基于应用型本科电子信息类专业电路分析课程的思政建设探索与实践

2022-07-13 10:49田丽鸿
高教学刊 2022年20期
关键词:应用型本科课程思政

摘  要:电路分析课程是电子信息类专业本科生的学位课及专业基础课程,具有理论严密、逻辑性强、工程背景广阔等特点,在专业人才培养方案中具有奠定专业基础、培养专业基本技能的作用。结合应用型本科教学目标,对电路分析课程的思政建设进行思考和探索,构建完整的思政建设体系。

关键词:应用型本科;电子信息类专业;专业基础课程;课程思政

中图分类号:G641       文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2022)20-0168-05

Abstract: The course of Circuit Analysis is a degree course and professional basic course for undergraduates in electronic information, which is equipped with strict theory, strong logic, and broad engineering background and other features. It plays the role of laying professional foundation, training professional basic skills in the professional talent training program. Combined with the application of undergraduate teaching objectives, we focus on thinking and exploring the course of Circuit Analysis, to build a complete system of political construction.

Keywords: applied undergraduate; electronic information major; professional basic courses; the ideological and political education in all courses

高等教育肩负着为国家建设和民族复兴培养高质量优秀人才的重要任务,而高质量人才的标准为,“政治坚定,具备正确的政治追求和理想信念;勇于担当,具备强烈的社会责任感和家国情怀;锐意创新,具备卓越的创新精神和创造能力;勇于实践,具備突出的社会实践和发展能力”[1],这就要求高等教育不仅需要对学生进行知识传授和能力培养,更需要在思想教育和素质塑造方面齐头并进,正如习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调的:“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。[2]”这就需要同时在传授学生知识、提高学生能力的过程中不断融入“课程思政”,学生在学习各门课程后在知识、技能、能力和素质等方面都应有所提高。

一、应用型本科院校课程思政建设目标

应用型本科院校以培养高水平应用型人才为目标,强调“厚基础、高能力、会创新”,在课程设置上强调“基础、适用”,培养学生雄厚的专业基础和专业素养;在课程教学中强化“实践环节”,培养学生解决实际问题的能力及创新能力[3]。这些目标,与高质量人才培养和课程思政建设的目标不谋而合,即应用型本科院校课程思政建设应从学生实际能力的培养出发,实现学生知识、能力、素质全方面提高。

二、电子信息类专业人才毕业要求和培养目标

电子信息类专业基于学校高水平应用型人才的办学定位,根据专业特色和培养目标进行能力要求的细化,确定了本专业毕业生在专业能力、通用能力和社会素养三个方面的具体要求,要求学生满足以下12条毕业要求。

(1)足够的工程知识。(2)较好的分析问题能力。(3)设计/开发解决方案的能力。(4)研究能力。(5)使用现代工具的能力。(6)工程与社会间融合协调的能力。(7)正确对待环境和可持续发展的能力。(8)良好的职业规范。(9)正确处理个人与团队关系的能力。(10)良好的沟通能力。(11)一定的项目管理能力。(12)终身学习能力。

