劉嬋梓 陳瓊 胡君


[摘 要] “電路分析基礎”是一門內容完整、邏輯嚴密、應用前景廣闊的專業基礎課程,在電類專業的人才培養體系中具有承前啟后的重要作用。對該課程進行課程思政建設,是培養高素質人才的重要舉措。通過分析課程思政的教學目標,結合教學內容和學科前沿發展,提煉和精心設計課程中的主要思政元素,歸納課程思政的實施路徑,設計“電路分析基礎”課程思政的具體教學模式,能夠提高課程思政的教學質量,產生既“教書”又“育人”的效果。
[關鍵詞] 課程思政;思維導圖;內容優化;課堂設計
[基金項目] 2020年度東莞理工學院校級質量工程項目“電工與電子技術”(202002068)
[作者簡介] 劉嬋梓(1987—),女,湖南常德人,工學博士,東莞理工學院電信工程與智能化學院講師,主要從事信號傳輸與檢測、電路分析研究;陳 瓊(1972—),女,湖南長沙人,工學碩士,東莞理工學院電信工程與智能化學院高級工程師,主要從事電路分析、電力及電子技術研究;胡 君(1982—),女,安徽合肥人,工學博士,東莞理工學院電信工程與智能化學院副教授(通信作者),主要從事電路分析研究。
[中圖分類號] G642.1[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324(2023)24-0061-04 [收稿日期] 2022-06-20
立德樹人揭示了教育的本質是培養人,是中國特色社會主義教育理論的精髓。落實立德樹人的根本任務,思想政治理論課是主要渠道,其他各類課程也肩負著重要的職責和使命[1]。習近平總書記指出:“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應。”[2]
考慮到“電路分析基礎”課程傳統的教學方法不再適應當前的課堂教學,比如講解動態電路中動態元件的電壓、電流隨時間演化的關系圖時,教師雖然可以引導學生運用公式理解,但是它很枯燥、乏味,導致學生缺乏從實際元件到電路模型的建模思維,加之在以往的教學過程中思政元素融入較少,課堂教授多是由理想元件構成的電路,學生的學習僅限于完成這類電路習題的求解,與分析實際電路和實際生活脫節,因此,教師要在“電路分析基礎”這樣一門專業基礎課中進行課程思政建設。具體思路為:以思政元素為指引,以課堂知識為基礎,以實驗教學為抓手,以教學方法為著力點,構建完整的課程體系框架,讓學生在學習過程中,以祖國需要和愛國情懷為燈塔,將電路分析的方法與工程實踐相結合,從專業教育和思想政治教育中汲取營養,培養辯證思維能力,樹立理論聯系實際的科學觀,提升職業素養和愛國情懷,為后續電類課程的學習以及畢業后從事相關工作打下良好的基礎。
一、以思政元素為指引、以課堂知識為基礎的課程體系構建
將思想政治教育的人文價值融入電路知識可以達成專業課知識傳授和價值引領雙贏的教學目標。但是目前部分教師對于課程思政內涵了解得還不夠深入,認為自己的本職工作就是向學生傳授專業理論知識,對學生進行思想政治教育并不是自己的分內之事。所以,授課教師必須有由單純的知識點講授向知識點講授結合思想政治教育轉變的意識,才能推進課程思政建設[3]。
“電路分析基礎”授課教師在做好課程內容教授的同時,還要注重與思想政治教育的“不刻意”融合[4-5]。“電路分析基礎”課程組教師由專任教師和輔導員共同組成:專任教師以課程組的形式一起備課,共同討論教學大綱、教學內容、教學方案設計等;輔導員給予指導,結合學生專業融入思政元素,形成一整套全面、具體的“電路分析基礎”課程的教學文件。以圖1為例,將課程知識點和思政元素有機融合,首先,如白底框所示,優化教學內容。
(一)優化教學內容
1.合理地增加和刪減。為了將重要內容講得更清楚,教師可以省略部分內容。如含有運算放大器的電阻電路,會在“模擬電子線路”課程中涉及;線性動態電路的復頻率分析,將在“信號與系統”課程中學習。到時學生可以結合電路鞏固相關知識,在有限的課時內,將電路模型和定律、電阻電路的等效變換、一般分析法、電路定理、動態電路、正弦穩態電路、耦合電感電路和三相電路了解得更為透徹。同時,多端器件、微處理器、超大規模集成電路發展迅猛,以集成度每1~2年翻一番的規模在擴展。為適應越來越多高新技術的不斷發展,對電路的教學,教師也必須注入新的“血液”
2.化繁就簡。學生在高中和初中階段就接觸到直流電相關知識,因此直流電的學習相對容易一些,而交流電則顯得不那么容易了。特別是在相量的定義以及電路的相量形式上,學生要通過推導正弦量給出相量形式。由于中間引入了三角函數的微分,其過程顯得繁雜。如果借用相量的定義,并進行修改,則很容易得到電路的相量形式,而且得到的電容和電感的阻抗表達式更為直接和方便,能有效地和前面的電路時域分析保持一致。
(二)精心設計思政元素
