模擬電子技術課程思政元素初探

[摘? ? ? ? ? ?要]? ?課程思政是為中華民族的偉大復興培養人才而提出的教育理念，其根本任務是“立德樹人”。針對模擬電子技術課程的一些重要知識點，挖掘其中蘊含的哲學原理，提出相關的思政元素，以便在模電教學過程中闡明其中的哲學思想，這對學生理解和掌握課程相關知識點問題有幫助，顯著增強教學效果。同時，將相關的哲學思想擴展到人生問題和社會問題中，提升學生對一般事物的認知能力，培養其獨立人格，從而達到教書育人的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? 模擬電子技術課程;思政元素;課程思政

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）44-0072-02

近期，教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》（下文簡稱《綱要》），要求全面推進高校課程思政建設。《綱要》明確指出，理學工學類專業課程要在課程教學中把馬克思主義立場、觀點、方法的教育與科學精神的培養結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。模擬電子技術是一門涉及較多基本定理定律和分析方法的專業基礎課程，其課程思政元素可以圍繞這些知識要點展開，以便讓學生在掌握專業知識要點的同時提高對社會問題的分析和解決能力。模擬電子技術課程思政，并不是要將這門課程變成政治老師的模電課或者模電老師的政治課，仍然是模電老師的模電課，這是模電課程思政的基本原則。也就是說，應該充分挖掘模電課程知識點里面蘊含的辯證思維方法和哲學原理（例如萬事同理、萬物同構、殊途同歸），引入日常的教學過程中，促使學生舉一反三，達到事半功倍的教學效果。“寓道于教”，潤物細無聲，助力大學生養成辯證思維習慣，從而達到“立德樹人”的目的。[1]

一、思政元素舉例

模擬電子技術課程教學是圍繞著電子元件及其應用電路來開展的，其核心元件是二極管、三極管、集成運放;典型應用電路主要有基本放大器、負反饋放大器、信號運算與處理電路、信號發生與轉換電路以及直流穩壓電源等。因此，思政元素的挖掘應該首先從核心元件的特性及其典型應用電路來展開。

（一）二極管開關特性的思政元素

二極管具有非線性的伏安特性，如果用物理方法建模，用20多個參數更真實地反映其本來面目，列出很復雜的數學方程來研究電路特性，那就必須借助于現代仿真技術，利用EDA軟件來進行。在計算機及EDA軟件沒有廣泛應用之前，為了方便快捷地研究電路性能、了解現場實際元件及電路的工作情況，我們的先輩針對非線性元件發明了外特性建模方法。結合二極管元件的工作狀態，在特定的工作區域，抓住二極管具有單向導電性這一主要矛盾，去粗取精，建立了開關特性的模型（包括理想二極管模型和恒壓降模型），這兩個模型的主要差異其實是計算精度（當二極管相當于開關閉合時，是否考慮導通壓降），顯然，這需要根據二極管外電路的電壓大小來選擇具體采用哪一種模型以獲得需要的精度。這種在特定工作條件下，利用元件模型來替換實際元件，將非線性電路進行線性化處理，對電路特性和性能指標進行估算的方法貫穿模電教學的始終。例如，三極管的開關特性工作區，受控源工作區;集成運放的非線性工作區和線性工作區，都是完全相同的策略，即根據元件外特性在特定條件下建模，將非線性元件進行線性化處理。

這種始終抓住主要矛盾著力解決重大問題的思路和方法可以擴展到人生不同階段的規劃和目標制定，也可以拓展到社會發展不同時期的戰略規劃。大學生都學習過“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”，了解中國共產黨在我國社會發展的不同歷史時期和不同發展階段，總是著力解決當前最主要的問題。比如新民主主義革命時期，“……帝國主義和中華民族的矛盾，乃是各種矛盾中的最主要的矛盾”，我黨聯合國民黨等其他黨派組成統一戰線，帶領全國人民經過艱苦卓絕的努力，最終取得了新民主主義革命的偉大勝利，建立了中華人民共和國;在新時代，“我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”，因此確定了實現四個現代化、小康乃至全面建設小康社會的奮斗目標，并且初步實現了預定目標。

這就是所謂的萬事同理貫通自然與社會。不論是自然科學，還是社會科學，迥然不同的問題，解決方案可以源于相同的哲學原理。課程思政與思政課程同向而行，顯性育人與隱性育人分工合作，共同完成教書育人的千秋大業。

