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1、电路课程思政教学案例（一等奖）一、课程及案例简介课程名称电路前导课程 高等数学、大学物理等设计理念及总体思路本课程贯彻立德树人教育理念，推进现代 信息技术与教学深度融合，建设突出“两性一度”要求，理论教学与 实践教学并重，采用理论学习、虚拟仿真、基础实验、创新实验“四 位一体”的四环节循环高效教学模式，强化课堂教学质量，提升课堂 教学人才培养能力和水平。实施效果 在理论学习中，突破习惯性认知模式，深度分解电 路课程中知识体系，培养学生学习兴趣和解决复杂问题的综合能力 与高级思维，提升高阶性；在实验教学中，以虚拟仿真实验和远程实 验为抓手，积极引导学生进行探究式与个性化学习，突出创新性；在 课程
2、内容上，课程设计增加研究性、创新性、综合性内容，深度融合 “课程思政”，培养严谨态度，崇尚理性精神，提升学科素养，培养 家国情怀，增加挑战度。二、结合章节课程思政结合内容电路第六章：储能元件/第一节：电容 元件，具体融入方式如下：1 .内容背景：电容应用场景在实验与实训中提升学科素养，增强专业技能，培养创新精神、激发 爱国情怀。案例L 2006年8月28日，上海市11路开始投入超级电容车运行，这也是上海第一条使用超级电容车的公交线路。结合案例，认识科学技术的重要性，提倡自主研发技术。中国是 唯一将超级电容公交车投入产量的国家，更重要的是这项技术为中国 自主研发。这是少有的中国出口技术、美国生产
3、的清洁能源合作案例, 案例彰显中国大国形象，坚定了中国大国的自豪感与民族自信。学生可查阅书籍，上网搜索，深入了解相关知识以及最新科技成 果。引导学生关心科学技术开展与创新，建构技能成才，技能报国的 专业意识，形成学科学习思维，养成学科基本品质。2 .主要知识目标：电容电学特性分析案例2：电容电流和电荷的关系：根据电流和电荷微分关系，画 出图像，得到电流电荷的积分关系，并得出电容的储能与to时刻 状态相关，故电容为储能元件。结合动画，理解电容电学特性，将从实验现象、数据，进行推导， 强调理解知识从特殊性到一般性的推导，如根据中学Q、I为常数时 的概念引入变量的q、 i之间关系。学生首次在电学中将
4、高等数学、大学物理等知识结合进行理论推 导，并将虚拟仿真软件Multisim的使用结合，将电学变化过程跟图 形化结合，不仅易于理解，也驱动学生养成习惯动手实验的良好习惯。3 .拓展思考：电容有没有可能是负值？运用学科工具，及辩证法的思想进行分析，首先从测试结果来看, 确实有负值存在，从理论来解释，由于LED复合过程中，负电荷增 加，但电压仍为正，所以存在负电压。通过拓展思考，到达让学生从 电路理论简史中提升学科素养，形成学科学习思维。三、教学目标知识目标：掌握电容元件的电学特性，包括电流-电压的微分关 系，电流-电荷的特性，电容的储能特性等，回顾国内外重大科技创 新的过程，激励学生的创新意识。
5、能力目标：学会运用实验仿真研究R、L、C串联谐振电路，学 会使用万用表观测电容元件电压值的变化，理解储能过程，形成崇尚 理性精神、牢固树立四个意识四个自信和两个维护的气氛，实现知识 传授、能力培养与价值引领的有机统一。素质目标：了解电容的开展过程和电容对电能推广产生的作用, 理解电子元器件的开展涉及材料科学、电子科学与技术、计算机技术 等多学科的开展，从电路理论简史中提升学科素养，形成学科学习思 维，养成学科基本品质。四、案例意义党的十九届五中全会提出要强化国家战略科技力量，重点开展知 识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业：新 一代信息技术、生物医药工程和新能源汽车。因此，
