創新方法融入電工電子課程的研究與實踐

張博峰，高聰聰，馮青華

（陜西職業技術學院，陜西 西安 710038）

在科技快速發展的今天，要實現中華民族的偉大復興，創新是當務之急，而創新人才的培養則成為現代教育的重中之重。新時代下，以習近平同志為核心的黨中央要求高校開展創新教育，培養學生的創新意識，提升創新能力[1]。教育部于2020年6月曾針對課程思政提出，對于理工專業類課程，不但要對馬克思主義觀點以及方法進行教育，也要將其與科學精神的培養有效地結合起來。通過科學精神與馬克思主義觀點的結合，可以有效地提高學生解決問題的能力，培養其創新能力[2]。不論是創新教育，還是課程思政，都要求培養高校學生的創新能力。

為此，論文積極對課程思政教學的實施方法展開了探索研究，從專業課程設計的頂層入手，以專業課程的特點為導向，明確各課程的課程思政定位和課程思政目標。根據課程思政頂層設計，汽車電工電子技術主要承擔創新方法教學，探索汽車電工電子技術與創新方法的融合，幫助學生在專業知識學習的同時形成正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養學生的創新能力，實現汽車電工電子技術課程的創新教育和課程思政育人目標。

1 研究現狀

國內高校的創新教育主要是在《普通本科學校創業教育教學基本要求（試行）》的指導下開展的。北京工業大學開設了創新工程實踐課程，課程獨立于專業課程之外，系統培養學生的創新能力，目前已經取得了一定的成就。西南大學在紡織科學與工程專業碩士研究生中開設TRIZ創新理論選修課程，傳授研究生創新方法，培養創新能力[3]。對于汽車電工電子技術課程的思政教學來說，已經有了較多的研究成果。劉德兵等人就高職電工電子技術課程開展了思政實施路徑探索與實踐工作，從教學目標、教學設計到教學實踐進行了精細的安排和設計，教學實踐也取得了積極的結果[4]。宋其江等人針對汽車電工電子課程的教學內容和教學特點，研究了電工電子技術課程與思政教育的結合方式[5]。解丹婷等人通過提取汽車電工電子專業課程中的思政元素，優化課程設計，將思政教育很好地融入電工電子技術專業課程中[6]。周永芳等人基于電工電子課程構建了德育目標，開展了思政元素的挖掘，從而將教學內容與思政元素有機融合[7]。鄭坤等人基于電工電子課程設計了完整的課程思政實施路徑，實現專業課程與課程思政的有效融合[8]。

近些年來，關于電工電子技術課程的課程思政研究論文較多，但是將創新方法融入電工電子技術課程較少。所以本文提出將創新方法融入電工電子技術課程當中，從而在實現課程思政教學的同時，也可實現創新教育。

2 課程思政整體思路

對于汽車電工電子技術課程而言，主要承擔的課程思政育人目標是創新能力的培養，所以才將創新方法融入電工電子技術課程當中，以實現課程思政和創新教育目標。

2.1 課程特點

汽車電工電子技術課程是新能源汽車技術專業的專業基礎課程，課程主要針對高職類理工科專業學生開設，主要是讓學生掌握電工及電子技術的相關基礎知識，為后續的新能源汽車技術專業課程的學習奠定基礎，做好銜接。該課程理論與實踐并重，注重理實一體，在課程學習過程中，需要學生在學習電工電子理論知識的同時，也需要培養學生良好的電工電子專業實踐能力。

2.2 課程思政目標

汽車電工電子技術按照課程思政的設計理念，主要承擔培養學生的創新能力的育人目標，通過該課程的課程思政教育提高學生正確解決問題的能力，以創新能力的培養作為課程思政的育人目標。

