以實踐求實為引領(lǐng)的整流電路思政探索*

金堃 鐘兆根 孫雪麗 張亞周

海軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院 山東煙臺 264001

0 引言

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的講話指出，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題[1]。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展的新局面[2]。習(xí)近平總書記講話以來，掀起了全國高校的思政熱潮。2021 年上海各高校師生通過集中與分散相結(jié)合、線上與線下相結(jié)合等形式，舉辦全國大學(xué)生“同上‘四史’思政大課”活動。南京各高校利用地域歷史背景廣泛展開情景式思政教育，近千名師生利用周末、假期，利用南京現(xiàn)有文化基礎(chǔ)，參觀近50 個紅色教育基地。隨著思政教育的逐漸升溫，課程思政并不僅僅局限于政治、語文等類課程，在理工類課程及專業(yè)課程建設(shè)中也煥發(fā)活力，如東北大學(xué)計算機類課程程序設(shè)計基礎(chǔ)中就聚焦在中國發(fā)展、弘揚工匠精神、引導(dǎo)學(xué)生思維突破、激勵自主創(chuàng)新精神。清華大學(xué)物理系教授也對物理專業(yè)的課程思政有深入的認識，提出物理課程思政的建設(shè)范例——南京大學(xué)李向東教授的宇宙簡史課程，被譽為“體現(xiàn)科學(xué)之美”的專業(yè)課。

電子技術(shù)課程由來已久，應(yīng)用廣泛，全國理工類和綜合類院校均有開設(shè)。當前，如何讓該課程老樹發(fā)新枝、緊跟教育熱點，是值得任課教師深入思考的問題。

1 課程簡介及知識背景

電子技術(shù)根據(jù)電子電路處理信號的不同分為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大部分，其中模擬電子技術(shù)以半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)，構(gòu)成了普遍適用于電子線路的集成運算放大器，并以此為核心，搭建出了放大電路、濾波電路、驅(qū)動電路等多種模擬電子電路；數(shù)字電子技術(shù)則是在各類門電路的基礎(chǔ)上，融入邏輯代數(shù)的基本思想，進行組合邏輯電路和時序邏輯電路的設(shè)計，常用于計算機、FPGA 等多種硬件之中。無論是模擬還是數(shù)字，電子電路的核心器件為二極管和雙極型晶體管等半導(dǎo)體器件[3]。直流穩(wěn)壓電源在日常生活中應(yīng)用廣泛，在各類充電設(shè)備、交直流轉(zhuǎn)換、直流供電等場合都發(fā)揮了重要作用。其主要構(gòu)成模塊包括變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四個部分。變壓器的作用是改變電壓值、通常為降壓處理；整流電路是將交流變?yōu)閱蜗蛎}動電壓，也就是交直流轉(zhuǎn)換；濾波電路可以減小紋波，使脈沖得以平緩；穩(wěn)壓電路通過不同類型的穩(wěn)壓芯片，使得負載處能得到平穩(wěn)輸出的電壓。其中整流電路作為模擬電子技術(shù)中“直流穩(wěn)壓電源”的重點內(nèi)容，電路構(gòu)成的核心器件就是整流二極管。同時整流電路也是各類直流穩(wěn)壓電源不可或缺的重要組成部分，為后續(xù)濾波電路、穩(wěn)壓電路提供輸入信號。

2 課堂教學(xué)設(shè)計

整流電路知識點在內(nèi)容上以課程教學(xué)計劃為依據(jù)，以秦曾煌教授編寫的《電工學(xué)（下）》教材為基礎(chǔ)，結(jié)合航空電子裝備應(yīng)用，按照由易到難的順序，分為單相半波整流電路、單相橋式整流電路和三相橋式整流電路三個部分內(nèi)容。其中單相半波整流電路重點內(nèi)容有電路的各部分組成及結(jié)構(gòu)，電路的功能分析，輸出信號的參數(shù)計算，以及如何根據(jù)相關(guān)參數(shù)選擇合適的二極管器件；為提高對電源的利用率，講解單相橋式整流電路的相關(guān)內(nèi)容，包括電路組成、功能分析、參數(shù)計算；實際應(yīng)用中，為提高電源功率，常采用三相橋式整流電路，主要內(nèi)容有電路組成和功能分析。為體現(xiàn)“立德樹人”的要求，貼合課程高階性標準，增加實際應(yīng)用中對電源利用率更高的十二相整流電路作為引申內(nèi)容，主要講解電路結(jié)構(gòu)，使學(xué)生具有感性認識即可。通過對本知識點的學(xué)習(xí)，學(xué)生要能說出單相整流電路和三相整流電路的工作原理，會計算單相整流電路的相關(guān)參數(shù)，為實際的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。關(guān)于本知識點前后銜接及內(nèi)容梳理情況如圖1 所示。

