“电路分析实验”课程教学与课程思政融合的探索与实践

【摘""要】为了在实验教学中增强学生的创新精神、建立诚信的学术人格、落实立德树人的根本任务，文章探讨了“电路分析实验”课程思政建设的实施路径，在实验教学内容中融入了责任感教育、科研严谨性教育、知行统一教育和团结合作教育。经过教学实践验证，达到了课程思政育人目的，发挥了“电路分析实验”课程在实验教学过程中的价值引领作用，实现了专业教育与思想政治教育同向同行。【关键词】“电路分析实验”课程;实验教学;课程思政;人才培养一、引言2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》提出，全面推进高校课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，对于专业实验实践课程，要注重学思结合、知行统一，增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力，从而构建全员全程全方位育人大格局[1]。近年来，高校理工科专业课的课程思政建设取得了许多有借鉴意义的成果。李正要等人提出采用“引、拓、教、升”“四步法”，将思政案例融入课堂教学[2]。王晴等人提出在加强课程团队建设的同时，深挖课程中蕴含的思政元素，达到课程思政育人目标[3]。曹新亮等人提出从器件、电路及电子系统设计等方面进行思政元素的挖掘，从而有效发挥专业课的立德树人作用[4]。梧州学院电子信息专业群包含机器人工程、电子信息工程、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程5个专业。“电路分析实验”是专业群大一学年第二学期的专业基础实验课程。该课程是学生学习的第一门专业基础实验课，在课程体系中占有重要位置，为此在培养方案中将其单独设立为一门课，2学分34学时，是电路分析理论课的实验课程。同时，“电路分析实验”也为后续“模拟电子技术”“数字电子技术”“单片机与接口技术”“嵌入式技术”等多门课程的学习打下理论与实践基础，是一门重要的专业基础实验课程。为了更好地发挥该课程在培养目标中的重要作用，融入了课程思政内容，而如何深入挖掘课程蕴含的思政元素，合理融入社会主义核心价值观，实现实验教学和思想政治教育双重目标是课程思政的重点。文章从课程思政实施路径、实验教学内容融入思政元素的探索及教学实践效果3个方面进行“电路分析实验”课程思政建设的探索与实践。二、“电路分析实验”课程思政的实施路径开展课程思政，不但要体现在理论教学中，更要体现在实验教学中，实验课程是连接理论和实践应用的桥梁[5-7]。“电路分析实验”课程理论性强、知识点多，部分内容难以理解，而电路分析实验能够使学生更好地理解、掌握理论知识，用实验的方法验证相关理论，达到理论指导实验、实验验证理论的目的。在实验教学过程中，教师应引导学生关注社会问题，从社会需求角度出发，落实学以致用的目标，引导学生在实践中形成良好的品德，重新塑造自己的思想行为和思维观念，达到育人目的。（一）将课程思政明确到课程目标中结合“电路分析实验”课程的实际情况，在该课程教学目标基础上融入立德树人的思政目标，使课程思政成为课程的必要组成部分。课程目标：一是培养学生熟练掌握常规仪器仪表的使用方法;二是使学生在掌握电路分析的基础上，能基于电路理论对实验现象和数据进行分析，能够对实验过程中出现的故障进行检查和排除，能够具体分析测量结果出现的误差。思政目标：一是培养学生精益求精的钻研精神;二是培养学生实事求是的诚信精神，使学生具有自主学习和终身学习的意识和能力。（二）将课程思政体现在教学设计上“电路分析实验”课程坚持围绕立德树人根本目标，将知识传授、能力培养、价值引领三者有机结合，注重学以致用，在实践中完成思想政治教育。知识传授和思想政治教育都要采用灵活多样的方式。例如，梧州学院已建成电路分析智慧实验室：学生利用手机端APP，结合学习通平台，可实现以“学生为主体，教师为主导”的线上线下混合式教学。线上教学以学生在手机端完成预习内容为主，教师可以将相关的视频资料、学科文献、专业领域的时政热点和先进典型上传到学习通平台，通过线上拓展思想政治教育内容。线上教学便于学生利用碎片化时间进行学习，以教师在线点评为辅。线下教学以2名学生为1组，完成实验电路的搭建、参数的测量、数据的分析，培养学生的团队合作能力和自我学习能力，以教师现场指导为辅。三、实验教学内容融入思政元素的探索为了有效地将思想政治教育融入实验教学过程中，除了要在课程目标和教学设计中进行融入外，更要在授课教案、教学内容中详细落实思想政治教育。表1是“电路分析实验”课程的8个实验分别蕴含的思政元素。下面以其中的4个实验为例，具体说明实验教学过程中如何融入思政元素。（一）常用仪器使用实验融入思政元素该实验是“电路分析实验”课程的第1个实验，通过对常用电子元件的测量、两路电压波形相位差测量来掌握常用仪器的使用方法，逐步提高学生的动手能力。万事开头难，实验中要逐步培养学生规范化的测量方法，减少累积误差。通常学生在示波器的使用上缺乏耐心和足够的观察力，针对这种情况，教师要鼓励学生耐心调节和细心观察，以便在示波器的屏幕上得到最便于观察和测量的波形;要有“打破砂锅问到底”的坚持，不怕出错和失误，有重新来过的勇气，激发学生内心的自驱力，要实事求是做学问，不抄袭他人数据，培养踏踏实实做人做事的务实精神，逐步树立工程师品质与大国工匠精神。