TRIZ矛盾理论下的课程思政体系构建——以“单片机及接口技术”课程教学为例

赵佰亭，祝龙记，贾晓芬

(安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001)

习近平总书记指出，教育的根本任务在于立德树人，高校各个学科都要担负起立德树人的重要使命。教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》(教高〔2020〕3号)提出，必须抓好课程思政建设，解决好专业教育和思政教育“两张皮”问题。高校开展课程思政建设时，需要发掘各门课程的思政元素，使课堂都具有育人功能，不能只靠显性的思政课程对学生进行思想政治教育。这就要求高校专业课教师不仅能够对专业知识进行深入浅出的讲授，还应发掘专业知识蕴含的思政元素，在给学生传授知识的同时，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，实现显性知识教育与隐性思政教育的相互促进。

一、课程思政建设的现状和问题

课程思政不仅是爱国和爱党教育，还包括诚实、守信、遵纪守法、尊老爱幼、友善、公正、敬业、文明、自由、平等等内容，其根本任务是为国家和社会发展培育人格完善、价值观正确的优秀人才。高校思政教育不仅是思政课教师和思政教育工作者的责任，也是每位教职员工的职责所在。只有“三观”正确的老师，才能培养出“三观”正确的学生。高校课程思政建设在推进过程中虽然取得了较大进展，但也存在着一些问题和不足。分析研究课程思政建设的现状与存在的问题和不足，是改善和提升思政教育质量水平的前提和基础。

(一)课程思政尚未构建完整理论体系

新工科大学生的培养目标是要培养健全的德智体美劳全面发展的社会主义建设人才，思政课程作为培养主线，贯穿整个培养过程。课程思政作为主体思政课程的有益补充和延续，尚未构建完整理论体系，仍然处于探索摸索阶段。

(2)课程思政内容存在重复和交叉

各门课程在教学目标上的内在关联，造成课程思政教学内容也存在不同程度的重复和交叉现象，这既消减了学生对专业课程知识学习的新鲜感，也影响了最终培养目标的达成。目前，不少高校不仅思政课程与课程思政各自为政，而且专业教师相互之间缺乏沟通交流，使得专业课程之间的思政教育无法协同配合，多有重复，最终造成了“各行其是”的局面。

(三)课程思政静态化未能与时俱进

专业课程的教学与思政课程的教学有着较大的差别，专业课程教学相对静态化，而思政课程教学体现出较强的时效性和动态性。专业课程知识较为稳定，基础理论建立后，发展较为缓慢，教学过程中教师往往注重专业知识的本体性价值、通识性价值、实践性价值以及标准化价值，忽视了其中蕴含的思政元素，不能紧密结合经济社会发展的实际，与时俱进地对大学生开展思政教育。

(四)思政教学内容缺乏与专业内容的有机融合

思政教育应该融入专业教育，以专业知识点为切入点，润物细无声地塑造学生的世界观、人生观和价值观，引导学生积极向上、奋发进取。但是受不同教师教学理念、思政教育水平差异的影响，目前很多专业课程思政教学方式单一，思政内容与专业内容生硬结合，直接影响学生对课堂教学内容的接受度、对教学效果的满意度及获得感，让学生心生抵触，敬而远之。

二、课程思政体系特点

课程思政建设既适逢良好的发展机遇，但也面临着巨大的挑战，在推进过程中存在着很多关键性的复杂问题。如何解决这些问题，探索具体实施途径，需要深入分析课程思政的具体特点。

(一)课程思政的整体性

课程思政是一项系统工程，是多个要素的有机统一，整体性是它的最本质特征。具体可以分为结构整体性和功能整体性。结构上，课程思政是课堂教学、课外辅导、课程实验、课程设计和课程实习等部分的密切结合，功能上要实现全过程育人，二者都具有整体性。

(二)课程思政的矛盾性

课程思政遵循唯物辩证法的对立统一规律，其具体实施是一个矛盾不断产生和不断解决的过程。专业教学和课程思政的矛盾主要表现为教学时间的矛盾、培养定位和企业需求的矛盾、实施需求和手段落后的矛盾、个性化培养和批量教授的矛盾等。

(三)课程思政的空间性和时序性

“课内讲授+课程实验+课程实训”的育人格局造成了课程空间上的复杂多样性，同时，内容的组成要素之间也具有很强的时序性和关联性。这使得多课堂协同育人同步覆盖困难、成效检验量化困难，如何构建高校理工科专业的课程思政育人格局，给教职人员提出了新的挑战。

