

基于OBE理念的模拟电子技术课程思政探索与实践①
作者: 李唐 蒋嘉洋 于鹏
[摘 要] 针对模拟电子技术课程特点和教学现状,基于成果导向教育(OBE)理念,结合课程建设与思政教育同向同行的思想,深挖思政元素。以“直流稳压电源调试”项目为例,探讨课程思政的具体实施方法,以期达到推进专业基础课程思政教育,培养学生科技报国的内驱力,达到立德树人的效果。实践证明,该教学模式同样有助于提高学生的学习兴趣和学习效果,取得了预期的教学效果。
[关 键 词] OBE;课程思政;模拟电子技术;直流稳压电源调试;新质生产力
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2024)35-0129-04
课程思政是践行立德树人、“三全育人”的重要措施。[1]为落实课程思政建设,有效发挥课程育人作用,培养新时代符合新质生产力需求的复合型高层次技术技能人才,成为社会主义的建设者和接班人,课程团队坚持马克思主义的指导地位,用习近平新时代中国特色社会主义思想全面统领课程思政的建设工作,结合课程特点,开展课程思政的探索与实践,努力将课程思政建设融入新质生产力发展,融入科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略当中,推动课程思政建设与时俱进。[2]
模拟电子技术属于电子信息、自动控制类的专业基础课程,在人才培养方案中处于承前启后的地位。课程涉及学生众多,普遍存在重理论分析、技术掌握,轻社会情怀的现象,大一、大二又是学生价值观形成的重要阶段,因此在课程授课过程中融入求真务实的科学精神、严谨认真的工匠精神以及责任担当、爱国情怀等思政元素尤为重要。这不仅能够培养学生“金的人格、铁的纪律、美的形象、强的技能、创的精神”,同时,结合教学实例的哲学思想、人生观、价值观、世界观的输入,对加深课程内容的理解起到潜移默化的作用,将课程实施过程中的推动作用从外力向学生的内驱力转变。
一、模拟电子技术课程思政的开展现状
一方面,高校普遍缺乏专门的统筹协调,各类课程、不同学院之间“各自为政”,缺乏多学科的教学合作和激励机制,课程思政队伍协同度不高。同时,缺乏科学的课程思政实施效果评价机制,无法对教学效果进行科学评价和反馈。
另一方面,部分教师在开展课程思政时缺乏主动性和积极性,在选择课程思政元素时存在挖掘不够深入的现象,缺乏针对性和效率。同时教学手段单一、陈旧,教学设计不够先进,缺少整体系统的规划。部分教师对课程思政内涵理解狭隘,阻碍了高质量课程思政教学的实施,应将有利于学生成长成才的价值观、社会与道德规范、行为习惯与爱国情怀等的培养纳入思政建设范畴。课程思政是一个整体,不是简单地将课程和思政组合,思政元素与专业内容简单拼凑组合,实则仍为相互分离的“两层皮”,使课程专业程度不升反降,人文味道难觅踪影。[3]教师应发掘两者的共通点,借助案例的有效实施,达到相互促进的效果。
值得注意的是,职业教育需要培养高素质技术技能型人才,因此,在课程思政建设中,应当注重在技术技能学习的过程中培养学生的创新精神与工匠精神,强化职业教育的育人功能。
二、课程思政元素融入点
OBE理论又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育,强调以学生的学习成果为起点进行反向设计[4],采用逆向思维设计教学内容,充分激发学生的学习兴趣,调动学习积极性,让学生带着问题,边思考边操作,强化学生的工程实践意识。另外,OBE理念强调教育的灵活性,在产出目标明确的基础上,OBE不拘泥于特定的指导方法。教师可根据不同类型的学习者使用不同的教学方式,采用不同的评价手段[5]。因此,该理论为模拟电子技术有效实施课程思政提供了理论依据。