2.3 課程思政融入思路

汽車電工電子技術涉及的專業知識非常廣，蘊含有豐富的科學理論知識，同時也有大量的科學歷史知識，也有著非常有趣的科學實踐，這樣的課程能夠很好地將人文知識、科學知識相融合，這樣的課程非常適合進行課程思政中關于科學精神和創新思維的培養。發明問題解決理論（Theory of the Solution of Inventive Problems, TRIZ）作為一種創新理論，也是創新教育的關鍵，西方及亞洲發達國家在較早時期已經將TRIZ創新方法引入到創新人才培養當中，有較多數量的高校及中學都已開展創新能力的培養工作并開設相關的TRIZ課程。TRIZ理論作為國際主流的創新方法，具有很強的實踐性，非常適合高職院校的創新教育教學。基于以上原因，將TRIZ理論作為主要的創新方法引入汽車電工電子技術課程，根據專業課程體系和創新體系的特點將創新方法融入汽車電工電子技術課程當中，實現該課程的課程思政教育目標。利用創新方法提高電工電子技術知識的學習效率，同時以電工電子技術知識為載體進行創新教育，進而實現創新實踐，實現本課程的課程思政育人目標。

3 課程思政教學實施路徑

高校中最主要的教學場所是課堂，而課堂的主要組織者是教師，所以高校的創新方法教學主要是利用課堂和教師共同來完成。因為汽車電工電子技術課程具有很強的實踐性，所以在課程思政教學中，主要是課堂與課外相結合，理論與實踐相結合，通過課程思政評價實現反饋，不斷優化迭代，實現更好的課程思政教育的教學效果。圖1為實現課程思政的主要路徑及形式，課程思政的主要實現路徑包括課內思政理論教學、課內思政實踐教學以及課外思政實踐教學。課內思政理論教學主要是在專業理論知識講授的過程中講授思政元素，從而實現課程思政教學，實現育人目的。專業課程實踐可以很好地為課內思政實踐的進行提供保障，在實踐中體驗思政元素，實現課程思政教學任務。課外思政實踐教學主要是通過社團和競賽的形式，讓學生利用已有的知識和技能進行思政實踐，進一步在實踐中體驗和學習思政元素。思政元素均是來自本專業課程或者老師的親身實踐，這樣融入的思政元素更加自然而讓人印象深刻。思政教學的執行是課程思政的開始，在課后及課外還需要對課程思政進行評估，將存在的問題反饋回來，進一步對課程的設計進行優化，通過不斷的教學執行、評價反饋、修改優化，使課程思政的效果得到不斷的提高。

圖1 實現課程思政的主要路徑及形式

3.1 課內思政理論教學

汽車電工電子技術課程中涵蓋大量的科學定律，這些科學定律的發現過程是艱辛的，但也是傳奇的，既需要足夠的科學知識，也需要鍥而不舍的精神。通過對電工電子學科中科學定律或者科學知識的發明歷程的講授，讓學生感受偉大的先驅們的勇氣，深刻地感受科學精神的內涵，引導學生從現在起樹立理想，培養不怕艱辛、永不放棄夢想的精神。該課程中講述了大量的電子元件和電子技術，它們被發明創造出來，需要的不只是時間，更需要突破思維極限，才能將其創造出來，在講述這些知識的時候，通過講述它們背后發明的故事，讓學生了解這些科學家的創新精神，引導學生去突破所限，追尋創新。

圖2為創新方法融入電工電子技術課程的流程，選擇好課程之后，確定知識點的同時，確定創新方法的切入點，創新方法的切入點服務于知識點，確保選擇合理；接下來確定根據知識點確定知識點的導入方式，同時確定問題的導入；根據知識點的導入展開知識點的學習，在學習的同時，進行問題的解決和創新方法的介紹；最后對知識點和創新方法進行總結。整個流程是以知識的學習為主導，創新方法輔助專業知識點的學習，同時也實現對創新方法的學習。

圖2 創新方法融入電工電子技術課程的流程

以緒論章節為例，在講解汽車電工電子技術課程定位時，講到了新能源汽車核心之一便是電動機，而電動機的發明者便是邁克爾·法拉第。通過對法拉第學習歷程的講述，讓學生了解他那窮且益堅，不墜青云之志的精神，同時也展現其偉大的創新精神。引導學生年輕的時候就要樹立遠大的夢想，并為自己的夢想而奮斗。

以電路基本組成為例，通過問題“你需要的是電燈還是光？”引出我們需要的不是商品，而是服務。引導學生透過現象看到本質，看到需要的是什么，才能去創新和解決問題，這是創新的基礎和前提。

