課程,是面向電類專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修、 獨(dú)立設(shè)課的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,共16 學(xué)時(shí),通過(guò)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐,鞏固和加強(qiáng)數(shù)字電子技術(shù)課程的基本理論和基本應(yīng)用;培養(yǎng)學(xué)生具有良好的電路設(shè)計(jì)、電路仿真、電路調(diào)試和分析電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力; 并有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、獨(dú)立的工程實(shí)踐應(yīng)用能力,引領(lǐng)學(xué)生促成深度學(xué)習(xí)的發(fā)生[1]。
根據(jù)人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn),參照國(guó)家《維修電工》職業(yè)技能鑒定考核要求,課程內(nèi)容與崗位能力要求對(duì)接、畢業(yè)證書(shū)與職業(yè)技能證書(shū)對(duì)接,整個(gè)課程鏈接8 個(gè)教學(xué)內(nèi)容,如表1 所示。
并確定課程的具體學(xué)習(xí)目標(biāo)如下。
(1)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)字邏輯電路原理研究和分析設(shè)計(jì)目標(biāo),制定多種實(shí)現(xiàn)方案,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(2)運(yùn)用仿真工具進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力培養(yǎng)。掌握利用仿真工具進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的方法,進(jìn)行多種方案比較,掌握分析實(shí)際硬件設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果之間關(guān)系的能力。
(3)儀器使用及與測(cè)試分析總結(jié)方法培養(yǎng)。能夠運(yùn)用常用電子儀器設(shè)備,針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)方案。熟練掌握對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)試及分析方法、數(shù)據(jù)處理方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表達(dá)方法,撰寫(xiě)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
表1 《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)內(nèi)容一覽表
在雙高建設(shè)中,該校的定位明確,“將繼續(xù)培育大批智能制造類高素質(zhì)技術(shù)技能人才,通過(guò)技術(shù)研發(fā)和集成創(chuàng)新,建成引領(lǐng)中小企業(yè)智能化升級(jí)的智能制造特色校,努力打造智能制造‘大國(guó)工匠’的搖籃。”
圍繞這一人才培養(yǎng)目標(biāo),通過(guò)教學(xué)分析,我們確定線上、線下雙主線方式,通過(guò)信息化資源與手段,課前、課中、課后三位一體踐行知識(shí)能力目標(biāo)+課程思政目標(biāo)。
線上:“知識(shí)傳遞在課外”,基于中國(guó)大學(xué)慕課等教學(xué)平臺(tái),深度挖掘提煉課程知識(shí)體系中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵,科學(xué)合理拓展課程的廣度、深度和溫度,增加課程的知識(shí)性、人文性,提升引領(lǐng)性、時(shí)代性和開(kāi)放性。
線下:“知識(shí)內(nèi)化在課堂”,以項(xiàng)目為載體,任務(wù)驅(qū)動(dòng),教學(xué)做合一的教學(xué)模式,構(gòu)建理、虛、實(shí)三位一體的多維課堂,教學(xué)中采用小組合作探究等多種教學(xué)方法,注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一,增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問(wèn)題的實(shí)踐能力[2]。
下面以實(shí)驗(yàn)8(555 時(shí)基電路及其應(yīng)用)為例說(shuō)明教學(xué)實(shí)施過(guò)程,根據(jù)職業(yè)規(guī)范和崗位要求,結(jié)合認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),蘊(yùn)含課程思政理念的教學(xué)實(shí)施分為三大環(huán)節(jié):課前自主學(xué)習(xí)(資源建設(shè)中挖掘課程思政元素)、課中深化演練(課程思政有機(jī)融入課堂教學(xué))、課后拓展提高(提升立德樹(shù)人的成效)。