圖1 整流電路知識點內(nèi)容梳理

在教學(xué)環(huán)節(jié)安排上，以BOPPPS 模型為基礎(chǔ)，結(jié)合本知識的重難點合理分配時間。整流電路知識點，根據(jù)課程教學(xué)計劃安排為1 學(xué)時即45 分鐘，首先由整流電路在生活中的常見應(yīng)用以及航空裝備中的各項應(yīng)用引入，提升學(xué)生對本節(jié)課知識點應(yīng)用的整體理解，用時3 分鐘左右；而后利用2 分鐘左右時間指明本節(jié)課的教學(xué)重點和難點內(nèi)容——各類電路分析為重點，參數(shù)計算是難點；課前知識回顧及前測用時5 分鐘左右，重點對整流電路的核心元器件——二極管的相關(guān)知識進行回顧復(fù)習(xí)，包括二極管的單向?qū)щ娦砸约皢蝹€與多個二極管應(yīng)用電路的分析方法；參與式教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計需用到學(xué)生一部分的第二課堂時間，搭建一個簡單的直流穩(wěn)壓電路，并測量各個環(huán)節(jié)的輸出波形。在課上對照波形進行學(xué)習(xí)，直觀了解直流穩(wěn)壓電源各部分的功能，然后講解三種整流電路——單相半波整流電路、單相橋式整流電路和三相橋式整流電路的分析方法，并計算參數(shù)，請學(xué)生自行對比三種電路的優(yōu)缺點，用時25 分鐘左右；在后測部分重點考查學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握程度，通過實際裝備中的電路分析，體現(xiàn)工科類課程的應(yīng)用性，訓(xùn)練學(xué)生的實踐思維，該部分用時5 ～7 分鐘；最后將本節(jié)課所學(xué)知識進行回顧串聯(lián)，用時3 分鐘左右。

3 思政思路方法

結(jié)合電子技術(shù)課程具有技術(shù)性、工程性和實踐性三個特點，在思政元素的挖掘上主要以習(xí)近平主席“科教興國”的要求為引領(lǐng)。根據(jù)課程教學(xué)設(shè)計的整體安排，在該章節(jié)內(nèi)容中主要融入職業(yè)精神和科學(xué)精神的思政元素（表1）。結(jié)合授課內(nèi)容實際，具體到本知識點集中在職業(yè)認同感的引導(dǎo)和科學(xué)探索精神的啟發(fā)上；通過對授課過程的精心設(shè)計，在各環(huán)節(jié)中分別挖掘出“求知”“求真”“求好”“求實”的思政元素，形成以點帶面之勢，強化學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

表1 整流電路教學(xué)內(nèi)容與思政元素融合對照表

課程思政主要形式是將思想政治教育元素，包括思想政治教育的理論知識、價值理念以及精神追求等融入各門課程中去，潛移默化地對學(xué)生的思想意識、行為舉止產(chǎn)生影響。課程思政在本質(zhì)上還是一種教育，是為了實現(xiàn)立德樹人。“育人”先“育德”，注重傳道授業(yè)解惑、育人育才的有機統(tǒng)一，一直是我國教育的優(yōu)良傳統(tǒng)。思想政治教育是做人的工作，解決的是培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人及為誰培養(yǎng)人的根本問題，是我們黨和國家的優(yōu)良傳統(tǒng)和各項工作的生命線。它始終堅持以德立身、以德立學(xué)、以德施教，注重加強對學(xué)生的世界觀、人生觀和價值觀的教育，傳承和創(chuàng)新中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，積極引導(dǎo)當代學(xué)生樹立正確的國家觀、民族觀、歷史觀、文化觀，從而為社會培養(yǎng)更多德智體美勞全面發(fā)展的人才，為中國特色社會主義事業(yè)培養(yǎng)合格的建設(shè)者和可靠的接班人[4]。從課程思政的提出來看，其目的就是實現(xiàn)各類課程與思想政治理論課的同向同行，實現(xiàn)協(xié)同育人。

