电工电子技术课程思政建设探索

摘 要：在电工电子技术课程的教学过程中，紧密结合学校定位和学校航空航天以及军工特色开展案例式思政教学。课程还将思想教育与工程素质教育有机融合，拓展思政教育内涵的深度和广度。另外，课程尝试在竞赛中融入思政教育元素，促成学生自主学习思政元素的新型教学方式。

关键词：课程思政；思政教育；课程竞赛；工程素质教育；工程创新

中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）33-0022-04

Abstract： In the teaching process of Electrical and Electronic Technology course， case-based ideological and political education is closely integrated with the school's positioning， aerospace and military characteristics. The course also organically integrates ideological education with engineering quality education， expanding the depth and breadth of the connotation of ideological and political education. In addition， the course attempts to integrate ideological and political education elements into competitions to promote a new teaching method that encourages students to learn ideological and political elements independently.

Keywords： course on ideological and political theory education; ideological and political education; course competition; engineering quality education; engineering innovation

电工电子技术是非电类相关专业的一门专业技术基础课程[1]，是学生从基础课学习转向专业课学习的重要桥梁和纽带，也是现代工业和科技发展的重要基础，具有广泛的应用领域。电工电子技术的教学内容涵盖电路分析基础、电机与电气控制、模拟电子技术和数字电子技术，既有基础理论、基础知识的讲解，又有工程技术方法的传授，是一门理论和实践紧密结合的课程。

在电工电子技术课程中，不仅要传授专业知识，还要注重培养学生的爱国情怀、社会责任感、创新精神和实践能力。为此，课程思政教育成为电工电子技术的重要组成部分，许多高校和高职学校的教师在这方面开展了有益的探索性的工作。耿大勇等[1]在门电路和组合逻辑电路部分设计了思政教学案例。赵书玲等[2]建设了电工电子技术课程思政案例库。王萍等[3]尝试在课程中融入优秀传统国学文化。

但是从目前课程的思政教育现状来看，当前电工电子技术课程的思政教育还是存在以下三个方面的不足。

一是思政教育内涵挖掘不足。课程思政教育的内容还是主要集中在思想道德教育方面，例如爱国情怀、民族自豪感，树立正确的人生观和价值观等[4]。随着思政教育的开展，很多教师也把唯物辩证法、中国传统文化融入到思政教育中，并开展了有益的尝试工作。电工电子技术是学生步入大学后的第一门工程技术基础课程，是工科学生从基础课向专业课过渡的重要环节，所以课程思政教育的内容还应包含塑造学生的基本工程素养和素质。也就是从工程技术的角度思考如何解决实际问题的能力，这也是培养合格的高水平工程技术人员的重要环节。

二是思政教育的特点与特色不足。目前，电工电子技术课程的思政教育方法还是以案例法为主[5]，通过实际的工程案例，或优秀人物的案例来开展课堂思政教学。但是，这些案例还是缺乏鲜明的、和学生密切相关的特点或特色，例如学生所在学校的自身特色，学生所属专业的特色等。

三是思政教育方式单一。思政教育还是以课堂宣讲为主，以传统讲授知识点的方法来开展思政教学。这种方式简便易行、效率高、教学的计划性强，是一种主要的、基本的思政教育模式。但是，这种方式没能很好地调动学生的主动性和积极性，缺乏以学生为中心的教学理念，新颖、新型的思政教育方法还是比较匮乏。

针对上述思政教育中的不足，结合学校和学生所在学院的航空航天及军工特色，并融合工程素养和素质培养目标，在电工电子技术课程中开展了相关教学设计和实践，尝试采用了课程竞赛的新型方式开展思政教育。

一 思政教育内涵的深度挖掘

电工电子技术课程的思政教育还应从培养合格的、具有工匠精神、具备创新意识和基本创新能力的工程技术人员方面进一步挖掘要素。

（一） 工程技术中的辩证思维方法

相比于逻辑缜密的数学基础知识，电工电子技术着重培养学生处理复杂的实际工程问题的能力。对于某种具体的技术方法或手段，电子电路总是有利有弊。特别是应当培养学生意识到技术方法或手段的局限性和弊端。培养学生如何在性能指标、成本、环境因素等制约下选择适合的技术解决方案。