6、由超级电容的应 用引入课程，既激发学生的学习兴趣，增强做中国人的志气、骨气、 底气，从而自觉强化责任与担当。认知能力方面，学生在具有一定的物理知识、高等数学知识储藏 的基础上，接触电路课程，能够更好地理解和运用知识。本节课 的内容较为枯燥难懂，要求学生理解电流和电荷的关系以及定积分 （牛顿莱布尼茨公式），在授课过程中需要结合一些实际工程案例, 帮助学生将理论知识与生产生活相联系，从而增强学习动力，崇尚理 性精神。本次课的教学以学生为中心，把理论知识与工程问题相结合, 引导学生在掌握理论的基础上学以致用，在实验与实训中提升学科素 养，不仅可以增强专业技能，也帮助学生在实践中科学制定人生目标、 培
7、养创新精神、也帮助学生投身实践，了解自我，进而强化社会责任 感，激发爱国情怀，落实立德树人根本任务。五、教学过程实施电路课程采用“四位一体”理论实践循环教学模式，将教学 过程分为理论讲授、虚拟仿真、基础实验和自主创新实验，以理论学 习为基础，将理论知识图形化、数据化，以基础实验为依托，最终实 现对技术进行应用开发和创新实践。建设过程中的循环层次的划分和 实施，注重深化工程教育理念，模式创新和技术创新均以学习者为中 心，构建以学习者为中心的理论与实践结合的工程教育生态。教学内容和过程设计如下：教学设计思路与 意图教学内容课程思政融入教学方法与 组织方式教学时长理论讲授线上线下学习结合（12min
8、）新课学习自学教学平台上 的视频和课件， 掌握储能元件概 念，包括“电容 元件特性”、“电 感元件特性，（1）借助案例，理解概 念。案例1： 2006年8月28 0, 11路开始投入超级 电容车运行，这也是上海 第一条使用超级电容车 的公交线路。中国是唯一将超级 电容公交车投入产 量的国家，更重要的 是这项技术为中国 自主研发。这是少有 的中国出口技术、美 国生产的清洁能源自主学习案例导学法3min学习回顾与知识 点梳理总结归纳线上学 习内容，检验学 习效果“电容、电感元 件的串联与并联 等效”的基础知 识。（2）结合案例，认识科 学技术的重要性，提倡自 主研发技术。合作案例。彰显中国 大国形
9、象，坚定了中 国大国的自豪感与 民族自信。文献阅读在教学平台上提 供文献资源，帮 助学生对课程学 习建立初步的认 识：引导学生开 展自主探究学 习。（1）阅读线上课程提供 的文献，尝试提出问题。 文献1：PN结型器件在交 流小信号下的电容特性： 文献2： R、L、C元件阻 抗特性的研究：文献3：对GaN基LED的 光学电学特性及DSCs中 负电容现象的研究：（2）学生可查阅书籍， 上网搜索，深入了解相关 知识以及最新科技成果。引导学生关心科学 技术开展与创新，建 构技能成才，技能报 国的专业意识，形成 学科学习思维，养成 学科基本品质自主学习阅读与思考3min观点与争呜讨论1：学会发现身边的
10、科学技术开展与应用，并 尝试将理论知识与实际 应用相联系。提升学科素养与实 践能力，激发创新动 力。线上讨论4min学习效果检验提问：电容的应用场景有 哪些？传统电路板、储能应 用等，通过电容的应 用了解行业开展，加 深对学习专业的热 爱。线上测验2min学习回顾与知识 点梳理总结归纳线上学 习内容，检验学 习效果（1）哪些地方可以见到电容？生活中有哪 些电容？陶瓷电容、云母电 容、电解电容等学会识别电容，掌握 电容电学参数关系， 激发学生学以致用 的兴趣。翻转课堂理论讲授一线下学习（18 min）贴片电容(2)电容电流和电荷不 什么关系？电容的电流电压微分关、 一 戊 - at - u rf
11、t(3)电容充电过程中， 电阻和电容元件的电上 如何变化？0 A-:tI动画演示充电放电过程知识讲解从实验现象、数 据，进行推导电容电流和电荷的关系： 根据电流和电荷微分关 系，画出图像，得到电流 电荷的积分关系 q = JidG并得出电容 的储能与to时刻状态相 关，故电容为储能元件。理解知识从特殊性 到一般性的推导，如 根据中学Q、I为常 数时的概念引入变 量的q、i之间关系， 树立从了解特例到 掌握一般规律的的 思维图形化积分 不意8min理论应用结合案例分析， 掌握地理理论在 实践中的应用案例2：广州黄埔有轨目 车的超级电容。 人;通过电容和电池的 数据比照，介绍电动 车引入超级电容的