在此理念下,教学团队根据教学内容,全面深入挖掘模拟电子技术课程蕴含的思政教育元素,逐渐建立了对课程育人的认知和理解,坚持知识传授与价值引领相统一,将课程思政教育元素与时俱进融入课程教学大纲,优先在重难点处融入思政要素,确保每章节内容相关知识点均融入课程思政要素,重新建立了课程内容、教学要求与课程目标的关系,改进了教学方法和课程考核办法。
在项目一助听器制作调试部分,在半导体器件部分,介绍中国的半导体产业,科技兴则民族兴,科技强则国家强,鼓励学生珍惜时间,脚踏实地,奋发学习;在演示低频信号发生器、示波器、毫伏表等仪器仪表的使用时,强调实验操作是一件严谨的事情,差之毫厘,谬以千里,引导学生以实事求是的态度完成任务,铸造学生实事求是、实践创新、团队合作的探索精神。
在项目二低频信号发生器制作调试部分,针对直接耦合存在的零点漂移现象,一步步提出长尾式差分放大电路抑制漂移,引导学生掌握电路发展的内在逻辑和规律,勤思考,才能不断改进创新,促进社会发展;运放的参数对于运放的选择和使用都有重要的指导意义,教育学生要抓住问题的主要矛盾,采用辩证的思维方法解决工程中面临的复杂问题。
在项目三直流稳压电源制作调试部分,课程知识目标为:理解直流稳压电源电路各部分的作用,掌握调试直流稳压电源的方法,能够按照要求调出各部分的波形和参数,掌握整流二极管参数和滤波电容器的容量计算。课程思政目标为:培养学生在工程实践中所应遵循的道德规范和行为准则等工程伦理,综合运用已有的知识、技能和方法,提出新方法、新观点的创新精神,引导学生追求精益求精的大国工匠精神。
三、探索实施课程思政
(一)设计思路与理论支撑
以“直流稳压电源制作调试”项目为例,根据人才培养的目标要求、学生的认知规律,结合章节内容的难易程度,OBE强调教育应以预期的学习成果为导向,而非仅仅关注教学过程或输入,要求教育过程围绕预期成果进行设计和实施,以OBE理念为导向课程思政设计思路,如图1所示,坚持学生为主体,项目为中心,以能力训练为主线,发挥学生的主观能动性,坚持教师为主导,合理运用现代教育技术教学、课内与课外相结合教学、虚拟技术教学等多种教学手段,采用线上线下混合式、分组讨论等教学方法,启发、引导学生探索,培养学生举一反三的能力[6-7]。
课前通过云班课或慕课堂等网络平台,推送本章节相关学习资源,以视频资源为主,布置学习任务;课中,通过学习资源中的案例引入本节课主要内容,同时对预习内容进行讨论,让学生了解我国电子产品不断推陈出新,新能源汽车的发展,如何不断突破提升电池能量密度等关键技术,引发思考电池等电源是如何工作的,通过实践验证直流稳压电源原理;课后通过仿真和检索学习,巩固对知识的理解,拓宽视野。将专业知识学习与思政教育相结合,注重理论联系实际,将课程实施过程中的推动作用从外力向学生的内驱力转变。
(二)课程思政建设的实施案例
1.课前准备
根据教学目标,在云班课发布视频《我们身边的直流电》,以及微课视频《手机充电器的制作调试》,布置课前讨论:交流电和直流电的区别以及各自的优点?如何实现两者之间的转换?引导学生自主探究式、集体讨论式完成预习任务。鼓励通过查阅资料等方式了解本节内容的工程性应用背景,建立爱国情怀,增强民族自信。最后根据在线学习情况,调整课堂内容和教学形式。
2.课中授课
课中分为场景导入、理论讲授和任务实施等环节。
(1)场景导入