在思政教育方法選擇上以說理引導(dǎo)法、實踐鍛煉法、比較鑒別法為主[5]。說理引導(dǎo)法包括舉例論證、道理論證或者比喻論證，生動性強、學(xué)生更易代入；實踐鍛煉法秉持實踐出真知的理念，讓親身實踐的體驗轉(zhuǎn)化為思想認識，更容易潤物細無聲；比較鑒別法通過相同類型事物的類比或者相反事物的對比，引導(dǎo)學(xué)生主觀評價，認識更深。

4 思政教學(xué)探索實踐

針對本知識點，結(jié)合三種方法，以“立德樹人”為總目標，重點引導(dǎo)學(xué)生在職業(yè)認同感和科學(xué)探索精神兩方面進行思考和提升。

4.1 以“理實一體”為牽引培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)認同感

電子技術(shù)課程具有工程性強的特點，電子技術(shù)系統(tǒng)及理論在飛行器的多個系統(tǒng)里都有所體現(xiàn)。航空專業(yè)學(xué)生從事工作技術(shù)性高、難度較大，而通過對航空裝備的介紹，可使學(xué)生增強對裝備的認識，從而加強對國家科技發(fā)展的理解和裝備安全的信心。本門課程與學(xué)生今后的崗位貼合緊密，因此在授課中以“裝備+知識點”結(jié)合的方式，一方面通過說理引導(dǎo)法使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前能對實際裝備具備感性認識，講解裝備研制中所遭遇的困難及最終取得的成果，增強學(xué)生裝備自信；另一方面也可以通過比較鑒別法對比不同機型的技術(shù)演進，提升學(xué)生職業(yè)自信。內(nèi)容上整體以裝備實際為例，培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地、落腳應(yīng)用的“求實”精神。

4.2 以“立德樹人”為要求培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神

學(xué)習(xí)的目標是應(yīng)用，本知識點介紹了電路在實際應(yīng)用中存在何種問題、如何改進、效果如何，層層遞進的問題逐步引導(dǎo)學(xué)生思考，通過實踐鍛煉法使學(xué)生自己尋找答案，增強學(xué)生解決問題的能力和“求真”的科學(xué)探索精神。

在給學(xué)生講授教材內(nèi)容的同時，也可以結(jié)合學(xué)生職業(yè)特點介紹外延知識。身為航空專業(yè)學(xué)生，有必要對各類裝備之間的差異有所了解。通過橫向?qū)Ρ炔煌b備中所用技術(shù)的異同，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘背后的原因，增強學(xué)生“求知”的科學(xué)探索精神。同時在對比中提出問題：為什么在空中適用的系統(tǒng)放在水下就會有很多問題？增強學(xué)生“求知、求真”的科學(xué)探索精神。

5 結(jié)束語

本知識點為直流穩(wěn)壓電源的第一部分內(nèi)容——整流電路。通過本知識點的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要理解整流電路的工作原理，會計算單相整流電路的相關(guān)參數(shù)，能說出三相整流電路的工作過程。其中整流電路的工作原理是重點內(nèi)容，有關(guān)指標參數(shù)的計算是難點內(nèi)容[6]。

在課程教學(xué)環(huán)節(jié)安排上以BOPPPS 模型為依據(jù)進行環(huán)節(jié)的設(shè)計。在理論講授中結(jié)合外延知識與裝備故事，增強學(xué)生的科技自信和裝備自信，以此提升學(xué)生的職業(yè)認同感和榮譽感；在后測環(huán)節(jié)分析初代機型中的整流電路，將所學(xué)知識落腳到實際應(yīng)用中，提醒學(xué)生知識不是空中樓閣，做人也應(yīng)具有腳踏實地的“求實”精神。整個授課過程采用理論講授與學(xué)生實踐相結(jié)合的方式展開。