结合毕业要求,将高等教育思政建设的新理念融入电子信息类专业的培养目标,可将其归纳为以下5点。

(1)人文素养:具有良好的政治素养、职业道德和人文素质,树立正确的职业观、人生观、世界观和价值观。

(2)专业能力:具有扎实的电子信息理论基础,掌握现代电子信息技术、信息类应用软件和硬件开发等较宽范围的专业知识,能够运用专业知识解决复杂工程问题。

(3)工程能力:具备工程素养,能够在电子信息类工程及其相关领域从事工程设计、设备制造、网络运营、技术管理和设备开发与应用等工作。

(4)团队协作:具有创新意识、团队精神和管理能力,交流沟通、组织协调及项目管理能力。

(5)持续发展:具有国际视野、终身教育意识和继续教育能力。

三、电子信息类专业电路分析课程思政建设探索

在分析应用型本科的课程思政建设目标,确定电子信息类专业的毕业要求和培养目标之后,电路分析课程的思政建设方向也随之确定。

(一)电路分析课程思政建设目标

课题组从学校应用型本科的办学目标、电子信息类专业的毕业要求和培养目标出发,结合电路分析课程特点和课程思政建设理念,从以下4个方面确定了电路分析课程思政建设目标。

(1)知识目标:学会结合数学、物理等相关概念及方法;掌握常用典型电路的基本概念、基本定理及常用分析方法,培养学生雄厚的电子信息类专业基础。

(2)技能目标:具备熟练使用电路常用仪器仪表设计、搭建及验证电路的技能;具有熟练使用仿真工具进行电路设计、调试与分析的技能;具备电子信息类专业基本技能。

(3)能力目标:具备对各类典型电路问题进行独立分析并解决问题的能力;具有一定的实用电路实践和设计能力;具有思辨和创新能力,具有自我学习及持续学习能力。

(4)素质目标:具有电子信息类专业基本素养;倡导人文通融,增强学生的文化修养和综合素养;面对问题具有挑战意识和创新意识;具有沟通能力和团队协作意识;具有敬业爱岗意识和社会责任感。

(二)融入课程思政元素的电路分析课程目标

根据学校高水平应用型本科的人才培養要求,融合电路分析课程思政建设目标,课题组从电路分析具体教学内容出发,确定以下4个融入课程思政元素的电路分析课程目标。

(1)了解电路的概念及分类,掌握电路分析的基本概念、基本物理量及基本定律,培养学生雄厚的专业基础和认真踏实的学习态度,帮助学生建立正确的世界观、人生观和价值观。

(2)掌握电路分析的等效变换法、线性电路的一般分析方法、线性电路的基本定理,培养学生树立科学方法论,强化学生的思辨意识和创新精神,厚植职业伦理,弘扬工匠精神,培育学生的敬业姿态和创新意识、培养求实精神和科学品质。

(3)掌握常用典型电路的基本概念、基本定理及可采用的分析方法,具备应用电路分析的基本知识对各类典型电路问题进行独立分析并解决问题的能力,具有熟练使用EWB、Multisim等仿真工具进行电路设计与分析的能力,培养学生的敬业精神和创新意识。

(4)掌握二端口网络的基本概念、基本参数方程及其相关分析方法,培养学生的综合应用能力及思辨创新能力,提高学生对新技术、新方法的学习兴趣,强化学生持续学习和适应发展的能力。

(三)融入思政元素的电路分析教学大纲

思政版大纲制定是课程思政建设的第一步,课题组经过讨论,确定出融入思政元素的电路分析教学大纲, 见表1。

四、电路分析课程思政建设课堂教学实施方案设计

大纲的修订为电路分析课堂教学指明了方向,针对课堂教学,结合电路分析思政班教学大纲,将上述4个课程思政建设目标融入课堂教学设计,可以得到电路分析课程思政建设课堂教学实施方案。如图1所示。

五、电路分析课程思政课题教学实施方案示例

下面以等效电源定理为例,进行课堂教学设计示范,其思政课堂教学目标设计见表2。

本次课堂具体教学设计如下。

(一)学习内容

学习内容为等效电源定理,最大功率传输定理。

(二)教学课时

教学课时为2学时。

(三)教学环境

教学环境为多媒体教室。

(四)目标群体

1. 具备一定电路分析基础知识的学生。

2. 掌握大学物理和高等数学相关知识的学生。

(五)教学方法

教学方法包括:(1)引导法;(2)案例法;(3)讨论法。

(六)教学安排

1. 引导文(5分钟)

(1)对叠加定理知识进行回顾。此处设置提问环节,考察学生对前面知识点的掌握。

(2)对于含源二端网络,如何进行等效呢?此处可回顾等效原理,融入课程思政:科学研究的目的是不断发现更快更好的方法解决具体问题,即培养学生的科学方法论。

2. 等效电源定理(60分钟)

(1)戴维南定理(35分钟)