12、 重要原因,形成中国 崛起的自豪感，牢固 树立四个意识四个 自信和两个维护。分组讨论师生互动4min总结提升形成系统化、结归纳知识内容、建构知识 体系，掌握推导方法，在形成学科思维方法讲授法2min构化知识体系理解的基础上牢记元件 储能特性C拓展思考引导学生思考负 电容现象提出课后思考：电容有没 有可能是负值？运用学科工具，及辩 证法的思想进行分 析，首先从测试结果 来看，确实有负值存 在，从理论来解释， 由于LED复合过程 中，负电荷增加，但 电压仍为正，所以存 在负电压。讲授法Imin实验设计及展示（lOmin）虚拟仿真实验验证理论知识通过实验观察电容充电 过程中，电阻和电容元件 的电压变
13、化情况,总结电 容储能特点。1 :1G声：仿真电路图拓展知识面案，将理 论知识用图形化来 展示，进一步理解知 识，崇尚科学精神。实验法6min自主创新实验自主创新实验在基础实验上进行扩展以基础实验为依托，最终 实现对技术进行应用开 发和创新实践。学生在理解充电电路和 放电电路，实现呼吸灯 后，在此基础上的进行创 新激发学生学习兴趣， 培养学生的实践能 力和创新精神，引导 学生增强专业技能， 树立技能成才，技能 报国的志向。实验法4min+课后六、教学考核评价.对教师的评价本节课是对储能元件特性的讲授与实验验证，教师在教学过程中，梳理教学内容，便于学生对知识进行全面掌 握，对教学内容进行梳理，开
14、展可视化应用软件与理论讲授教学结合 的新教学模式，并形成“四位一体”教学方案。以学生为中心，线上、线下和理论、实验科学结合，学生能获得 较高的认知临场感和较理想的学习效果。设计实训工程的内容，安排 教学资源，突破实验对时间和空间的要求，采用远程实验和虚拟实验 使学生按需完成实验任务。案例选择精妙，“超级电容车的公交车” 的案例，展示了中国的崛起与雄厚实力，既使理论学习与实际应用结 合起来，也更加坚定了国家认同与文化自信。注重引导讨论，激发创新能力施展。摸清讲授内容的要点和难点， 强化关键步骤推导和演算过程，线上线下都多处引导学生对储能元件 概念及特性与应用的探讨，学习发现身边的实际工程问题，并
15、尝试解 决问题，促进良好的师生沟通。重视课程思政的引入与学习，提升学 生学习的信心，不仅到达了课程知识内容教学的要求，同时也是课程 思政与专业课程同向同行的成功尝试。1 .对学生的评价新时代大学生，智力开展逐渐到达最正确状态, 逻辑思维能力大大提高，观察能力明显增强，自我意识逐渐成熟，政 治上要求进步，对本课堂表示出强烈的学习兴趣，在教师的指导下， 借助软件平台对理论知识图形化，在虚拟仿真、基础实验和创新实验 的过程中，形象理解理论知识，并通过学习应用软件和仿真软件对理 论进行验证。知识目标方面的考核主要包括课后习题以及教学课件例 题，加入局部概念的学生较好地接受了课堂设计的价值引导，课堂讨
16、论参与度较高，能深入思考崇尚科学精神意义，切实增强做中国人的 志气、骨气、底气，激发创新精神以及强烈的社会责任感。七、案例反思学习储能元件，需要借助大量的案例帮助学生的理解。本节课不 但采取线上线下结合的方式，培养学生的自学能力，还在突出以“四 位一体”的教学方式为载体，理论与实践循序渐进，以教师的指导为 主导，学生的自主学习为主体，通过开展理论推导与应用领域等问题 的探讨，鼓励学生积极参与讨论，拓宽思维，从而使理论与实践应用 结合起来。学生可以运用线上平台随时发表自己的疑惑，与老师、同学进行 交流；老师那么通过发布讨论题目、测试等，引导学生的思考，从而形 成师生之间、生生之间的良好沟通，教学相长。总结线上理论讲授内 容，对学生提出的不明确的问题，教师通过对问题的分析，修改，补 充，归纳，使问题准确完整地表达出来，锻炼学生的口头表达能力，逐 渐养成提出问题的良好习惯，促进学生全面开展，使学生学会运用知 识分析工程问题。在本课程的学习中，理论推导与公式的应用仍然是学生学习的难 点，还需要进一步开掘与本课程相关的实验与实际应用案例，把抽象 知识描述更清晰，激发学生学习的兴趣。在教学中还需进一步强调以 学生为中心，把学生学习规律掌握得更为全面，还需要在教学中把理 论知识与工程问题相结合，引导学生在掌握理论的基础上学以致用,