在電動機與發電機章節，講述汽車發動機的啟動方式，引出壓燃柴油機是魯道夫·狄賽爾發明的，講述魯道夫·狄賽爾通過觀察打氣筒打氣發熱的現象而想到用壓縮的方式使發動機啟動的故事。引出開放式創新和封閉式創新的概念，讓學生具備開放創新的基本意識[9]，為學生走上工作崗位，進行技術創新奠定基礎。

在晶體管章節，從晶體管的重要性入手引出布爾代數，講述喬治·布爾的求學經歷，發明布爾代數，百年之后布爾代數再次興盛等故事，用現實告訴學生“有志者，事竟成”，創新目標需要方向，創新需要勇氣，培養學生的創新精神。

在基本電器元件章節，通過講述電容器發展的歷史，引入了TRIZ理論中40個發明原理之曲面化，講解曲面化發明原理在現實中的應用情況以及實施方法，如圖3所示。通過電容器的發展歷史講解也引入了TRIZ理論中的S曲線與技術進化法則，開闊學生的技術創新思路，熟悉預測技術發展趨勢的方法，同時也能掌握預測產品的技術發展方向[10]。圖4為TRIZ中的S曲線示例。

圖3 發明原理之曲面化

圖4 TRIZ理論S曲線

3.2 課內思政實踐教學

在二極管及整流電路實踐課中，通過汽車發電機整流器是用多個二極管串聯而成引出TRIZ理論中40個發明原理之組合，如圖5所示。結合自己在自行車隊列、船舶隊列、車隊隊列的研究經歷和創新實踐，講述該創新方法的基本原理，實施方法，讓學生在學習到新的創新方法的同時，明白創新往往會顛覆現有的知識以及現有的體系，為我們的技術發展帶來質的飛躍。

圖5 發明原理之組合

3.3 課外思政實踐教學

眾所周知創新需要基于專業知識，創新方法如同軟件，專業知識如同硬件，沒有硬件的支撐，軟件是毫無用處的，所以需要專業知識和專業實踐作為基礎去應用創新方法。基于基礎專業知識和專業實踐的創新才能產生真正的價值，才能讓學生的創新能力得到提高。所以創新依賴于專業知識，同樣需要專業實踐來實施創新實踐，所以開展了課外思政實踐教學，主要是利用課堂上學習的創新方法和專業知識進行創新實踐，進行創新活動。在課外指導學生利用創新方法和專業知識發現專業領域內的問題，進行針對性的解決，進行發明創造，同時指導學生參加各種創新和設計比賽，進行創新實踐。課外思政實踐教學活動的開展，不僅提供了創新實踐和專業實踐的機會，同時也培養學生的實踐操作能力、團隊合作精神、創新能力。

4 課程思政教學效果

通過創新方法與汽車電工電子技術課程的融合，學生們對專業課程的學習興趣得到了極大地提高。在講邁克爾·法拉第和喬治·布爾兩人在窮苦的環境下，仍舊不放棄自己的夢想時，很多學生都非常感動。我校學生大部分來自農村，他們承載著家庭的希望，他們更希望自己能夠從窮苦走向成功，希望和邁克爾·法拉第一樣通過自己的努力改變自己生活。在課內實踐課上，引入了頭腦風暴法，通過頭腦風暴產生了很多優秀的解決方案，在解決問題學到知識的同時，大部分同學還掌握了頭腦風暴法，他們對此非常有興趣，希望多通過這樣的方式來學習和創新。在課外實踐中，許多學生參加了“愛益工坊”社團，利用課堂所學專業知識和創新方法，參加社會實踐，解決實際問題；同時也指導部分學生參加創新和科技競賽，在比賽中應用所學知識和方法，取得了一些成績，更多的是學生對自己進步和成長的認可。

5 結論及展望

根據新能源汽車技術專業課程思政的設計理念，汽車電工電子技術課程主要承擔了課程思政中科學精神和創新精神的培養任務，對于當代學生來說，創新精神和創新能力的培養至關重要。文中通過汽車電工電子技術課程與創新方法的融合，將創新方法學習作為專業學習的主要目標之一，在學習專業知識的同時學習創新方法，用創新方法指導專業知識學習，利用專業知識進行創新實踐，從而實現了創新思維、創新精神的培養。將來，隨著創新方法重要性的不斷提高，創新方法教育將作為專業學習的主要目的之一，而通過創新方法與專業課程的融合，可以更好地實現專業領域內的創新學習及創新實踐。