（二） 工程创新的思维方法

学生创新能力的培养质量已经成为评价高校人才培养质量的重要指标[6]。创新能力的培养已经突破工科专业课的边界，逐渐渗透到工程基础课程[7]和数学与自然科学类课程[8]。电工电子技术作为工程基础课程不应该也不能够仅仅停留在电路和电子技术基础知识的掌握，更应该紧密结合课程的教学内容，深度挖掘和重现课程中出现的典型创新过程，使得学生体会和理解到现有技术方法的演化发展过程，以及其中蕴含的工程创新的思维方法[9]，从而有目的性地、主动地培养学生的创新理念和创新能力。

（三） 电路标准图形符号的应用能力

电路的图是设计电路的语言符号，是表达工程师设计方案和创新方案的重要手段和方法。作为一个高素质的合格的工程师，要用标准图形符号语言表达自己的设计思想。因此，课程中电路元件、电子电路元器件的国家标准图形符号的讲授是提升学生职业素养的重要环节。通过对这些符号的深入理解和应用，学生能够在未来的工程实践中准确、高效地进行专业交流，展现出良好的职业素养。换句话说，国家标准图形符号既是技能的传授，也是思政教育的重要内容。

（四） 航空航天军工特色的爱国、爱校情怀

大学是培养合格工程师的摇篮，每所工科大学的文化背景和氛围既有共性又有个性。在开展课程思政教育过程中，应该紧密结合自身学校的航空航天背景和特色，使学生学习航天人、航空人、军工人独有的爱国情怀，独有的空天梦想与追求，以求进一步激发学生爱国、爱校、爱航空和爱航天的内在动力。

二 电路标准图形符号思政案例

国家标准图形符号是工程图纸中的语言，它们标准化了电气元件的表示方法，使得不同背景的工程师都能够理解和执行设计意图。在课程的课件设计中规范了电路图形符号的画法，依据GB/T4728《电气简图用图形符号》系列国家标准编写制订了《电工电子技术课件规范》，在规范中规定了线宽、交叉线及交叉点形式和连线端点形式等。在此基础上给出了电路中常见、常用的图形符号画法。规范后的电路图形符号示例如图1所示。

电路元器件的国家标准图形符号学习和使用，是提升学生职业素养的重要环节。通过对这些图形符号的深入理解和应用，能够培养学生在未来的工程实践中准确、高效地进行专业交流，展现出良好的职业素养。

在电工电子技术课程中，各种电路模型、电子电路和电气控制电路的讲解，均是在相应电路图的基础上展开的。所以，遵守、执行国家标准的思政教育可以说贯穿课程的全过程。所以，在课程的课件中强化了电路图的标准化。这样使得学生可以从电阻、电容、电感等电路元件的学习，到放大电路、电气控制电路等复杂电路的学习，都在接受思政教育。在学生课后作业的批改中，教师也强调对学生画出的电路图规范性的评价，作为学生作业成绩的重要评价指标项。

另外，在教学中还要对国外的电路图形符号，以及与国标图形符号的差别进行简要的讲授。因为在当前国际化的背景下，了解和应用国际通用的图形符号标准也变得尤为重要。一方面，有利于学生阅读国外的器件手册；另一方面，有利于中国工程师与来自不同国家的同行合作与交流。掌握国际标准有助于跨越语言和文化的障碍，促进国际交流与合作。因此，课程思政中还包含了国际标准的学习，培养学生的国际视野和跨文化交流能力。

三 工程创新的思维方法案例

课程中的模拟电子技术教学部分，是与工程实践紧密结合的内容。其中的经典教学内容均蕴含着工程创新的实例。通过深入挖掘这些实例的创新过程，使学生体会到创新是有规律可循的，创新是和基础知识的理解和掌握密切相关的。以单管共发射极放大电路提高放大倍数的问题为例，分析工程创新的思维方法的教学过程。

单管共发射极放大电路是模拟电子技术重点教学内容，通过对该电路的静态和动态分析，可以得到放大倍数的数学表达式[10]。

（一） 首先提出问题，这是创新的起点，也是重要的一步

如何采取适当的技术方法或手段尽可能提高放大倍数，这一直以来是工程技术人员追求的目标。单管共发射极放大电路或者单独使用，或者作为多级放大电路中的一级，或者作为集成运放的中间级，肩负着“放大”信号的重要功能，所以追求尽可能高的放大倍数是对其基本要求。这也就意味着，工程创新提出的问题要有工程应用背景，要有工程应用的现实意义，要有的放矢。

（二） 从何入手去思考解决问题的创新方法

创新不是突发奇想，也不是灵机一动，而是经过科学理性思考而得到的异于他人的解决办法，或者新的技术手段。从何开始去思考，线索在哪里，往往是困扰学生的一个问题。单管共发射极放大电路经过动态分析，可以得到放大倍数的数学表达式

