工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)改革探索
——以單片機(jī)原理及應(yīng)用課程為例

李昆侖 劉 兵 曾 星

（湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 湖南·常德 415101）

0 前言

工科專業(yè)課程思政教學(xué)主要是借助工科課程知識與思想政治教育內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，將思政政治教育內(nèi)容與學(xué)科教育指導(dǎo)相融通的活動。當(dāng)前國內(nèi)缺少工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教育指導(dǎo)改革研究，對于單片機(jī)原理及應(yīng)用課程思政的改革研究更少。因此，立足工科專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，對以單片機(jī)原理及應(yīng)用課程為代表的工科課程思政教學(xué)改革進(jìn)行適當(dāng)探索非常必要。

1 工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)改革的意義

1.1 助力工科生素養(yǎng)提升

多數(shù)工科專業(yè)實(shí)踐的源頭為“人文”，科學(xué)思維也涵蓋了單一專業(yè)領(lǐng)域與人文社會問題解決層面。通過學(xué)科滲透的方式，將思想政治內(nèi)容融入到工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中，可以幫助工科生改變以往錯誤認(rèn)知，樹立正確的價值理念信念以及社會主義核心價值觀，同時主動承擔(dān)社會賦予自身的責(zé)任，成長為新一代高素養(yǎng)有為青年。

1.2 彌補(bǔ)工科實(shí)踐教學(xué)缺口

實(shí)踐教學(xué)是工科專業(yè)教育指導(dǎo)的重要環(huán)節(jié)，在全部課程中占據(jù)比重較大。而當(dāng)前課程思政教學(xué)研究多集中于工科理論課程，對于實(shí)踐課程不夠關(guān)注，導(dǎo)致工科專業(yè)學(xué)生無法認(rèn)識到課程思政的價值，也無法真正提升自身道德修養(yǎng)。而通過推動單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)改革，可以彌補(bǔ)工科實(shí)踐教學(xué)缺口，為專業(yè)實(shí)踐教學(xué)可持續(xù)開展提供充足支持。

2 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)改革的思路

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程是一門實(shí)踐性要求較強(qiáng)的專業(yè)課程，以往課程較為注重技能培養(yǎng)，以“育才”為主，對于專業(yè)學(xué)生人生觀、價值觀、世界觀引導(dǎo)不足，導(dǎo)致學(xué)生缺乏職業(yè)提升動力，不利于專業(yè)學(xué)生未來成長?；诖耍谡n程思政理念的實(shí)踐指導(dǎo)下，教師應(yīng)根據(jù)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教育指導(dǎo)內(nèi)容，結(jié)合當(dāng)今時代專業(yè)發(fā)展需要，挖掘課程內(nèi)容中所包含的思政元素。

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程具有較強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性，在實(shí)踐階段專業(yè)學(xué)生極易遇到眾多復(fù)雜的問題。因此，在引導(dǎo)專業(yè)學(xué)生獨(dú)立分析問題并尋找問題根本原因的基礎(chǔ)上，應(yīng)將“透過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)”的理念滲透到問題解決過程中。并嵌入專業(yè)課程最新發(fā)展成果以及總體發(fā)展案例，督促專業(yè)學(xué)生在單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)或?qū)嶒?yàn)中樹立精益求精、不懈奮斗的意識，反復(fù)多次修改硬件電路、軟件編程甚至某一影響信號進(jìn)度的電阻值。進(jìn)而養(yǎng)成一絲不茍的工匠精神。

在課堂教育指導(dǎo)過程中，從理論教育與實(shí)踐教育的相互關(guān)系入手，將電路原理、模擬電路、數(shù)字電路等相關(guān)知識點(diǎn)嵌入到實(shí)踐項(xiàng)目的運(yùn)行中，在項(xiàng)目中引導(dǎo)專業(yè)學(xué)生發(fā)散思維，體悟?qū)I(yè)實(shí)踐知識在報(bào)國中的價值，主動提升家國情懷。與此同時，從始至終地應(yīng)用小組協(xié)作模式，以小組為單位為推動“理論分析”“設(shè)計(jì)方案研討”“PCB圖設(shè)計(jì)”“電路板制作”“程序編寫”等環(huán)節(jié)，促使各小組在產(chǎn)品制作遇阻時共同探討，結(jié)合實(shí)踐成果比拼活動的開展，提升專業(yè)學(xué)生集體榮譽(yù)意識以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

考核是單片機(jī)原理及應(yīng)用課程思政教學(xué)改革的重要部分。在以往機(jī)試、筆試的基礎(chǔ)上，還需要增加學(xué)生人文素養(yǎng)、價值觀念的考核比重。落實(shí)全過程考核評定方針，構(gòu)建集作業(yè)完成情況、學(xué)生課堂表現(xiàn)、專業(yè)匯報(bào)、期中期末測試、過程反饋為一體的考核體系。