通过展示手机充电器的工作原理,如图2所示,结合云班课课前资源,介绍交、直流电的发展史以及各自的特点。明确本章的任务是调试直流电源,通过介绍充电器的各部分组成及原理,分解任务成变压、整流、滤波和稳压几个部分,如图3所示。再展示不同时期的手机充电器,体积越来越小,功率越来越大,突显电子技术不断创新的重要性,并从国家战略需求导入学习功率半导体器件及应用技术的重要性,建立学生的责任意识和科技强国情怀。
(2)理论讲授
利用PPT和板书讲授整流的概念,介绍典型的整流电路、滤波电路以及稳压电路,整流部分重点介绍整流二极管的选型以及典型的桥式整流电路工作原理,最后介绍常用的整流桥器件及其选型;滤波部分重点介绍电容滤波原理以及其他常用滤波电路;稳压部分介绍最简单的稳压管稳压原理及参数选型。另外,介绍串联反馈式稳压电路和三端稳压器。讨论半波整流、全波整流、整流桥整流各个典型电路有什么区别,以及该如何根据负载要求设计典型电路和选型。每个部分要知其然还要知其所以然,之所以电子技术发展迅速,正是前人的探索研究,要懂得感恩,同时在前人研究的基础上砥砺前行。
(3)任务实施
组织学生两人一组,分工合作,叙述简易充电器的组成及工作原理;演示示波器和万用表实用方法;强调接线过程中容易出错的地方。巡回指导接线是否正确,结合电路,围绕选择不同元件参数对各段波形的影响;设置问题:为获得更大电流应如何选用电路元件及参数?演示测试电路,首先保证电源输入电压不变,测试负载变化时电路的稳压性能;然后负载不变,电源电压变化时电路的稳压性能,并计算稳压系数。通过实践加深理解,明确任务要求,促进学生掌握知识和技能,学生分工明确,具有较强的自主性,有利于培养团队合作意识、创新意识和解决实际问题的能力。
3.课后仿真
利用Multisim软件仿真整流、滤波电路,如图4和图5所示,计算电容参数,比较不同电容参数时,整流滤波后输出电源波形的区别,并分析原因。查找其他典型滤波电路,如Π型RC滤波电路、Π型LC滤波电路和电子滤波器等电路,了解它们各自的结构特点及应用场景,比较滤波效果。培养学生的信息化技术应用能力,积极发挥学习的主观能动性。
四、思政建设下的课程考核方案
为了更科学地评价教学成果,课程评价体系需要更加科学和多样化,该课程平时成绩考核由课前预习、课中实施和课后巩固三部分组成,占比分别为20%、60%和20%,课前预习通过慕课或云班课测评,课中实施通过学生自评、小组互评和教师评价对实验过程、实验作品综合考量,课后巩固根据计算分析结果、故障解决方法等评定。考核内容及分值配比如表1所示。
以上部分的评价共同组成了学生的成绩,进而全面客观地体现了对学生知识应用、能力训练和素养培养的过程考查情况。任务的成功完成,尤其是经过故障排查以及故障复现后,使学生获得成功的体验,可以激发学生团队协作和勇于探索的热情,也提升了学生参加各种课外研学活动和学科竞赛的热情。
团队汇集线上、质控平台数据,全方位掌握学生学习情况及意见,为后期改善教学模式提供依据。采用动态调整的目标评价机制,同样是OBE理念所强调的重要方面。
五、结束语
模拟电子技术是一门既基础又前沿、内容复杂的课程,本课程组挖掘课程思政元素,结合OBE理念,以实际案例为引导,有机融入教学过程,采用多种措施,包括现代教学工具、仿真工具,以教师为主导,以学生为主体,最后建立过程性评价方法,鼓励学生不断改进并提升成绩与综合素质,一改传统的“填鸭式”教学,培养学生的工匠精神,增强学生的创新意识。同时,思政元素的引入能够反哺课程教学,培养学生科技报国的内驱力,达到立德树人的效果。该教学模式实施以来,通过与学生座谈了解发现,有些抽象的知识点,通过引入思政元素采用辩证思维方式讲解,结合比喻、对比等手段,学生更容易接受、理解,提高了课堂活力,学习兴趣和效果显著提高。在质控系统中,学生对教师及课程的评价,好评数量明显增多,在此基础上,电子技术课程获评学校首批课程思政特色课程。