(四)课程思政的动态性

课程思政内容随着经济社会发展、学生素质提升，也需要不断地进行调整和改变。教育对象在变化，教学的社会经济环境也在变化，简单僵化、一成不变的思政教育模式难以取得良好的教学效果。因此，在实施课程思政的过程中，要重视课程思政的动态性和发展性，与时俱进地调整教学内容和方法，抓住教学中的重点、热点和难点，实现人才培养的优化。

三、基于TRIZ理论的程思政体系构建

从本质上看，课程思政是一种教学理念上的创新。由于课程思政的特殊性、紧迫性和低容错性，采用原始的试错法来完善课程思政教学，无论错误成本还是时间成本都比较高。因此，准确抓住课程思政建设中问题的关键和主要矛盾，快速找到最优的实施办法，方为解决之道。

前苏联创新学家阿奇舒勒创立的“发明问题解决理论”(简称TRIZ理论)，曾经被称为前苏联的“国术”和“点金术”，该理论致力于研究人类发明创造和解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。以TRIZ理论作为指导，可将专业课程思政作为一个发明问题进行研究。基于TRIZ理论对课程思政体系的整体性和矛盾性展开分析，利用科学手段解决课程思政实施过程中的矛盾和问题，有助于实现教学过程中知识传授与价值引领的统一。

(一)课程思政系统分析

分析课程思政体系特点可以发现，课程思政实施和效果存在着两个或更多个陈述、想法或行动之间的不一致，表现为具体实施过程的各类矛盾冲突，当寻求其某一个方面性能的改善时，有可能减弱另一个方面的作用，也有可能增强某一有害作用，甚至有时会对某一个方面提出完全相反的要求，比如可能会出现思政内容越讲越多，教学效果却越来越差的现象。因此如何构建合理高效的课程思政理论体系是当前最值得关注的课题。

将立德树人根本任务贯穿到专业课程教学全过程，实现全程育人、全方位育人，推动思政课程与课程思政协同前行、相互促进，是我国高等教育事业发展的重要目标。为了达成这一目标，解决当前课程思政建设存在的各种问题，首先要明确课程思政系统的改善方向，确定系统应该改善的特性，并提出合理可行有效的方法举措。因此，可以将课程思政系统从空间功能上分为5个子系统：课堂教学子系统、课后互动子系统、实验教学子系统、课程设计子系统、实训子系统。针对这些子系统，进一步确定子系统的矛盾冲突和可能的解决途径。

(二)定义课程思政矛盾

阿奇舒勒通过对大量发明专利的研究，总结出工程领域内常用的表述系统性能的39个通用参数，并利用通用工程参数和创新原理构成阿奇舒勒矛盾矩阵。参照TRIZ理论中工程参数的定义和分类，映射到课程思政系统，基于课程思政5个子系统展开分析，确定了14个描述课程思政的系统参数，包括：思政课程观、专业课程观、思政目标、专业目标、思政内容、专业内容、思政结构、专业结构、思政活动方式、专业活动方式、思政时间、课程时间、授课对象、授课主体。通过分析系统参数可知，参数之间不是孤立的，而是互相联系、相互制约甚至是相互对立的。基于课程思政系统描述参数分析，并对矛盾参数进行量化，建立TRIZ矛盾矩阵表。

在矛盾冲突矩阵中，首行与首列元素都是由14个描述课程思政的系统参数组成，而其他位置的矩阵元素则给出了解决相应矛盾冲突可用原理在TRIZ发明原理中的序号，所以冲突矩阵是一个14×14的方阵。根据TRIZ冲突定义，当冲突发生在同一参数的两个方向时，就不再是技术冲突，而成为物理冲突。课程思政是技术冲突引起的矛盾，而14个参数相对于自身的矛盾均属于物理矛盾，所以在矛盾矩阵中，对角线均为空，不进行讨论。矛盾矩阵中其他位置为14个参数之间的矛盾冲突，通过查找TRIZ推荐原理解的方法，填入可能原理解的序号，该区域不是全部都存在原理解，所以存在一些空白，表示该矛盾参数对的原理解尚未发现，有待进一步研究。随着研究的深入，在已有原理解的矩阵基础上，原理解可能进一步增加，而对于尚不存在原理解的矩阵元素，可能会被加入新原理解。

定义了矛盾矩阵后，就可以从冲突矩阵中发现可用的解决方法。首先要确立待改善的核心参数和恶化的核心参数，找到主要矛盾对，就可以在矛盾矩阵中查找到相对应的创新原理方法，这是该矛盾对可能解的集合。通过获得原理解来调整、优化系统参数。参数优劣的评价，通过建立7个课堂效果评价指标来评价课程思政效果，包括：过程精彩度、细节执行度、结构严谨度、氛围轻松度、知识深度、知识广度、新颖程度。