課前自主學(xué)習(xí):網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源由“理論講解”“實(shí)驗(yàn)儀器”“實(shí)驗(yàn)操作”“在線練習(xí)”和“主題討論”5 個(gè)部分構(gòu)成。“理論講解”為課程核心部分,每次實(shí)驗(yàn)按照知識(shí)點(diǎn)被拆分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的 “部分”,視頻長(zhǎng)度基本在5~15 min 之間;“實(shí)驗(yàn)儀器”擴(kuò)展性地介紹了該實(shí)驗(yàn)中的主要儀器;“實(shí)驗(yàn)操作”主要演示實(shí)驗(yàn)電路搭建和調(diào)試的關(guān)鍵步驟;“在線練習(xí)”和“主題討論”為課程實(shí)踐部分,教師收集學(xué)生課前的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),圍繞學(xué)生課前存在的主要問(wèn)題,調(diào)整課中重點(diǎn)講授內(nèi)容。學(xué)習(xí)資源中科學(xué)設(shè)計(jì)課程思政元素尤為關(guān)鍵,主要思政映射與融入點(diǎn)。
3.1.1 555 定時(shí)器誕生歷史介紹(理論講解)
融入點(diǎn)(芯片):從1972年美國(guó)Signetics 公司研制誕生到現(xiàn)在,銷量過(guò)百億,可以說(shuō)是歷史上最成功的芯片,從民用擴(kuò)展到火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、航天等高科技領(lǐng)域,用途之廣遍及電子應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域,全世界各大半導(dǎo)體公司競(jìng)相仿制、生產(chǎn),在40 多年的時(shí)間里,全球的電子設(shè)計(jì)者,前赴后繼,用555 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)又一個(gè)應(yīng)用電路。
思政映射(做有理想、有追求的大學(xué)生,做有擔(dān)當(dāng)、有作為的大學(xué)生):芯片雖小,卻是各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化的基礎(chǔ),一直是全球高科技國(guó)力較量的焦點(diǎn),是名副其實(shí)的大國(guó)重器。而中國(guó)每年制造數(shù)以億計(jì)的電子產(chǎn)品,可長(zhǎng)期以來(lái)卻被指甲蓋大小的芯片“扼住咽喉”。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年進(jìn)口芯片的費(fèi)用甚至超過(guò)石油。華為事件,凸顯了日趨復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境下,科技博弈已是明顯趨勢(shì),雖然我國(guó)在信息科技領(lǐng)域奮力追趕,但一些尖端技術(shù)仍面臨著受制于人的局面,大學(xué)生理應(yīng)用責(zé)任和擔(dān)當(dāng)書(shū)寫(xiě)青春:勤學(xué)奮斗、增長(zhǎng)才干,努力練好人生和事業(yè)的基本功,肩負(fù)時(shí)代責(zé)任,高揚(yáng)理想風(fēng)帆。
3.1.2 光敏電阻的知識(shí)講解(理論講解)
融入點(diǎn)(光電效應(yīng)定律):介紹光敏電阻的緣起,1887年,德國(guó)物理學(xué)家赫茲在證明波動(dòng)理論實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn):兩個(gè)鋅質(zhì)小球之一用紫外線照射,則在兩個(gè)小球之間就非常容易跳過(guò)電火花,這個(gè)光能變成電能的奇特效應(yīng)后來(lái)被稱為光電效應(yīng)。
1902年,德國(guó)物理學(xué)家萊納德也對(duì)其進(jìn)行了研究,1905年,愛(ài)因斯坦,極具想象力地運(yùn)用相對(duì)論和光量子理論解釋了光電效應(yīng),列出了光電方程式。美國(guó)的羅伯特·密立根,在此后的10年,證實(shí)了愛(ài)因斯坦的理論正確無(wú)誤,1921年,愛(ài)因斯坦因?yàn)椤肮怆娦?yīng)定律的發(fā)現(xiàn)” 獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),1923年密立根因?yàn)椤瓣P(guān)于基本電荷以及光電效應(yīng)的工作”獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
思政映射 (質(zhì)疑是科學(xué)精神不可分割的一部分):美國(guó)的羅伯特·密立根,在此后的10年,他花了很大精力進(jìn)行光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,從不認(rèn)同愛(ài)因斯坦的理論卻反而證實(shí)了愛(ài)因斯坦的理論正確無(wú)誤。合理質(zhì)疑,實(shí)質(zhì)是一種批判性思維方式,不先入為主地迷信書(shū)本和權(quán)威,以懷疑的眼光看待事物和已有觀點(diǎn),正是科學(xué)的精髓所在、價(jià)值所在,現(xiàn)在,中國(guó)正向著世界科技強(qiáng)國(guó)奮進(jìn),年輕人迫切需要勇于質(zhì)疑、科學(xué)質(zhì)疑,在探索未知,道阻且長(zhǎng)的過(guò)程中,不斷校正發(fā)展的航向,才可能碰撞出更多更好的創(chuàng)新火花。
