馮 雙 雷家興 李 周 湯 奕

(東南大學(xué) 電氣工程學(xué)院,南京 210096)

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào),高校思想政治工作要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程,實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人,努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面。因此如何將課程思政融入專(zhuān)業(yè)知識(shí),努力形成“三全育人”的格局,是高校教育的重要任務(wù)。

“電子技術(shù)”課程是東南大學(xué)電氣工程學(xué)院針對(duì)工科非電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,選修該課程的學(xué)生人數(shù)眾多[1]。此外,該課程涉及模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí),是所有先進(jìn)電子技術(shù)的基礎(chǔ),思政素材豐富。學(xué)生人數(shù)眾多和課程與前沿技術(shù)的緊密相關(guān)性使得該課程十分適合且有必要融入思政教育。國(guó)內(nèi)已有不少高校和教師對(duì)相近課程的課程思政進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[2]針對(duì)“電路與模擬電子技術(shù)”,以問(wèn)題為引導(dǎo),以恰當(dāng)?shù)厝谌胨颊貫槟繕?biāo),梳理課程的知識(shí)點(diǎn),挖掘課程中的思政元素,并將其融入到課程的教學(xué)過(guò)程中。文獻(xiàn)[3]圍繞“立德樹(shù)人”目標(biāo)的要求,深入探討了新工科背景下“數(shù)字電子技術(shù)”課程思政的內(nèi)涵。文獻(xiàn)[4]針對(duì)電力電子類(lèi)課程的建設(shè)路徑分別結(jié)合第一課堂(知識(shí)傳授),第二課堂(科研實(shí)訓(xùn))和第三課堂(文化傳承)分析了思政措施和成效。

但是長(zhǎng)期以來(lái),由于種種原因,“電子技術(shù)”課程思政元素不足,無(wú)法滿足“三全育人”的要求。因此,本文首先對(duì)“電子技術(shù)”課程目前思政元素不足的原因分別從客觀教學(xué)內(nèi)容、主觀重視程度、教師思政水平進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)“電子技術(shù)”課程特點(diǎn),從四個(gè)教學(xué)階段給出了課程思政深度融入的方法,并給出典型案例,全方位多角度地展示如何將課程思政融入“電子技術(shù)”課程中,為“電子技術(shù)”“電路”“模擬電路”“數(shù)字電路”等相關(guān)課程的教師提供有益參考。

1 現(xiàn)狀及原因分析

長(zhǎng)期以來(lái)“電子技術(shù)”課程中的思政元素不足,對(duì)提升學(xué)生的家國(guó)情懷和政治擔(dān)當(dāng)?shù)淖饔貌粔?究其根本原因,筆者認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn):

(1)教學(xué)內(nèi)容多,可用于思政教育的時(shí)間十分有限。由于課程教學(xué)內(nèi)容同時(shí)涵蓋了模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí),它既有自身的理論體系,又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。因此教師與學(xué)生疲于追趕教學(xué)進(jìn)度與學(xué)習(xí)進(jìn)度,難以顧及思政教育。

(2)重視程度不夠,教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于知識(shí)的傳遞。在就業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻的背景下,大部分教師更加重視專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能,而對(duì)思想政治知識(shí)重視程度不夠,認(rèn)為其與專(zhuān)業(yè)知識(shí)關(guān)系不大,或可由專(zhuān)門(mén)的思政課程進(jìn)行傳授。

(3)教師自身思政水平限制了課程思政的實(shí)施。對(duì)于工科教師來(lái)說(shuō),其本身的思政水平總體略弱于文科教師,而課程思政要求教師不僅有較高的思政水平,還要能夠靈活地與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合。

因此,如何在授課中巧妙地融入思政元素,同時(shí)又保證在有限的課時(shí)下順利完成難度大、內(nèi)容多的教學(xué)任務(wù),這就需要精心對(duì)課程思政融入“電子技術(shù)”的教學(xué)設(shè)計(jì)方法和典型案例進(jìn)行深入研究。