(三)原理解的获取和利用

1.矛盾冲突定义。分析矛盾矩阵，找出影响课程思政的关键因素，主要关注改善因素和恶化因素。

改善因素：能保证学生在学习专业课的同时受到思政文化的熏陶。

恶化因素：思政课程和专业课程时间冲突，教学方法不得当，引起学生抵触，影响正常教学活动。

2.转化为标准参数。假如将教学过程视为一完整的系统工作过程，我们可以将“能保证学生在学习专业课的同时受到思政文化的熏陶”理解为“教学效果良好，教学过程稳定”，为此我们定义改善的参数为：增强了“结构的稳定性”，参数号为NO.13。

如果出现“思政课程和专业课程时间冲突，教学方法不得当，引起学生抵触，影响正常教学活动”的情况，当然将使得学生的适应性变差，定义被恶化的参数为：恶化了“适应性和多用性”，参数号为NO.35。

3.利用矛盾矩阵中获取原理解。查矛盾矩阵获得以下几个通用解：No.35、No.30、No.34、No.2。原理解No.35提示应该进行物体材料性能的转换。根据这一提示，应该对现有的评价标准(代表了不同的性能参数)进行修改。原理解No.30提示应该采用柔性壳体或薄膜。根据这一提示应该柔化(不是取消)学校和社会之间的隔离，使学生处于一种柔性的管理之下。原理解No.34提示可以采用抛弃和修复的方式，对学习当然是不抛弃不放弃的，所以可以进行修复。根据这一提示应该及时地发现出现的问题并进行改进。原理解No.2提示可以抽取物体中关键部分(有害或者有利)。根据这一提示应该抽取其中的合理部分加以发扬，或者抽取其中有害部分加以摒弃，从而形成新的教育模式。

四、“单片机及接口技术”课程思政体系构建实例

目前国内高校针对课程思政展开了许多有益探索，但大多都仅选取部分专业课程的教学活动中的某一单一环节，尚缺少系统的体系构建和总结思考。“单片机及接口技术”(以下简称“单片机”)是高等工科院校电子信息类专业的核心课程，是新工科建设的重要实践课程，具有鲜明的专业性、实践性和系统性，同时也具有良好的开展课程思政教育的基础。因此，以“单片机”课程为例，引入TRIZ创新理论方法进行课程思政体系构建，探索课程思政实施办法，对工科专业课程思政建设具有一定的借鉴作用。

“单片机”课程由理论教学和实践教学两个部分组成。课堂教学讲授单片机的工作原理、基本应用与开发技术，实践教学包括课内实验、课程设计、生产实习和毕业设计四大环节，二者构成一个循序渐进的培养过程。其指导思想是立足实践、强化应用，培养学生单片机硬件设计和软件编程的应用能力。

开展“单片机”课程思政，在课堂教学和实践教学中融合思政元素，能够进一步提高教学质量，帮助学生树立正确的价值观。依据矛盾矩阵中获取原理解的提示，开展思政教育，形式要灵活多样，不能“一刀切”，同时对学生柔性管理，并对效果进行跟踪，针对发现的问题展开“修复”。在教学过程中，教师要切实担负起育人职责，深入挖掘“单片机”课程的专业知识和实训实验中蕴含的思政教育资源，将课程思政融入专业课教学中，充分发挥课程的育人功能。

(一)“单片机”课程思政体系

图1 单片机课程思政体系

基于TRIZ创新理论方法，分析“单片机”课程思政的14个系统参数，在获得的原理解的基础上，构建了如图1所示的“单片机”课程思政体系。将“单片机”课程思政系统依据功能的不同，分解为4个子系统：专业内容子系统、思政内容子系统、执行手段子系统和评价体系子系统。专业内容子系统主要实施“单片机”课堂教学、课内实验、课外辅导和课程设计及实训。思政内容子系统从规范意识、服务能力和人文精神三个方面展开思想政治教育。专业内容和思政内容依赖于教学大纲的制定、教学方法的优化、教学成效的考核和教学反思进行落地执行。最终，构建包含目标评价、内容评价、方法评价和情境评价的评价体系来度量课程思政的实施效果。

(二)“单片机”课程思政内容系统

进一步将“单片机”课程思政内容系统分解为教学目标、专业知识、思政目标和思政知识四个方面。“单片机”作为电子信息类专业的核心课程，原有教学目标是使学生熟悉单片机的基本概念，掌握单片机组成结构及工作原理，通晓单片机C语言程序设计，并利用接口技术进行系统设计，培养学生分析和解决问题的能力、综合设计能力和工程实践能力，为进一步研究单片机的系统开发和应用奠定良好的基础。同时，通过学习单片机技术的发展、现状和应用等相关知识，提升学生创造性思维，增强学生的民族自豪感和自信心。专业知识的教授和实践教学环节的实施都要紧紧围绕教学目标进行，教学目标和规范意识、服务能力、人文精神等思政教育目标相向而行，教学案例的选择和思政元素的挖掘要齐心合力、通力合作，相互促进、相辅相成。具体的课程思政内容系统如表1所示。

