課程思政融入單片機(jī)課程的探索與實(shí)踐

燕曼君

（重慶三峽學(xué)院，重慶 404100）

0 引言

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程作為機(jī)械電子工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個課程體系中起到十分重要的作用，在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生需要掌握高級語言程序設(shè)計、模擬信號電路、數(shù)字信號電路等課程，在掌握本課程后，學(xué)生可以獨(dú)立進(jìn)行功能電路設(shè)計，同時也可以加深對單片機(jī)的學(xué)習(xí)，比如，嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)類課程，這種承接關(guān)系不僅僅能夠提高學(xué)生自身開發(fā)能力，同時也能更加適應(yīng)社會需求。

“立德樹人”是教育的重中之重，為落實(shí)“立德樹人”這一環(huán)節(jié)，讓時代新人擔(dān)當(dāng)起民族復(fù)興的大任，“課程思政”是其中一項重要舉措，其具有基礎(chǔ)性和全面性，在傳播知識的過程中，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)價值引導(dǎo)的目的。要積極探索高等學(xué)校各門類課程中所包含的思政要素，全部學(xué)校、教師、課程均具有育人功能，使得各課程與思政課可以同向進(jìn)行，構(gòu)建三全育人大格局。本文以單片機(jī)原理及應(yīng)用課程為例，分析目前課程所存在的問題，探索和實(shí)踐思想政治課與專業(yè)課相結(jié)合的途徑和方法，進(jìn)而分析得出結(jié)論。

1 思政元素與教學(xué)的融合實(shí)施途徑

“三全育人”的目標(biāo)是將學(xué)生培養(yǎng)成具有扎實(shí)專業(yè)技能和良好科學(xué)文化藝術(shù)素養(yǎng)的高素質(zhì)人才，同時要有正確的世界觀、人生觀、價值觀，以知識傳授作為教學(xué)主體的傳統(tǒng)模式越來越不適用，因此亟須進(jìn)行改革。目前，思政建設(shè)已經(jīng)逐漸融入課程中，有許多相關(guān)報道，但是仍然存在很多不足，經(jīng)過總結(jié)得到以下幾點(diǎn)：

1.1 元素融入難

部分任課教師希望將課程思政元素有機(jī)融入課程中，但是融入方法存在誤區(qū)，因此使得思政元素添加十分突兀、生硬，教師難于表達(dá)，學(xué)生難以接受。

1.2 覆蓋性低

單片機(jī)課程是以實(shí)現(xiàn)理論結(jié)合實(shí)踐為目標(biāo)的，因此，在理論中要加入思政元素是必然，但是卻忽略了實(shí)踐操作中的思政映射，導(dǎo)致課程思政不能在本課程中實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。

1.3 研究體系不完善

目前單片機(jī)課程的相關(guān)研究較少，體系不夠完善，可以參考的有價值的文獻(xiàn)資料較少，因此將課程思政融入本課程中的需求更廣。

因此，本文從教材、教師、教法三方面入手，深度探索融合課程思政與專業(yè)課程的途徑。

1.3.1 加強(qiáng)師生交流，教材融合思政

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中包含了許多思政元素，比如人生觀、價值觀、辯證法、愛國主義、學(xué)術(shù)道德等多方面的內(nèi)容。因此，要充分發(fā)掘單片機(jī)課程中的思政元素，將其巧妙地融入教材編寫、理論課堂、實(shí)踐課堂以及日常的交流中，在此過程中可以起到教書育人的作用，同時也可以讓師生之間的關(guān)系更加融洽。

1.3.2 以賽促教，教師先行

教師要堅定“教書育人，育人重于教書”這一理念，將思政元素結(jié)合課程特點(diǎn)、教學(xué)理念逐漸融入教學(xué)過程中，從人生觀的形成，科學(xué)探索的激發(fā)、價值觀的塑造等幾方面利用自己的言行、所見所聞、科學(xué)家的典故、工程建設(shè)的艱辛去感染學(xué)生。對于單片機(jī)原理及應(yīng)用這門工科專業(yè)課程，可以通過參加各類型技能比賽，提高自身的技能水平，而且可以深刻體會精益求精、追求卓越的工匠精神。在各類型比賽中，不僅鍛煉了學(xué)生撰寫文檔的能力，同時其動手能力也在不斷提高，在過程中不斷發(fā)現(xiàn)不足然后不斷進(jìn)步。

