模拟电子技术课程思政元素初探

[摘           要]   课程思政是为中华民族的伟大复兴培养人才而提出的教育理念，其根本任务是“立德树人”。针对模拟电子技术课程的一些重要知识点，挖掘其中蕴含的哲学原理，提出相关的思政元素，以便在模电教学过程中阐明其中的哲学思想，这对学生理解和掌握课程相关知识点问题有帮助，显著增强教学效果。同时，将相关的哲学思想扩展到人生问题和社会问题中，提升学生对一般事物的认知能力，培养其独立人格，从而达到教书育人的目的。

[关    键   词]  模拟电子技术课程;思政元素;课程思政

[中图分类号]  G642             [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）44-0072-02

近期，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》（下文简称《纲要》），要求全面推进高校课程思政建设。《纲要》明确指出，理学工学类专业课程要在课程教学中把马克思主义立场、观点、方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。模拟电子技术是一门涉及较多基本定理定律和分析方法的专业基础课程，其课程思政元素可以围绕这些知识要点展开，以便让学生在掌握专业知识要点的同时提高对社会问题的分析和解决能力。模拟电子技术课程思政，并不是要将这门课程变成政治老师的模电课或者模电老师的政治课，仍然是模电老师的模电课，这是模电课程思政的基本原则。也就是说，应该充分挖掘模电课程知识点里面蕴含的辩证思维方法和哲学原理（例如万事同理、万物同构、殊途同归），引入日常的教学过程中，促使学生举一反三，达到事半功倍的教学效果。“寓道于教”，润物细无声，助力大学生养成辩证思维习惯，从而达到“立德树人”的目的。[1]

一、思政元素举例

模拟电子技术课程教学是围绕着电子元件及其应用电路来开展的，其核心元件是二极管、三极管、集成运放;典型应用电路主要有基本放大器、负反馈放大器、信号运算与处理电路、信号发生与转换电路以及直流稳压电源等。因此，思政元素的挖掘应该首先从核心元件的特性及其典型应用电路来展开。

（一）二极管开关特性的思政元素

二极管具有非线性的伏安特性，如果用物理方法建模，用20多个参数更真实地反映其本来面目，列出很复杂的数学方程来研究电路特性，那就必须借助于现代仿真技术，利用EDA软件来进行。在计算机及EDA软件没有广泛应用之前，为了方便快捷地研究电路性能、了解现场实际元件及电路的工作情况，我们的先辈针对非线性元件发明了外特性建模方法。结合二极管元件的工作状态，在特定的工作区域，抓住二极管具有单向导电性这一主要矛盾，去粗取精，建立了开关特性的模型（包括理想二极管模型和恒压降模型），这两个模型的主要差异其实是计算精度（当二极管相当于开关闭合时，是否考虑导通压降），显然，这需要根据二极管外电路的电压大小来选择具体采用哪一种模型以获得需要的精度。这种在特定工作条件下，利用元件模型来替换实际元件，将非线性电路进行线性化处理，对电路特性和性能指标进行估算的方法贯穿模电教学的始终。例如，三极管的开关特性工作区，受控源工作区;集成运放的非线性工作区和线性工作区，都是完全相同的策略，即根据元件外特性在特定条件下建模，将非线性元件进行线性化处理。

这种始终抓住主要矛盾着力解决重大问题的思路和方法可以扩展到人生不同阶段的规划和目标制定，也可以拓展到社会发展不同时期的战略规划。大学生都学习过“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”，了解中国共产党在我国社会发展的不同历史时期和不同发展阶段，总是着力解决当前最主要的问题。比如新民主主义革命时期，“……帝国主义和中华民族的矛盾，乃是各种矛盾中的最主要的矛盾”，我党联合国民党等其他党派组成统一战线，带领全国人民经过艰苦卓绝的努力，最终取得了新民主主義革命的伟大胜利，建立了中华人民共和国;在新时代，“我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，因此确定了实现四个现代化、小康乃至全面建设小康社会的奋斗目标，并且初步实现了预定目标。

这就是所谓的万事同理贯通自然与社会。不论是自然科学，还是社会科学，迥然不同的问题，解决方案可以源于相同的哲学原理。课程思政与思政课程同向而行，显性育人与隐性育人分工合作，共同完成教书育人的千秋大业。