電子技術(shù)課程內(nèi)容眾多,環(huán)節(jié)豐富,主要包括課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后作業(yè)和課程實(shí)驗(yàn),若將所有的課程思政內(nèi)容加入課堂教學(xué)中,一方面課程時(shí)長(zhǎng)不夠,另一方面也容易導(dǎo)致思政融入過(guò)于刻意的問(wèn)題。其實(shí)在課程的每個(gè)環(huán)節(jié)均可以巧妙地融入課程思政,達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的作用。因此本文分四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),根據(jù)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)思政融入的難點(diǎn),分別總結(jié)了思政融入的方法,如圖1所示。

圖1 不同教學(xué)環(huán)節(jié)思政融入的方法與典型案例

2 基于背景學(xué)習(xí)法的課前預(yù)習(xí)

古人云:凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。良好的課前預(yù)習(xí)可以使得學(xué)生對(duì)知識(shí)整體架構(gòu)有一個(gè)較好的掌握,聽(tīng)課目標(biāo)更加明確,從而把握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。同時(shí)考慮到課程知識(shí)點(diǎn)的難度,課前預(yù)習(xí)的目標(biāo)主要側(cè)重于了解知識(shí)背景和基本知識(shí)點(diǎn),而電子技術(shù)是十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù),在近一百年來(lái)發(fā)展最為迅速,其中我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展之路也頗為曲折,因此在知識(shí)背景中有眾多思政元素融入的空間。另一方面相比于課堂教學(xué)、課后作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié),課前預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)由于對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握的要求較低,也更適合融入思政元素。

以“電子技術(shù)”課程半導(dǎo)體器件一章為例[5],該章節(jié)從半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性開(kāi)始介紹到構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的PN結(jié),最后介紹了最常見(jiàn)的半導(dǎo)體器件二極管和雙極型晶體管。本章為所有課程的基礎(chǔ),其學(xué)習(xí)過(guò)程也暗含了電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程。電子技術(shù)在二十世紀(jì)發(fā)展最為迅速,而我國(guó)在這段時(shí)間內(nèi)社會(huì)局勢(shì)呈現(xiàn)出極為復(fù)雜的局面,社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政治形勢(shì)都出現(xiàn)重大變革,因而電子技術(shù)的發(fā)展也頗為曲折。因此在課前預(yù)習(xí)階段可以分別從技術(shù)整體發(fā)展規(guī)律的角度和我國(guó)電子技術(shù)的曲折發(fā)展的角度融入思政元素。

一方面從技術(shù)整體發(fā)展規(guī)律的角度,電子技術(shù)的發(fā)展史反映了辯證唯物主義中事物發(fā)展的質(zhì)量互變規(guī)律。早在1833 年半導(dǎo)體就首次進(jìn)入人們的視野,19 世紀(jì)后期,科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他類(lèi)型的典型半導(dǎo)體現(xiàn)象。但是直到1947 年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明第一個(gè)基于鍺半導(dǎo)體的點(diǎn)接觸晶體管,半導(dǎo)體應(yīng)用才開(kāi)始了高速的發(fā)展,而后逐漸發(fā)展出了各種晶體管及后來(lái)的各種規(guī)模的集成電路。半導(dǎo)體技術(shù)的萌芽、半導(dǎo)體工業(yè)的繁榮和迅速發(fā)展歷程,實(shí)際上也反映了辯證唯物主義中事物發(fā)展的質(zhì)量互變規(guī)律。半導(dǎo)體現(xiàn)象的首次發(fā)現(xiàn)和其他半導(dǎo)體現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是量的積累,這直接導(dǎo)致了1947年晶體管的發(fā)明,使得半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化。