表1 “单片机”课程思政内容系统

(三)“单片机”课程思政执行手段

良好的执行手段是课程思政能够贯彻执行并达到预期目标的前提条件。为保障课程思政的有效实施，学校制定指导性意见和规章制度，二级学院制定人才培养目标，基层教学单位制定教学大纲，任课教师制定相应的实践教学计划。要求教学目标的设定具有适恰性和可操作性，能够有效支撑培养方案和培养目标。教学大纲需要邀请同行专家进行方案论证，教学计划要依据学期情况经平行班教师讨论后合理安排，并在教学环节严格执行。同时教师要具备学习意识，在基层教学组织的业务学习环节中，相互交流教学方法的可行性和具体实施手段的有效性。积极组织教学示范课堂，在观摩学习的同时，不断进行教学反思，动态优化教学手段。通过“单片机”课程思政教学模式的探索，最终建立一套多功能、多要素，能够贯穿人才培养全过程的课程思政体系。

(四)“单片机”课程思政评价体系

课程思政具有实施环节多、影响因素多的特点，如果教职人员教学改革动力不足、履职不利，会严重影响教学效果，无法获得学生对课程的认同感。因此，合理的评价体系是课程思政顺利开展及长期运行的有力保障。“单片机”课程思政主要从目标、内容、方法和情境四个方面对实施效果进行系统评价。重点考核教学内容中专业知识与思政内容结合是否自然，教学方法与教学内容是否匹配，教师是否有评估意识进行教学总结并采取改进举措。督促教师树立“学科交叉”意识，科学合理地导入思政元素，关注学生的思想状况，并坚持言传身教，实现专业知识和思政教育的有机结合。

五、结论与反思

聚焦专业育人本质，通过对课程思政的现状、问题进行分析，讨论了课程思政的特点，定义了描述课程思政特征的14个系统参数，并采用TRIZ创新思维方法求取原理解，构建课程思政的育人体系。以“单片机”课程思政为例探索具体思路和路径，确立以内容、手段和评价交叉融合的立体思政体系，在课程思政教育教学改革方面取得明显成效。推进课程思政建设是一项系统性、综合性的改革，要达到“三全育人”的培养目标，高校课程思政建设还需要在以下方面加强和改进。

1.强化理论学习，融合专业课程。学校党委应切实履行主体责任，明确各门课程的育人功能与教师的育人职责，出台考核与评价机制，并做好督促与落实工作。基层党组织学习活动常态化，依托学习强国等载体，加强政治理论学习，提高自身政治素养，夯实专业课教学的思政理论基础。

2.挖掘育人元素，强化思政内容。充分挖掘专业课程中核心知识点蕴含的思政资源，比如在前言和绪论中融入中华优秀传统文化元素，涉及应用的知识点融入精益求精的工匠精神。同时要注意专业知识和思政知识的切合度和融入度，不能把专业课程完全变成思政课。要树立专业素养、思政素养和综合素养三位一体的课程思政理念，实现专业知识和思政知识的良性互动与同频共振。

3.加强研究创新，提升执行手段。课程思政不是简单做“加法”，而是一种理念创新和方法的创新，应注重教育方式方法的研究与探索。专业课程教师需要以学生为中心，以科学的教育设计等为基础，营造课程思政的教育环境与学习氛围，引导和激发学生的学习兴趣，同时需要通过启发式、探究式、讨论式等不同的教育方式方法的研究、探索与实践，提升课程思政的教育效果。

4.突破传统思维，师生共同思政。教师和学生是学校得以生存、延续、发展的两个最基本的要素，二者构成了相互关联、相互影响的师生共同体。应正确认识课程思政中教师主导与学生主体的统一，不仅学生需要接受思政教育，教师自身也需要提高思政理论水平，真正践行“德高为师，身正为范”。这就要求教师和学生共同学习，在开展学生思政教育过程中提高学养、加强修养，升华个人情操，以身作则，推动教师思政与学生思政的互促融合，形成二者良性互动、相得益彰的协同发展格局。

5.改进育人载体，完善评价体系。评价体系是课程思政建设过程的重要环节，课程的正确评价以及合理利用，是教育工作探索和实践的重点。高校应进一步健全教师育人工作考核与监督体制，完善育人工作能效评价与奖励机制。