教师应引导学生观察表达式，不难发现放大倍数与哪些物理量有关系。也就意味着改变相关参数，均有可能增大放大倍数，从而也就找到了创新的基本思路。

所以，从培养创新方法的角度出发，给出被研究问题特征参数的数学表达式是工程创新的突破点。授课教师更应强化学生对于数学表达式的深入认识和理解，掌握表达式的物理意义，而不仅仅停留在表达式的数学层面。这些都是教师需要带领学生去掌握的重要内容。教师应当帮助学生解读出表达式背后的“故事”。

（三） 剖析思考过程，找到创新的规律

在教材中往往直接给出采用恒流源替代集电极电阻Rc来提高共发射极放大电路的放大倍数。这是一种学生没有见过的新方法，是一种创新的技术手段。但是，这种技术手段是如何思考出来的，教材并未给出思考的过程。作为课程思政教育培养创新的思维方法，教师应当“复盘”这个重要的思考过程，而不仅仅是简单地给出创新的结果。

从数学表达式看，提高β势必增大放大倍数。但是思考工程问题不能脱离相应的物理背景。提高β就是换放大倍数高的晶体管，但是晶体管数值大，其基区体电阻也会增大，带来rbe的增大，进而使得放大倍数增大不明显，甚至出现下降。因此，单纯提高β不是一个好办法。而减小rbe势必要加大静态的基极电流IB和IC，进而容易引起饱和失真，所以这也不是一个好办法。负载电阻RL一般是用户指定的，不能调整。所以，可行的办法就是增大集电极电阻Rc。但是，为了保持合适的静态工作点，当增大集电极电阻Rc的同时也要增大正电源Vcc，过高的正电源也会引来工程实现的不合理性。

既然这些方法都不是很可行，就应该换一个角度，采用科学理想化的思维方法重新思考一下原始的问题。提高放大倍数是动态电路中的问题。也就是说，要找到一个“新的理想化”元件，在静态电路中能够保持静态工作点，而在动态电路中又表现出理想化无穷大的动态电阻。请学生们思考，已经学习过的理想化的电路元件模型中，有没有能够满足这种需求的元件。理想的电流源模型，输出电流维持恒定不变，也即Δi=0，所以其理想化动态电阻为

因此，在实用的放大电路中常常用恒流取代集电极电阻Rc。通过对创新思考过程的重新梳理，可以让学生感受和学习到创新思考的具体方法和具体过程，从而引领学生学会科学地、理想化地抽象和思考工程问题。

四 军工特色案例

（一） 国产军用继电器

继电器是电气控制电路中重要的元器件[11]，而军用继电器作为军事装备中不可缺少的基础元件，其性能直接关系到装备的可靠性和稳定性。国内的科研人员和工程师们发扬艰苦奋斗的精神，克服重重困难，坚持自主创新，最终在军用继电器领域取得了一系列突破。例如国产某品牌军用继电器的种类已经发展为含密封电磁继电器、通用电磁继电器、磁保持继电器和特种继电器等500多个品种，3 000多种规格。继电器产品可以应用在高温、高压、高湿度等特殊环境中，先后成功应用在“东方红”卫星、“嫦娥”探月工程、“神舟”系列飞船和“长征”系列运载火箭等国家重点工程和尖端武器装备中，充分展现了军工技术人员的风采。

从最初的仿制改进，到后来的自主研发，再到现在的系列化、智能化产品，国产军用继电器的发展凝聚了无数科研人员的心血。通过案例可以让学生亲身体会到军工人在技术攻关中不断探索，勇于实践，使得国产军用继电器在性能上达到甚至超过了国际先进水平，从而激发学生刻苦学习基础知识，继承和发扬军工人的艰苦奋斗、勇于创新的精神。

（二） 国产CPU和MCU

CPU是数字电子技术的巅峰之作。伴随着高精度制导武器、无人武器和智能武器的发展，CPU在军工武器装备的重要地位不言而喻。

长期以来，我国在CPU领域面临着技术壁垒和技术依赖的问题。为了打破这一局面，国家和企业投入了巨大的资源和努力，从人才培养、技术研发到产业布局，全方位推进CPU的国产化进程。经过多年的艰苦奋斗，国产CPU在性能、功耗、可靠性等方面取得了显著进步，逐步缩小了与国际先进水平的差距。在这一过程中，中国的科技人员和工程师们展现出了非凡的创新精神和坚韧不拔的奋斗意志。他们在核心技术上不断取得突破，成功研发出多款具有自主知识产权的CPU产品，如龙芯、飞腾等。这些产品不仅在国内市场得到了广泛应用，为国家的信息化建设、国防安全提供了强有力的支持。