另一方面從我國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)曲折發(fā)展的角度,引導(dǎo)學(xué)生厚植愛(ài)國(guó)情懷。由于半導(dǎo)體迅速發(fā)展的時(shí)期,尤其是晶體管發(fā)展的初期,我國(guó)正處于戰(zhàn)火連天的抗日戰(zhàn)爭(zhēng)和解放戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,科研進(jìn)展停滯。解放后,我國(guó)各行各業(yè)百?gòu)U待興,急缺相關(guān)人才,1957 年“中國(guó)半導(dǎo)體之母”林蘭英沖破重重阻撓毅然從美國(guó)學(xué)成回國(guó),冒險(xiǎn)帶回鍺單晶、硅單晶,研制的硅外延材料為“兩彈一星”作出重要貢獻(xiàn)。此后,我國(guó)半導(dǎo)體器件從60 年代的硅平面管發(fā)展到硅光電池,以及近期的硅集成電路、砷化鎵激光器、各種微波器件等;半導(dǎo)體材料從無(wú)到有,從低級(jí)到高級(jí),從落后到先進(jìn),這些同林蘭英分不開(kāi)。以林蘭英為我國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)做出的貢獻(xiàn)為典型正面案例,引導(dǎo)學(xué)生厚植愛(ài)國(guó)情懷,積極投身強(qiáng)國(guó)偉業(yè)中。

3 基于關(guān)聯(lián)教學(xué)法的課堂教學(xué)

習(xí)近平總書(shū)記指出:“充分用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道,守好一段渠、種好責(zé)任田”。因此,課堂教學(xué)不僅是傳授知識(shí)的主陣地,也是課程思政的重要環(huán)節(jié)。但是“電子技術(shù)”課程長(zhǎng)期存在課程內(nèi)容與教學(xué)時(shí)長(zhǎng)之間的矛盾,因此如何在不過(guò)多占用專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)時(shí)間的條件下,將思政內(nèi)容有機(jī)融入是課堂教學(xué)中的難點(diǎn)。

因此,本文提出分析知識(shí)聯(lián)系的關(guān)聯(lián)教學(xué)法,一方面縱向上課程中相當(dāng)多的知識(shí)存在承前啟后的緊密關(guān)聯(lián),另一方面橫向上課程的內(nèi)容與當(dāng)前科技的發(fā)展熱點(diǎn)之間也存在間接輔助或直接支撐的關(guān)系,通過(guò)挖掘知識(shí)之間的縱向關(guān)系可以引申出多種人生哲理,加強(qiáng)學(xué)生品德修養(yǎng);通過(guò)分析所學(xué)知識(shí)與當(dāng)前科技發(fā)展熱點(diǎn)之間的關(guān)系可以引導(dǎo)學(xué)生增長(zhǎng)知識(shí)見(jiàn)識(shí)。

課程內(nèi)容本身縱向關(guān)聯(lián)的案例以基本門(mén)電路及其組合為例,我們可以發(fā)現(xiàn)加法器、編碼器、譯碼器,以及更加復(fù)雜的組合邏輯電路均是由基本的門(mén)電路組成的,在分析復(fù)雜組合邏輯電路的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生思考個(gè)人與整體之間的關(guān)系,每個(gè)人都是祖國(guó)的十四億分之一,因?yàn)橛袩o(wú)數(shù)個(gè)十四億分之一的堅(jiān)守與貢獻(xiàn)才有了強(qiáng)盛的祖國(guó),激勵(lì)學(xué)生的奮斗精神。而另一方面,繁榮強(qiáng)盛的祖國(guó)又是每個(gè)十四億分之一的中國(guó)人的強(qiáng)大后盾,從而激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

與時(shí)事熱點(diǎn)橫向關(guān)聯(lián)的案例如,在學(xué)習(xí)運(yùn)算放大器一章時(shí),會(huì)學(xué)習(xí)到典型的運(yùn)算放大器芯片,此時(shí)可以聯(lián)系2020 年美國(guó)制裁華為,限制華為使用美國(guó)的技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)和制造半導(dǎo)體芯片。由于我國(guó)在芯片制造方面的短板,受到美國(guó)限制之后,華為在通訊等各方面的發(fā)展遭到了嚴(yán)重的打擊,無(wú)“芯”可用的華為手機(jī)更是遭遇了斷崖式的下跌,警醒了我們?cè)陉P(guān)鍵技術(shù)上的欠缺,從而堅(jiān)定理想信念。但是另一方面我們也要看到華為并沒(méi)有選擇屈服,而是勇往直前,加強(qiáng)研發(fā)鴻蒙系統(tǒng)和鯤鵬計(jì)算生態(tài),內(nèi)部零件逐漸實(shí)現(xiàn)去美國(guó)化,使得利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)了逆勢(shì)增長(zhǎng)。相信民族企業(yè)華為能夠通過(guò)自身技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家的強(qiáng)大走出逆境,而學(xué)生們也要從中學(xué)習(xí)發(fā)揚(yáng)這種奮斗精神。