3.1.3 示波器的使用(實(shí)驗(yàn)儀器)555 應(yīng)用電路搭建與調(diào)試(實(shí)驗(yàn)操作)
融入點(diǎn):(職業(yè)理想和職業(yè)道德教育——精于工、匠于心、品于行)。
思政映射:(工匠精神——鍥而不舍、精益求精、勇攀高峰、追求卓越)教育引導(dǎo)學(xué)生深刻理解并自覺(jué)實(shí)踐各行業(yè)的職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范,增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感,培養(yǎng)遵紀(jì)守法、愛(ài)崗敬業(yè)、無(wú)私奉獻(xiàn)、誠(chéng)實(shí)守信、開(kāi)拓創(chuàng)新的職業(yè)品格和行為習(xí)慣“追求卓越”的精神、“執(zhí)念細(xì)節(jié)”的態(tài)度、“堅(jiān)持不懈”的毅力……。
課中深化演練: 作品采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的信息化教學(xué)方法,課程思政有機(jī)融入課堂教學(xué)的4 個(gè)步驟。
3.2.1 創(chuàng)設(shè)情境,提高育人實(shí)效性
通過(guò)視頻素材,引出生活中最常見(jiàn)的一個(gè)場(chǎng)景:路燈自動(dòng)照明電路,當(dāng)環(huán)境光線高于設(shè)定值時(shí),路燈熄滅;當(dāng)環(huán)境光線低于設(shè)定值時(shí),路燈自動(dòng)點(diǎn)亮,提出問(wèn)題。
融入點(diǎn)(路燈自動(dòng)照明電路):以學(xué)生為主體,創(chuàng)設(shè)有效、符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和思維水平的情境。
思政映射(生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展觀):2020年,一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情,引起全世界的關(guān)注,也讓我們?cè)僖淮握J(rèn)識(shí)到“仰望夜空,繁星閃爍。地球是全人類賴以生存的唯一家園?!比绾巫屓祟愒谶@個(gè)美麗星球上詩(shī)意地棲居? 如何實(shí)現(xiàn)順應(yīng)自然、保護(hù)生態(tài)的綠色發(fā)展?
引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到: 資源環(huán)境制約是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的突出矛盾。綠色是工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的底色,推動(dòng)綠色發(fā)展是提升我國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必然途徑。加強(qiáng)節(jié)能控制技術(shù)改造更好的照明技術(shù),不但能夠更好地服務(wù)城市居民,而且也讓城市變得更加節(jié)能環(huán)保,節(jié)約電力,節(jié)省開(kāi)支。
3.2.2 通過(guò)設(shè)計(jì)遞進(jìn)的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生初步形成實(shí)驗(yàn)方案
(1)理解實(shí)驗(yàn)原理, 學(xué)會(huì)查閱電子器件手冊(cè)和在網(wǎng)上查詢電子器件有關(guān)資料。(2)結(jié)合具體項(xiàng)目的需要,正確完成實(shí)驗(yàn)方案。(3)運(yùn)用虛擬軟件繪制出電路原理圖,通過(guò)仿真反復(fù)驗(yàn)算電路參數(shù),并確定元器件參數(shù),完成單元電路的設(shè)計(jì),融入點(diǎn)(電路仿真):教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題就像一個(gè)個(gè)路標(biāo),為學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)指明了方向。引導(dǎo)學(xué)生積極思考,幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)思路,在潛移默化中學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)研究方法。