MCU是一类集成多种外部接口的微处理器，在各类自动控制和智能电子设备中应用广泛。当前国产MCU有了长足的进步和发展。例如兆易创新科技集团股份有限公司的GD32系列MCU实现了全系列国产化，可以完全替代国外的STM32系列产品。

通过这些案例学生可以认识到我国在半导体技术，特别是微处理技术上的发展和长足进步，激发学生的自豪感和勇于探索的精神。学生进一步认识到电工电子技术课程的内涵重要性，激发其自主学习的动力。

五 以竞赛开展场景化思政教育

为了进一步培养学生自主学习的能力，训练学生的基础工程能力，课程尝试设立开展了电子产品拆解竞赛。学生在教师的指导下，自主选取日常生活中常见的电子产品进行拆解分析，撰写、提交报告，同时还要录制约2分钟的讲解视频，供教师评分参考。为了激励学生积极参加竞赛，参赛学生的比赛成绩计入平时成绩，同时竞赛设置了一等奖、二等奖和三等奖。获奖学生可以在总评成绩中获得额外的加分。

更为重要的是，竞赛要求学生拆解国产电子产品，并在报告中对技术现状进行简要的分析和评价，从而将思政教育的元素有机融入课程竞赛中。学生们选取的参赛产品包括：USB风扇、AC/DC适配器、LED照明灯和无人机控制器等。在参赛过程中，学生动手拆解电子产品，主动查阅国产芯片、元器件的数据手册，分析工作原理。同时，教师还指导学生利用立创EDA软件绘制原理图。个别能力突出的学生还利用立创EDA软件复现了PCB图。另外，教师还开放了实验室资源，指导学生自主利用万用表、示波器等仪器对电子产品中的重要电压和波形进行测试和记录。这一实践过程很好地训练了学生的动手操作能力以及理论联系实践的能力。

通过竞赛的这些环节和整个过程，学生都在接触、了解国内的电子产品的真实生态圈，切实感触到了国内电子产品的技术发展现状。例如在中低端半导体芯片技术方面国产产品具有性价比高的绝对优势，市场占有率高。又例如在国产EDA技术方面国产产品有了长足进步和突破。这种具体的、场景化的亲身参与和实践，相比于传统的课堂讲授方式无疑更加生动、具体，做到了“润物细无声”。

传统的课程思政均是以课堂讲授为主，配合案例、短视频等多媒体课件。这种方式造成了学生仍然处于被动接收信息的位置，没有很好地调动学生的积极性和主动性。电工电子技术在教学实践中，尝试以这种场景化竞赛的方式突破了传统常规理念，探索实践了以学生主动学习为主的课程思政教育环节。场景化竞赛的方式突出了学生主动学习思政内容，发现和感受思政内容，教师则处于指导、辅助的地位。教学实践有力说明可以以学生自主学习的方式开展课程思政教育。

六 结束语

课程思政教育是电工电子技术课程的重要组成部分，需要不断地深入挖掘和拓展思政教育的外延和范围。在课程已有知识点讲授的基础上，有机地融入创新思维方法、国内相关技术的发展历史与现状等案例，可以有效地开展工程技术基础课程的思政课堂教学。同时，以竞赛等方式也可以有效地促成以学生为中心自主搜索、发掘、学习课程的思政内容。

参考文献：

[1] 耿大勇，魏玲，朱延枫.电工电子技术课程思政教学案例设计与实施[J].中国教育技术装备，2024（5）：104-105，133.

[2] 赵书玲，罗潇，陈德海，等.“电工电子技术”课程思政案例库的建设与实践[J].电气电子教学学报，2023，45（4）：114-117.

[3] 王萍，张利娜，李定珍.“电工电子技术”课程思政改革实践[J].教育教学论坛，2022（50）：105-108.

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[8] 马月娜，王建辉，寇光兴.创新能力培养牵引下高等数学课程教学改革探索与实践[J].大学数学，2024，40（3）：50-55.

[9] 王路平，李正强，吴燕燕，等.电工电子实习教学内容体系优化与改进[J].高教学刊，2020（23）：126-128.

[10] 郭瑛，徐艳红，王凤英.单管共射放大电路启发性教学方法的设计[J].教育教学论坛，2016（5）：164-165.

[11] 夏磊，吕亮，廉迪雅.基于FPGA的电磁继电器在线测试系统设计[J].电子技术应用，2024（6）：37-41.