4 基于三觀熏陶法的課堂教學(xué)

《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)大學(xué)生思想政治教育的意見(jiàn)》明確指出:“加強(qiáng)人文素質(zhì)和科學(xué)精神教育”。這里將加強(qiáng)大學(xué)生的人文素質(zhì)教育與科學(xué)精神教育放在同一位置,體現(xiàn)了人文素質(zhì)教育的重要性。而傳統(tǒng)的“電子技術(shù)”課程的課堂普遍缺失人文情懷,成為課程思政教育中的薄弱環(huán)節(jié)。

本課程提出結(jié)合人文情懷的“三觀”熏陶法,在嚴(yán)謹(jǐn)知識(shí)點(diǎn)講解中融入人文情懷,在潛移默化中為學(xué)生樹(shù)立正確世界觀、人生觀、價(jià)值觀。通過(guò)將人文素質(zhì)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來(lái),高效服務(wù)于新工科建設(shè)。

古有李白在抱負(fù)無(wú)法施展之時(shí),寫(xiě)下:“行路難,行路難,多歧路,今安在?長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí),直掛云帆濟(jì)滄海?！苯o同樣遇到挫折、而感到前路茫然的人們力量,盡管前路障礙重重,但仍將有一天會(huì)乘長(zhǎng)風(fēng)破萬(wàn)里浪,掛上云帆,橫渡滄海,到達(dá)理想的彼岸。日本中村先生的藍(lán)光二極管發(fā)明之路也同樣曲折,紅光和綠光LED早已發(fā)明出來(lái),而藍(lán)光LED卻由于亮度效率太低,無(wú)法商用,研究者們大多放棄氮化鎵,轉(zhuǎn)向其他材料。而中村先生則堅(jiān)持氮化鎵技術(shù)路線,雖然困難重重,但是他堅(jiān)持不懈,最終乘風(fēng)破浪達(dá)到理想彼岸,使藍(lán)光LED的亮度和效率大大提高,獲得了2014 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。作為中國(guó)文化的精粹,中國(guó)古典詩(shī)詞及其所表達(dá)的遇到困難堅(jiān)持不懈的人生觀與現(xiàn)代科學(xué)事跡相結(jié)合,在充滿人文情懷的意境中陶冶學(xué)生的情操。

5 基于主動(dòng)發(fā)現(xiàn)法的課后作業(yè)

新工科背景下,我國(guó)高等教育的目標(biāo)是培養(yǎng)綜合素質(zhì)高和創(chuàng)新能力強(qiáng)的新型復(fù)合人才,為國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的需要服務(wù)。傳統(tǒng)的單一習(xí)題形式的課后作業(yè)僅能起到鞏固課上知識(shí)點(diǎn)的作用,如何從課后作業(yè)的角度融入思政元素,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力值得深入研究。

本文提出了豐富作業(yè)形式的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)法,通過(guò)多種多樣的作業(yè)形式,如實(shí)例分析、現(xiàn)狀調(diào)研、仿真對(duì)比等形式,得出各自的結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,在這過(guò)程中通過(guò)對(duì)形式和主題的把控實(shí)現(xiàn)厚植愛(ài)國(guó)情懷、增長(zhǎng)知識(shí)見(jiàn)識(shí)和增強(qiáng)綜合素養(yǎng)等多種思政元素的融入。