如圖1淺灰色部分所示,教師要有機地將思政元素“無縫”地融入課堂。綜合“電路分析基礎”課程特點和課程思政內涵,我們可以將其分為以下四個部分,以培養學生的愛國情懷和努力奮斗的精神。
1.從知識點出發聯系實際。第一章內容是電路模型和電路定律,從科技發展史引入電路元件,了解專業領域和交叉領域的發展;學習電路變量——電壓、電流和功率,為了提高功率,引入我國的領先世界的特高壓技術;從基爾霍夫定律到基爾霍夫的成就,鼓勵學生養成耐心專注、勇于創新的精神,學會辯證思維,注重理論聯系實際。
2.引導和對比。進行直流電阻電路和正弦穩態電路的分析,對比兩種電路的異同及其分析方法的區別,引導學生擴展思維。通過中外電子產品對比,結合“中國制造2025”對制造業的人才需求,教師要引導學生樹立遠大理想和愛國主義情懷,樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,勇敢地肩負起時代賦予的光榮使命,培養學生的敬業精神。結合芯片發展、5G技術的自主研發等典型事例,突出電路設計的工匠精神,并讓學生了解很多關鍵技術還需要不斷攻堅克難,繼續前行。
3.擴展內容。在前面學習內容的基礎上,進一步擴展到耦合電路和三相電路,通過講述變壓器和電力電網的發展史,淺談智能電網和物聯網如何以物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、控制技術、計算機技術和物理電網融合實現互聯互通的網絡,提升學生的學習熱情和民族自豪感[6]。
4.培養學生的學習能力和團隊合作能力。如圖1最下面的深灰色部分所示,按照“學生線上預習—課堂講授—線下翻轉”的三層逐級推進,最后通過思維導圖總結該章節內容并進行小組討論,形成知識的閉環。所有知識點都要求學生提前在平臺上預習。教師根據課程情況選擇部分章節作為小組討論內容。學生以小組為單位,查找資料,做成PPT,在課堂上與全體同學分享,其他學生可以利用手機在“在線討論”欄目上實時發表自己的意見和看法,并即時通過“彈幕”小工具在屏幕上顯示出來,提高了學生參與的積極性,將課堂由教師為主導轉變為學生為主導。最后,教師和學生共同對各個小組打分,評出最佳團隊。在討論答辯環節,教師可培養學生的團隊合作精神和對知識的融合運用能力。同學之間互相幫助,取長補短,也有利于培養學生善于合作、助人為樂的良好品格。
每個章節學習結束以后,教師帶領學生以思維導圖的方式總結各知識點,將復雜的電路知識可視化、圖像化,圖文并茂地呈現各電路分析方法和不同電路之間的繼承、發展與演進關系,幫助學生更好地理解、重構和運用抽象理論知識,促進新知識的獲取與現有知識結構的整合和融會貫通。在電路的綜合分析、設計和解題過程,教師要培養學生的科學思維和工程意識,做到知識體系的前后關聯,提升學生的科學素養和工程意識。
二、具體課程設計舉例
依據我校應用型大學“強基礎,重應用”的特點,課程組總結凝練了“以學生為中心,跟潮流,強動手”的教學理念,并在教學過程中,以領域技術發展、時事政要事件、具體工程案例等為切入點,適時進行潤物無聲的思想政治教育[7],以達到良好的教育效果。下面以“儲能元件”知識點課堂教學為例進行具體說明。此部分內容會采取翻轉課堂的形式講解,將學生作為課堂的主體,進行教學引導,具體設計和實施步驟如圖2所示。
由于學生課前預習了新知識,教師課堂教學將以學生分享為主。根據學生的分組,教師隨機選擇其中一組的一個學生上臺分享本小組的學習情況和總結的成果。每個代表發言的同時,其他學生可以實時在線發表看法,全班學生一起互動。
最后,教師結合實際帶領學生梳理整個知識體系,并進行拓展分析,總結本節內容的學習要點和應用的注意事項,并結合電路理論知識的教學向學生進行愛國主義教育。我們要將眼光放得更遠,堅持社會主義核心價值觀,樹立和堅持正確的理想信念,以振興中華為己任、自覺報效祖國,才能實現個人的最大價值。
三、以實驗教學為抓手進行教學改革
“電路分析基礎”課程的實驗教學同樣存在指導教師讓學生按照實驗指導書完成實驗、學生在整個實驗過程中沒有進行實驗原理的思考等問題,這不利于學生獨立思考能力和創新思維的培養、解決問題能力的提升、學習興趣和愛國情懷的激發。
筆者認為,在設計實驗項目考核節點時,應適當增加設計類實驗項目的考核比重,減少驗證類實驗項目的考核比重。同時,鼓勵學生在實驗室使用相關實驗設備。實驗室配備有相應的實驗教師和實驗器材,學生只要提前向實驗室教師講明要做哪些實驗、需要哪些實驗設備,教師布置好實驗室,即可放手讓學生結合理論進行自主實驗。學生可以通過實驗驗證學過的相關理論推導出的結論的正確性,通過專業類線上線下比賽訓練動手能力和實驗技能,培養和發展自身的創造性思維和獨立實踐應用能力。這必將進一步深化學生對理論知識的理解。
教師運用具體典型事例教育學生,可以提升學生的責任感,借此延伸到增強學生的規則意識、法律意識。