（二）二极管性能参数的思政元素

二极管均由半导体材料构成，均有单向导电性。而半导体材料又可以分为单晶的硅、锗，复合材料砷化镓等;从具体结构来说，有点结型、面结型等。不同材料和结构以及制作工艺的细微差别，造就了种类繁多的二极管，比如，整流二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管、肖特基二极管等。即使是相同应用领域的二极管，其具体参数也千差万别，如工作电流不同、击穿电压不同、工作频率不同、耗散功率不同等。一个二极管元件就如此丰富多样，造成初学者觉得模电很难理解，简直是在学习“魔鬼”元件构成的魔鬼电路。电子技术作为一门应用技术，其实并不需要大家从机理上去理解二极管为什么如此多样且参数各异，而是要了解其外特性（即非线性的伏安特性），在特定的工作条件下对二极管建模，用很简单的模型来替代实际的二极管，掌握用元件模型去分析电路特性的方法（即估算法）即可。在实际应用时，虽然不同元件，其参数有差异，但是在一定的使用条件下，许多型号的元件是可以互换使用的。所以在进行电子制作实践时，老师经常会说，你手边有什么元件就用什么元件，不必非此不可。请注意，元件替换是有条件的，不是信手拈来都可以，而是应用领域相同、特性参数差别不大的元件之间才能替换。

所以，在学习二极管的时候，在了解“万事同理”的基础上，可以总结出“万物同构”的哲学思想。相同情况也发生在三极管家族和集成运放家族，其元件特性和应用相似而种类繁多。

这种抓住共性又承认差异性的思维方式可以扩展到一般的认知领域，“别人能做到的事情，我也能做到”，这句话我们从小耳熟能详，但是这句话是否正确呢？它肯定了作为“人”的共性，但是忽略了“人”的差异性。这种逻辑思维方式使我们的许多大学生迷失了，开始怀疑人生。在进大学之前，我们可以轻松获得班级，甚至是年级的前几名，现在已经很努力了，为什么被别人甩在了身后？不是说“有志者事竟成”吗？不是说“别人能做到的事情，我也能做到”吗？所以归根结底，要让学生认识到“人跟人是大不相同的”，外表有高低胖瘦、智商和情商有高有低、身体素质也都不同。大家都知道，不同的运动项目要选合适的“苗子”，那么也就应该可以理解无论是运动项目还是学习成绩的排名，第一名总归只有一个。我们要做的是，努力成为更好的自己，不负韶华，寻找自己擅长的领域，做自己喜欢的事情，成就属于自己的美好人生。使学生真正理解所谓的万物同构，又呈现千差与万别。

（三）三极管放大电路组成的思政元素

BJT和FET三极管的结构原理完全不同，在放大区作为受控源时，一个是流控流源，另一个是压控流源。在构成基本放大电路时，根据三个管脚中哪一个作为输入和输出信号的公共端，BJT可以构成共射、共基、共集放大电路;而与这三种接法电路性能分别对应的，FET可以构成共源、共漏、共栅放大电路。公共端不同，放大电路的性能指标会有很大的差异，所以应用场合不同。根据实际应用的性能要求，基本放大电路又可以衍生出差动放大电路、有源负载放大电路、互补对称功率放大电路等单元电路。为了满足实际应用对信号放大的要求，在BJT构成直接耦合多级放大电路时，一般用共集—共基差动放大电路作为输入级，有源共射作为中间级，共集互补对称功放作为输出级。同样，可以由FET构成多级放大电路发挥类似的放大作用。虽然BJT和FET兩种三极管的结构原理不同，放大电路特性也有差异，但是各自协同合作，优势互补，均可完成相同的任务，可谓殊途同归。

将这种思维方式扩展到一般认知领域，就容易理解在CDIO工程教育模式中，为什么将“人际团队能力”作为四个层面的培养目标之一;在当前的教学改革中，如此强调增强大学生的团队合作意识。因为在未来的职场中，通常岗位职责分工明确，需要不同专业的人员进行跨时空、跨专业、跨学科的团结与合作，必须将不同的人才放在最恰当的位置上，才能形成合力，共同达成既定的目标。正所谓博采众长，精诚合作，殊途同归。[3]

二、结束语

大学里的教育是素质教育，大部分学习模电的学生，以后可能不会具体用到课程中的相关知识和技能，但是通过模电课程的学习，他们看问题的视角会更加多元化，分析和解决问题的方法和手段会更加丰富合理;在制定自己的人生目标时，会更加顺应社会需求和自身情况;面对网络上的海量信息时，会有自己明确的立场和判断，而不是随大流甚至成为别有用心者的炮灰。学生不仅在知识和技能方面有显著的提升，在独立精神和健全人格方面也有长足的进步，这就达到了大学教学的目的。

参考文献：

[1]陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路：基于专业课程思政的探讨[J].思想理论与教育，2018（3）：64-69.

[2]本书编写组.毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论（2018版）[M].北京：高等教育出版社，2018-03.

[3]张静秋，桂卫华，陈宁，等.CDIO理念在模电教学中的探索与实践[J].电子制作，2018（13）：84-87.

◎编辑 马燕萍