如在觸發(fā)器與時(shí)序邏輯電路一章中,計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)十分重要,該部分的課后練習(xí)可以打破傳統(tǒng)習(xí)題形式,采用Multisim仿真的形式,并且不指定芯片,只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)進(jìn)制的同步或異步進(jìn)制的計(jì)數(shù)器均可,進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際可讓學(xué)生搭建60 s計(jì)時(shí)器?？紤]到Multisim為美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出的電路仿真軟件,因此要求學(xué)生調(diào)研此類(lèi)電路仿真軟件是否有類(lèi)似的國(guó)產(chǎn)化軟件,如圖2所示分別為學(xué)生基于國(guó)內(nèi)外電路設(shè)計(jì)軟件搭建的60 s計(jì)數(shù)器。最后可以挑選典型的設(shè)計(jì)方案在班級(jí)進(jìn)行分享。此案例中首先面對(duì)相同的要求,每位學(xué)生均可以有自己的實(shí)現(xiàn)方式,正如人生的多種可能性,引導(dǎo)學(xué)生多途徑實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。此外,通過(guò)國(guó)產(chǎn)替代軟件的調(diào)研,可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)已有一些國(guó)產(chǎn)EDA軟件,但是相對(duì)進(jìn)口軟件還不夠成熟,如缺少一些常用芯片、功能漏洞相對(duì)較多。從而體會(huì)國(guó)家在工業(yè)仿真軟件方面的進(jìn)步和不足,堅(jiān)定理想信念,回答為誰(shuí)培養(yǎng)人才的問(wèn)題。

(a)基于美國(guó)Multisim軟件

6 基于知行合一法的課程實(shí)驗(yàn)

電子技術(shù)是一門(mén)十分重視實(shí)踐和應(yīng)用的工科課程,因此課程實(shí)驗(yàn)是十分重要的環(huán)節(jié),通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì),學(xué)生可以自己動(dòng)手驗(yàn)證課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí),為技術(shù)創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。但是在實(shí)際執(zhí)行中,學(xué)生往往對(duì)實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié)重視不夠,導(dǎo)致理論知識(shí)扎實(shí),而實(shí)踐能力不足。如何合理地在課程實(shí)驗(yàn)中融入思政元素,提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視,更好地塑造學(xué)生的科學(xué)品格是實(shí)驗(yàn)課程中值得深思的問(wèn)題。

本文將思政融入課程實(shí)驗(yàn)的方法總結(jié)為實(shí)踐求真求是的知行合一法。由于實(shí)驗(yàn)多個(gè)環(huán)節(jié)中本身就包含相當(dāng)多的思政元素,因此通過(guò)實(shí)驗(yàn)本身即可從多個(gè)角度更好地激發(fā)學(xué)生求真、求是的科學(xué)精神。外在方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的布置,張貼經(jīng)典諾貝爾獎(jiǎng)獲得者晶體管之父威廉·肖克利、信息論的創(chuàng)始人也是采樣定理的提出者克勞德·香農(nóng)、“中國(guó)半導(dǎo)體之母”林蘭英等科研人物及其事跡激發(fā)學(xué)生感受科學(xué)精神和愛(ài)國(guó)情懷。內(nèi)在方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)程序和設(shè)備操作的嚴(yán)格規(guī)定,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和誤差的理論分析,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察、實(shí)事求是的科學(xué)品格。

7 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)電子技術(shù)飛速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,開(kāi)展課程思政建設(shè)對(duì)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要,只有始終把立德放在人才培養(yǎng)的首位,才能培養(yǎng)出為中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)奮斗終身的有用人才。本文從課程的四個(gè)階段提出了各具特色的課程思政融入方法,并提供了典型案例。為“電子技術(shù)”“模擬電路”“數(shù)字電路”等工科相關(guān)課程提供了有意義的參考。未來(lái),還需進(jìn)一步擴(kuò)充案例的數(shù)量和形式,形成較為豐富完整的“電子技術(shù)”課程思政元素庫(kù)或案例庫(kù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,還可進(jìn)一步考慮結(jié)合線上資源和線上線下結(jié)合的課程思政方法。