結語
“電路分析基礎”是電氣、電子信息、自動化、通信等較多專業的核心基礎課程,知識點多且雜。學生普遍感覺課程枯燥難懂,被動地接受教師灌輸的知識,沒有自己的獨立思考和積極求證。同時,過去的幾年來,電子、計算機等學科和產業均取得了突飛猛進的發展,我們不應對這一學科和產業的重大變革熟視無睹。加之如今國際形勢波譎云詭,復雜性與不確定性交織,核心技術的重要性日益凸顯。只有核心技術掌握在自己手中,才不會受人牽制,才能在關鍵時刻打出實招、硬招。因此,本文針對“電路分析基礎”課程的教學特點,結合新時代教育背景下課程思政及新一輪產業變革和科技革命等素質的要求,充分發揮教師的作用,從教學內容、思政元素設計、教學手段、實驗改革等四個方面進行闡述分析,既能改進課堂教學效果,提高學生的學習效果,又能落實課程立德樹人的根本任務,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應,為我國培養創新實踐型人才而努力。
參考文獻
[1]高德毅,宗愛東.從思政課程到課程思政:從戰略高度構建高校思想政治教育課程體系[J].中國高等教育,2017(1):43-46.
[2]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報,2016-12-09(1).
[3]孫元,付淑敏.“電路”課程思政的探索與實踐[J].湖南第一師范學院學報,2021,21(2):85-87+121.
[4]李柳,王曉紅.高校理工專業“課程思政”教育的引入和研究:以電路分析課程為例[J].高教學刊,2020(20):183-185.
[5]韓清華,孟洪兵,施明登.思政教育與高校工科專業實踐教學結合的研究[J].教育現代化,2020,7(24):186-188.
[6]崔乃忠,姬芳芳.課程思政理念下的“電路”課程教學改革[J].唐山師范學院學報,2021,43(3):105-107.
[7]高園,羅悅,陳菊,等.電路與電子技術融合“課程思政”的教學改革探索[J].成都中醫藥大學學報(教育科學版),2021,23(2):129-132.
The Implementation Path of Ideological and Political Education in Fundamentals of Circuits Analysis
LIU Chan-zi, CHEN Qiong, HU Jun
(School of Electrical Engineering & Intelligentization, Dongguan University of Technology, Dongguan, Guangdong 523808, China)
Abstract: Fundamentals of Circuits Analysis is a professional basic course with complete content, rigorous logic and broad application, which plays an important role between the preceding and the following talent training system of electrical majors. It helps to cultivate high-quality talents by integrating ideology and politics into the curriculum. Through the analysis of the teaching goal, curriculum content and frontier disciplines development, this paper refines and extracts the main ideological and political points of the course, summarizes the implementation path and specific teaching mode of curriculum ideology and politics. It will improve the quality of ideological and political teaching, and achieve both “teaching” and “educating” effects.
Key words: curriculum ideology and politics; mind mapping; content optimization; class design