3 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)改革的方案

3.1 改革教育指導(dǎo)內(nèi)容

單片機(jī)原理及應(yīng)用是工科專業(yè)至關(guān)重要的課程，也是立德樹人根本任務(wù)落實(shí)的重中之重，更是將課程思政融入工科課堂教育指導(dǎo)全過程的前提。因此，教師應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有教育只掉大綱，從理想信念教育強(qiáng)化入手，將愛國、求真、勵志、團(tuán)結(jié)等元素融入到教育指導(dǎo)大綱中。

從教育指導(dǎo)內(nèi)容上來看，單片機(jī)原理及應(yīng)用課程具有較強(qiáng)專業(yè)性，專業(yè)學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)“單片機(jī)原理”“單片機(jī)指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)方法”，而且需要學(xué)習(xí)“定時器控制LED”“個位計(jì)數(shù)顯示設(shè)計(jì)”“鍵盤控制顯示”等內(nèi)容，傳統(tǒng)實(shí)踐教育指導(dǎo)要求專業(yè)學(xué)生掌握常見單片機(jī)的概念、原理及應(yīng)用方法，幾乎沒有涉及社會責(zé)任感、集體協(xié)作、愛國主義情懷等內(nèi)容，無法為課程思政教育指導(dǎo)提供完備的經(jīng)驗(yàn)。因此，教師可以根據(jù)實(shí)踐教育指導(dǎo)要求，進(jìn)行思政教育指導(dǎo)內(nèi)容的改革。即從實(shí)踐教育指導(dǎo)活動入手，將具有思政元素的教育指導(dǎo)案例合理嵌套到原有大綱中。比如，以培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生文化自信、愛國主義情懷為目標(biāo)，將工科領(lǐng)域最新發(fā)展動態(tài)、研究進(jìn)展融入到“單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)”實(shí)踐活動中。并向?qū)I(yè)學(xué)生簡述我國現(xiàn)代在單片機(jī)應(yīng)用方面的卓越成就、貢獻(xiàn)：“在起步基本落后于全球產(chǎn)業(yè)二十年的情況下，我國迅速完成了從初級要求到高性能全面進(jìn)步的歷程。作為全球最大的消費(fèi)電子制造中心，我國單片機(jī)應(yīng)用覆蓋了汽車電子、飛機(jī)導(dǎo)航、消費(fèi)電子等眾多領(lǐng)域，以中穎電子、靈動微電子、華大半導(dǎo)體為代表的百余家單片機(jī)企業(yè)已成為單片機(jī)市場主力。”在相關(guān)內(nèi)容簡述的基礎(chǔ)上，教師還可以利用多媒體技術(shù)，穿插與單片機(jī)發(fā)展、應(yīng)用相關(guān)的靜態(tài)圖片或者動態(tài)視頻，在開闊專業(yè)學(xué)生文化視野的同時，潛移默化的培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生愛國情懷、文化自信。再如，在“單片機(jī)最小資源應(yīng)用——霓虹燈設(shè)計(jì)”章節(jié)實(shí)踐教學(xué)過程中，教師可以為專業(yè)學(xué)生分享網(wǎng)上搜索的近期測溫設(shè)備報(bào)警狀態(tài)視頻，結(jié)合時下共同戰(zhàn)“疫”敘述“我的同鄉(xiāng)英雄”，并鼓勵專業(yè)學(xué)生制作“祝你幸福安康”的霓虹燈影，提升專業(yè)學(xué)生愛國情懷。

此外，在實(shí)踐教育指導(dǎo)活動開展過程中，教師可以有意引入“必要錯誤資源”，鼓勵專業(yè)學(xué)生主動“找茬”，并自行改正相關(guān)錯誤，增強(qiáng)專業(yè)學(xué)生對于故障檢修的認(rèn)知，為專業(yè)學(xué)生問題解決思維、職業(yè)責(zé)任意識的提升提供依據(jù)。比如：STC15單片機(jī)I/O（輸入/輸出）上電之后引腳默認(rèn)為高電平，并在輸出高電平時接近VCC，按VCC進(jìn)行計(jì)算；keil軟件調(diào)試設(shè)置斷點(diǎn)時斷點(diǎn)所在行執(zhí)行；IIC先傳送最高位等。在展示上述操作后，專業(yè)學(xué)生需要根據(jù)實(shí)踐操作故障表現(xiàn)，依托原有知識理論，進(jìn)行故障分析、排除。與此同時，教師可以向?qū)I(yè)學(xué)生傳遞相關(guān)操作引發(fā)的不良表現(xiàn)，激發(fā)專業(yè)學(xué)生職業(yè)責(zé)任感。