思政映射(弘揚(yáng)科學(xué)精神和工匠精神;團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)):(1)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),常常因考慮不全而出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷,當(dāng)遇到困難時(shí),要鼓勵(lì)學(xué)生:“天下大事,必作于細(xì)”,工匠精神的內(nèi)涵就是嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精,是一種職業(yè)精神,職業(yè)道德、職業(yè)能力、職業(yè)品質(zhì)的體現(xiàn)。營(yíng)造多維互動(dòng)交流氛圍,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題,每個(gè)細(xì)節(jié)都精心打磨,專注、精確。(2)通過(guò)分組討論教學(xué)中有效的組織和合理分工,培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)與團(tuán)隊(duì)合作。小組就實(shí)驗(yàn)方案展開(kāi)激烈討論,在討論中發(fā)現(xiàn)思維盲點(diǎn),篩選出最佳方案,增加探究的方向性。
3.2.3 實(shí)踐探究、解決任務(wù)
(1)學(xué)生借助教學(xué)仿真軟件中自動(dòng)生成元器件清單,領(lǐng)取元器件。(2)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱上完成電路布局與連接。(3)學(xué)生能夠設(shè)計(jì)正確的測(cè)試方案,正確使用常用電子儀器,并初步掌握電路調(diào)試方法和初步學(xué)會(huì)分析、查找和排除實(shí)驗(yàn)電路中故障的方法。(4)調(diào)試成功后,調(diào)試過(guò)程拍攝視頻上傳系統(tǒng)供教師評(píng)價(jià),系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)排行榜便于學(xué)生及時(shí)的了解自己在該班內(nèi)的技能水平。
融入點(diǎn):(排版、連線與調(diào)試)。
思政映射(馬克思主義的世界觀、方法論-實(shí)踐出真知):“紙上得來(lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行”,引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐出真知,以知促行、以行求知,按照5S 要求,堅(jiān)持養(yǎng)成教育。大學(xué)生不僅要多儲(chǔ)備知識(shí),更要有實(shí)干精神,空談?wù)`國(guó),實(shí)干才能興邦。在實(shí)踐探究中培養(yǎng)學(xué)生的基本技能,提高學(xué)生辯證思維、理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。
3.2.4 歸納總結(jié)、任務(wù)拓展
(1)正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、判斷、歸納與總結(jié)。(2)上傳符合要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
融入點(diǎn):(實(shí)驗(yàn)報(bào)告)。
思政映射(社會(huì)主義核心價(jià)值觀:誠(chéng)信教育)在當(dāng)代中國(guó),誠(chéng)信為公民踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀提供道德支撐,社會(huì)發(fā)展離不開(kāi)誠(chéng)信,誠(chéng)信的缺失給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)一系列負(fù)面影響,如果任其發(fā)展,全面建成小康社會(huì)將成為空話,積極引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成講誠(chéng)信的好習(xí)慣,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不弄虛作假,不抄襲他人報(bào)告、獨(dú)立完成作業(yè),營(yíng)造人人講誠(chéng)信的良好社會(huì)風(fēng)尚。
課后拓展提高,利用世界技能大賽中國(guó)選手取得的優(yōu)秀成績(jī)和事跡,借助同齡人榜樣力量,引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生共鳴,幫助學(xué)生與“互聯(lián)網(wǎng)+”等技能大賽對(duì)接,成為有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)碾p創(chuàng)青年,打造知識(shí)傳承和創(chuàng)新的中堅(jiān)力量,提升育人實(shí)效。
當(dāng)前,課程思政正在全國(guó)范圍內(nèi)全面鋪開(kāi),成為高校課程育人的重要舉措,《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程雖然在課程思政融合方面取得了一些成效,但育人理念和育人實(shí)踐方面不可能一蹴而就: 如何避免牽強(qiáng)的開(kāi)展課程思政,忽視學(xué)科教學(xué)而喧賓奪主、專業(yè)課教師駕馭“課程思政”的能力與意識(shí)、完善課程思政建設(shè)評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制等都需要廣大教師進(jìn)一步研究、實(shí)踐和提升。