定理内容(5分钟),注意强调此处与前期关于实际电源的等效电压源模型之间的知识关联性,促进学生复习相关知识,强化结论。定理证明(10分钟),此处在证明时注意引导学生回顾叠加定理和替代定理,也可提问学生,对相关知识复习回顾,并提示学生“学以致用”。定理应用(15分钟),a. 此处举例进行方法练习,选择2个难度和题型层层推进的例题,例1为基本应用;例2为复杂灵活题型,强化学生方法掌握,b. 例2可在两个班级各请1位学生上讲台解答,其余同学自行解答,然后请台下同学对2位同学的解答进行评讲,2个班级PK,进行课堂互动。本课小结(5分钟),a. 此处为本节知识点中的重点及难点,需板书并加以强调;b. 引入开路短路法,对课程教学进行高阶性拓展,并针对我校应用型本科的教学定位进行能力培养。

(2)诺顿定理(25分钟)

引文:实际电源的电压源模型引出戴维南定理,其电流源模型是否也有相应的定理对应?提出诺顿的发现——诺顿定理。定理内容(5分钟),注意与戴维南定理相比较,培养学生思辨意识。定理证明(5分钟),建议请学生完成,达到课程“挑战度”目标和“翻转课堂”效果。定理应用(12分钟),此处可举2个例题进行讲解分析,例1为典型诺顿定理应用题目,难度正常;例2为含受控源电路的诺顿定理应用练习,有一定高阶性。总结(3分钟),此处可融入课程思政,结合教材中关于戴维南和诺顿的介绍,提出由两人均是历经挫折后大器晚成,鼓励学生持续学习,面对困难应不怕失败,敢于挑战。

3. 最大功率传输定理(20分钟)

定理内容(3分钟),进行提示,注意功率和效率,拓展知识面,培养知识目标和技能目标。定理应用(14分钟),此处可举一个实用性例题,通过例题巩固等效电源定理及最大功率传输定理的应用。定理总结(3分钟),此处可融入课程思政,应将解决实际问题的能力作为检验自己学习情况的重要标准。学以致用,鼓励学生成为创新应用型技术人才。

4. 本次课堂小结(5分钟)

(1)等效电阻三种计算方法,即等效变换法、开路短路法、外加电源法。视情况选用不同方法(创新思维,灵活应用)。(2)戴维宁定理和诺顿定理是分析复杂电路的一个十分有用的工具,适用于只关心电路某一支路或某部分的情况(应用为主,学以致用)。(3)关键是戴维南和诺顿等效电路的求法(抓住重点,科学方法论)。

5. 本次课后作业(展示作业安排,请学生课后完成)

(1)课外检测:思考题4.3,学习通4.3测试题。

(2)课内必做:教材88页,习题4.10,4.12。

6. 本次课后思考(展示思考题,请学生课后完成,下次课进行抽查解答)

(1)在电子技术领域里,更多考虑的是负载如何获得最大功率,而在电力系统却更关注电能的传输效率,为什么(应用型人才培养,知识目标)?

(2)某电源的开路电压为15 V,接48 Ω电阻时,电流为0.3 A,该电源接多大负载时处于匹配工作状态?此时负载的功率是多大?若负载电阻为8 Ω时,功率为多大?传输效率为多少(拓展学习,实现课堂高阶性,能力目标)?

(3)有一个100 Ω的负载,要想从一个内阻为50 Ω的电源获得最大功率,采取一个100 Ω的电阻与该负载并联的办法是否可以,为什么(活学活用,技能目标)?

六、电路分析课程思政考核方案

课程考核方式改革也是课程思政建设的重要步骤,融入思政建设的电路分析考核方案见表3。

七、结束语

从课程思政建设目标出发,以课程具体教学目标为载体,将思政建设目标归结为知识扩展、技能培养、能力提升、素质塑造,进一步培养具有创新精神和思辨能力,充满工匠精神和团队意识的高水平人才,将是未来很长一段时间高等教育的大势所趋,课题组将从电路分析课程的思政建设出发,对更多的课程进行思政建设探索,更好地实现高水平应用型本科人才培养目标,为国家建设和民族复兴培养更多有用人才。

参考文献:

[1]苏伟.高质量人才的四个标准[N].大众日报,2018-4-4.

[2]习近平:把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报,2016-12-9.

[3]田丽鸿,包永强,张健.应用型本科电子信息类专业课程思政建设思考与探索[J].黑龙江教育,2021(4):80-82.

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