（二）元件伏安特性测试实验融入思政元素通过此实验使学生掌握线性电阻元件、非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法，利用得到的多组数据绘制伏安特性曲线。通过分析理想电压源和实际电压源在伏安特性曲线上的区别，使学生意识到理想与实际的不同，培养其辩证的思维方式，保持良好的心态去处理生活和学习中遇到的任何困难。（三）基尔霍夫定律实验融入思政元素基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本定律，包括电流定律和电压定律，遵守能量守恒的原则，是“电路分析实验”课程中的重要定律。该定律不仅具有物理学上的意义，同时也具有较高的思政价值。教师通过分析定律中电流的分布和电压的变化规律，对学生的学习和生活起到一定的启示意义，即处理和平衡好内外关系，只有在平衡和守恒的基础上，才能保持身心健康，实现自身的良性发展。（四）叠加定理实验融入思政元素叠加定理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路。在线性电路中，任一支路中的电流（电压）等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支电路中产生的电流（电压）的代数和。教师带领学生回顾中国共产党的发展历史，“星星之火可以燎原”，从中发现个人价值的叠加可以实现社会价值，逐步培养学生的远大理想，最终实现具有中国特色社会主义的共同理想。四、实验教学过程贯穿思想政治教育为了实现思政育人目标，思想政治教育要贯穿实验教学全过程。（一）实验室安全教育融入责任感教育2019年5月，教育部发布了《关于加强高校实验室安全工作的意见》，明确提出狠抓安全教育宣传，培训强化师生安全意识，做到安全教育入脑入心。梧州学院电路分析智慧实验室制定了详细的安全条例。学生进入实验室的第一堂课，就是实验室安全教育。实验教师和学生共同学习《实验室安全条例》，并且把安全教育贯穿始终。在每次实验课结束后，教师要求学生整理导线（包括示波器探头、交流毫伏表Q9线、直流稳压电源测试线、函数信号发生器BNC线、实验箱导线），关闭所有设备电源开关（包括电路分析实验箱、示波器、函数发生器、万用表、交流毫伏表），将实验设备复原后才可以离开自己的座位。这些要求能提升学生的责任感，增强学生的安全与规则意识。（二）仪器设备的正确使用融入科研的严谨性教育获得实验正确数据的整个过程体现出的是科研的严谨性，而仪器设备的正确使用是首要条件。电路分析智慧实验室仪器设备多，而且多数仪器价格昂贵，如果不正确使用会造成仪器设备损坏，所以，在使用仪器前，学生要仔细阅读使用说明书，并且实验教师在学生开始实验前，还要重点强调使用的注意事项，把科研的严谨性教育贯彻给每名学生。（三）实验数据分析融入学思结合、知行统一教育由于在电路分析的每个实验中都需要完成多次的数据测量，因此，要求学生对每次实验所测得的数据进行分析，验证理论计算的正确性。如果两者出现偏差，则要要求学生独立思考、小组讨论，分析出现偏差的原因，再通过实验来进一步理解理论，做到理论与实验的统一，以此引导学生建立多角度分析问题、创新性的思维模式。对于没有得到正确的实验数据，又不分析原因，只是照抄正确结果来应付实验的学生，教师不能只是简单地批评教育，而要依此引入目前社会上出现的多起学术不端事例，引导学生建立诚信的学术人格。（四）自主性综合实验设计融入创新思维、团结合作教育在电路分析智慧实验室建设之前，原有的实验教学采用的实验平台大多为验证性实验平台，实验内容以验证性为主，综合性实验较少，学生依据实验指导书就能完成实验，缺少设计性环节，不能很好地理解理论知识点，缺乏对学生创新能力的培养。电路分析智慧实验室建成后，进行了电路分析实验的教学改革，减少了验证性实验，增加了综合性实验，要求学生进行自主性综合实验设计，将已完成的实验内容进行综合和扩展，通过小组讨论，提出创新的综合设计性实验。综合设计性实验要求利用已有平台和扩展接口，充分发挥小组成员的聪明才智，设计出有创新点的实验，要能体现之前已学习过的课程内容。以往的每门课程，学生都是独立学习，缺少前后课程的逻辑与科学连接，通过自主性综合实验设计，尽可能地把所学的知识整合起来。小组内的2名学生分工协作，共同完成自主性综合实验设计，不仅能加深对所学理论知识的理解，提高理论水平与实验技能，也能很好地培养团队协作能力。对于创新性较高的实验小组，教师可让该小组给大家做课外讲座，讲解团队的设计思路和创新点，演示作品完成的效果，然后师生间互相交流，这样更容易碰撞出创新的火花，也能对学科竞赛有所助力。五、“电路分析实验”课程教学实践效果“电路分析实验”课程培养了学生运用所学的理论知识分析解决实验课程中所遇问题的能力，培养了学生的工程实践能力，激发了学生的创新思维，同时也可引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。以专业群中的机器人工程专业参加广西省人工智能大赛为例，机器人工程专业从2020年开始到目前，已连续参加了四届广西大学生人工智能设计大赛，共获得一等奖11项、二等奖12项、三等奖多项。体现思想政治教育的团队协作也收获了丰硕的成果，典型案例体现在全国大学生机械创新设计大赛中，该赛事的作品完成需要机器人工程、计算机、通信工程、机械电子工程等专业的学生共