3.2 改革教育指導(dǎo)手段

從部分實(shí)驗(yàn)入手，教師可以設(shè)置思考題、提高題，為專業(yè)學(xué)生利用舊知識解決新問題提供充足的機(jī)會。同時通過班級小管家小程序、學(xué)習(xí)通、QQ群等軟件上傳仿真演示錄像，指導(dǎo)其利用遷移學(xué)習(xí)法，主動學(xué)習(xí)知識，在遷移學(xué)習(xí)過程中逐步提升邏輯分析能力、職業(yè)能力。

在實(shí)踐教育指導(dǎo)活動開展過程中，教師可以應(yīng)用項(xiàng)目化分組方法，以四名學(xué)生或者五名學(xué)生為一個小組，為學(xué)生集體意識、團(tuán)隊(duì)合作精神提升營造良好的環(huán)境。比如，在“A/D、D/A轉(zhuǎn)換與單片機(jī)接口技術(shù)”實(shí)踐教育指導(dǎo)過程中，教師可以將班級學(xué)生劃分為多個小組。并根據(jù)上述模擬量輸入通道的一般組成，為各小組分配任務(wù)，比如，設(shè)定傳感器檢測過程參數(shù)，進(jìn)行信號調(diào)理，設(shè)定多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)具有8路輸入通道以及 8位逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器的ADC0809/0808集成轉(zhuǎn)換器等。各小組學(xué)生必須與同伴合作方可完成任務(wù)。在各小組完成任務(wù)過程中，教師可以給予必要引導(dǎo)，保證組內(nèi)溝通、組間交流過程順利進(jìn)行，并幫助各組成員明確自身角色，為專業(yè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、溝通能力的同步提升提供依據(jù)。

在小組合作教育指導(dǎo)方法應(yīng)用的基礎(chǔ)上，教師可以引入任務(wù)驅(qū)動法，以案例引導(dǎo)與虛擬仿真學(xué)習(xí)情境促進(jìn)并行的方式，將課程知識模塊融入到應(yīng)用項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)戰(zhàn)式設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)專業(yè)學(xué)生開展程序修改、思考。比如，“人機(jī)交互設(shè)計(jì)——數(shù)碼管、點(diǎn)陣LCD1602”，“C51程序設(shè)計(jì)——數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、程序結(jié)構(gòu)”等。同時設(shè)置不同情境，要求專業(yè)學(xué)生根據(jù)情境要求發(fā)散思維，綜合考慮溫度、經(jīng)濟(jì)適用性、人身安全等因素，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。以便在加深專業(yè)學(xué)生對于程序認(rèn)知的同時，啟發(fā)專業(yè)學(xué)生兼顧人文關(guān)懷與經(jīng)濟(jì)適用性，主動尋找多種單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的制衡方法，全面培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生交叉學(xué)科應(yīng)用能力、綜合工科素養(yǎng)，并自發(fā)提升“為造福人類而奮斗”的意識，為社會責(zé)任感、人文社會科學(xué)素養(yǎng)的提升奠基。

3.3 改革教育考核體系

為了增強(qiáng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政改革效果，教師可以在教育指導(dǎo)內(nèi)容、教育指導(dǎo)方法調(diào)整的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教育考核體系的恰當(dāng)改革。即在原有學(xué)科成績、實(shí)踐教學(xué)成績評定的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)涵蓋文化自信與工程倫理、愛國主義情懷、集體主義意識等幾個維度的課程思政評定表格。其中工程倫理涉及了職業(yè)責(zé)任感、人文社會科學(xué)素養(yǎng)、道德規(guī)范、社會責(zé)任感等幾個方面內(nèi)容。比如：你是否對我國單片機(jī)發(fā)展感到自豪；你是否認(rèn)為我國單片機(jī)應(yīng)用具有輝煌的成就；你是否認(rèn)同學(xué)習(xí)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”有助于今后自身發(fā)展；你是否認(rèn)為同伴身上有自身不具備的閃光點(diǎn)；你是否將“為社會做貢獻(xiàn)”作為專業(yè)知識學(xué)習(xí)的目標(biāo)；你是否將“大國工匠”作為自身學(xué)習(xí)的榜樣等。

4 總結(jié)

綜上所述，實(shí)踐教育指導(dǎo)環(huán)節(jié)是工科教育指導(dǎo)活動的核心組成，也是課程思政建設(shè)重新煥發(fā)活力的亮點(diǎn)。為了在實(shí)踐教學(xué)中落實(shí)課程思政目標(biāo)，教師應(yīng)借助“新工科”建設(shè)契機(jī)，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，改進(jìn)教育考核方案，豐富教育教學(xué)內(nèi)容。同時主動爭取工業(yè)專業(yè)學(xué)生反饋，根據(jù)反饋內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)方案的逐步調(diào)整，提升工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)的實(shí)效。