（二）二極管性能參數的思政元素

二極管均由半導體材料構成，均有單向導電性。而半導體材料又可以分為單晶的硅、鍺，復合材料砷化鎵等;從具體結構來說，有點結型、面結型等。不同材料和結構以及制作工藝的細微差別，造就了種類繁多的二極管，比如，整流二極管、開關二極管、穩壓二極管、發光二極管、肖特基二極管等。即使是相同應用領域的二極管，其具體參數也千差萬別，如工作電流不同、擊穿電壓不同、工作頻率不同、耗散功率不同等。一個二極管元件就如此豐富多樣，造成初學者覺得模電很難理解，簡直是在學習“魔鬼”元件構成的魔鬼電路。電子技術作為一門應用技術，其實并不需要大家從機理上去理解二極管為什么如此多樣且參數各異，而是要了解其外特性（即非線性的伏安特性），在特定的工作條件下對二極管建模，用很簡單的模型來替代實際的二極管，掌握用元件模型去分析電路特性的方法（即估算法）即可。在實際應用時，雖然不同元件，其參數有差異，但是在一定的使用條件下，許多型號的元件是可以互換使用的。所以在進行電子制作實踐時，老師經常會說，你手邊有什么元件就用什么元件，不必非此不可。請注意，元件替換是有條件的，不是信手拈來都可以，而是應用領域相同、特性參數差別不大的元件之間才能替換。

所以，在學習二極管的時候，在了解“萬事同理”的基礎上，可以總結出“萬物同構”的哲學思想。相同情況也發生在三極管家族和集成運放家族，其元件特性和應用相似而種類繁多。

這種抓住共性又承認差異性的思維方式可以擴展到一般的認知領域，“別人能做到的事情，我也能做到”，這句話我們從小耳熟能詳，但是這句話是否正確呢？它肯定了作為“人”的共性，但是忽略了“人”的差異性。這種邏輯思維方式使我們的許多大學生迷失了，開始懷疑人生。在進大學之前，我們可以輕松獲得班級，甚至是年級的前幾名，現在已經很努力了，為什么被別人甩在了身后？不是說“有志者事竟成”嗎？不是說“別人能做到的事情，我也能做到”嗎？所以歸根結底，要讓學生認識到“人跟人是大不相同的”，外表有高低胖瘦、智商和情商有高有低、身體素質也都不同。大家都知道，不同的運動項目要選合適的“苗子”，那么也就應該可以理解無論是運動項目還是學習成績的排名，第一名總歸只有一個。我們要做的是，努力成為更好的自己，不負韶華，尋找自己擅長的領域，做自己喜歡的事情，成就屬于自己的美好人生。使學生真正理解所謂的萬物同構，又呈現千差與萬別。

（三）三極管放大電路組成的思政元素

BJT和FET三極管的結構原理完全不同，在放大區作為受控源時，一個是流控流源，另一個是壓控流源。在構成基本放大電路時，根據三個管腳中哪一個作為輸入和輸出信號的公共端，BJT可以構成共射、共基、共集放大電路;而與這三種接法電路性能分別對應的，FET可以構成共源、共漏、共柵放大電路。公共端不同，放大電路的性能指標會有很大的差異，所以應用場合不同。根據實際應用的性能要求，基本放大電路又可以衍生出差動放大電路、有源負載放大電路、互補對稱功率放大電路等單元電路。為了滿足實際應用對信號放大的要求，在BJT構成直接耦合多級放大電路時，一般用共集—共基差動放大電路作為輸入級，有源共射作為中間級，共集互補對稱功放作為輸出級。同樣，可以由FET構成多級放大電路發揮類似的放大作用。雖然BJT和FET兩種三極管的結構原理不同，放大電路特性也有差異，但是各自協同合作，優勢互補，均可完成相同的任務，可謂殊途同歸。

將這種思維方式擴展到一般認知領域，就容易理解在CDIO工程教育模式中，為什么將“人際團隊能力”作為四個層面的培養目標之一;在當前的教學改革中，如此強調增強大學生的團隊合作意識。因為在未來的職場中，通常崗位職責分工明確，需要不同專業的人員進行跨時空、跨專業、跨學科的團結與合作，必須將不同的人才放在最恰當的位置上，才能形成合力，共同達成既定的目標。正所謂博采眾長，精誠合作，殊途同歸。[3]

二、結束語

大學里的教育是素質教育，大部分學習模電的學生，以后可能不會具體用到課程中的相關知識和技能，但是通過模電課程的學習，他們看問題的視角會更加多元化，分析和解決問題的方法和手段會更加豐富合理;在制定自己的人生目標時，會更加順應社會需求和自身情況;面對網絡上的海量信息時，會有自己明確的立場和判斷，而不是隨大流甚至成為別有用心者的炮灰。學生不僅在知識和技能方面有顯著的提升，在獨立精神和健全人格方面也有長足的進步，這就達到了大學教學的目的。

參考文獻：

[1]陸道坤.課程思政推行中若干核心問題及解決思路：基于專業課程思政的探討[J].思想理論與教育，2018（3）：64-69.

[2]本書編寫組.毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論（2018版）[M].北京：高等教育出版社，2018-03.

[3]張靜秋，桂衛華，陳寧，等.CDIO理念在模電教學中的探索與實踐[J].電子制作，2018（13）：84-87.

◎編輯 馬燕萍