1.3.3 線上、線下教學(xué)融合

傳統(tǒng)教育教學(xué)一般采用線下模式，隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益滲透，線上和線下模式逐漸呈現(xiàn)出互補(bǔ)的狀態(tài)。因此要將線上模式以及線下模式充分結(jié)合起來，同時利用教學(xué)資源的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)教師與學(xué)生間交流。單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門工科類課程，這門課程采用線上仿真與線下實(shí)踐相結(jié)合的方式，同時將理論知識穿插其中，使課堂的內(nèi)容更加豐富具體，讓學(xué)生對單片機(jī)的開發(fā)進(jìn)行全面理解，使他們對我國單片微型計算機(jī)的發(fā)展過程、發(fā)展方向有更加深刻的領(lǐng)會。

2 案例分析

在課程設(shè)計的過程中，并非將所有內(nèi)容均加入思政元素，而是應(yīng)該選取合適章節(jié)融入，其次要明確思政目標(biāo)，推動課程發(fā)展，最后要根據(jù)反饋不斷調(diào)整設(shè)計過程，形成教學(xué)案例。如何能讓思政元素自然地融入教學(xué)中呢？首先要充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，以學(xué)生所感興趣的點(diǎn)作為引入，然后可以進(jìn)行問卷調(diào)查及時得到反饋，同時將學(xué)生認(rèn)為有意思的部分融入教學(xué)設(shè)計中。深入挖掘單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中所蘊(yùn)含的思政元素，選取案例分析這些思政元素所蘊(yùn)含的教育意義，評估其可以達(dá)到的教育教學(xué)效果。

2.1 案例一：本課程概述部分的課程思政案例設(shè)計

2.1.1 教學(xué)目標(biāo)

本案例的目標(biāo)是讓學(xué)生能夠掌握單片機(jī)的基本概念、發(fā)展歷程以及基礎(chǔ)知識。

2.1.2 案例具體設(shè)計

在單片機(jī)的發(fā)展過程中，重點(diǎn)介紹中國科技工作者在單片機(jī)領(lǐng)域的不懈努力，以深圳弘晶公司為例，使學(xué)生能夠在世界大環(huán)境中了解中國單片機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、趨勢，培養(yǎng)世界眼光，提高學(xué)生的格局。在介紹51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)時，把芯片制作的先進(jìn)技術(shù)作為實(shí)例，教育學(xué)生自主創(chuàng)新的重要性。引述新聞，華為海思在其內(nèi)部信中提到，保密柜里的備胎芯片“全部轉(zhuǎn)正”。把華為事件作為培養(yǎng)學(xué)生愛國主義情操、堅韌不拔意志的主要實(shí)例，進(jìn)行討論分析，加強(qiáng)學(xué)生的憂患意識，要讓學(xué)生意識到我國要大力發(fā)展微納技術(shù)，要擁有自己的光刻機(jī)的重要性。

2.1.3 教學(xué)融合與實(shí)施

首先，讓學(xué)生自由討論單片機(jī)的概念，隨后講解單片機(jī)的作用及適用范圍，并說明本課程是以微型計算機(jī)開發(fā)來展開內(nèi)容的，以計算機(jī)發(fā)展歷程為主線。之后，以STC單片機(jī)作為課程案例，講述中國單片機(jī)的發(fā)展，讓學(xué)生對先輩們的奮斗精神有所感悟。接著講述目前國內(nèi)單片機(jī)的發(fā)展水平及影響。最后以華為海思為例講述芯片制造的艱苦奮斗歷程，講述我國在世界芯片制造產(chǎn)業(yè)方面的地位及發(fā)展趨勢，啟迪學(xué)生要不斷創(chuàng)新、勇往直前，為大國制造貢獻(xiàn)自己的力量。

2.2 案例二：時鐘系統(tǒng)實(shí)驗中的課程思政案例設(shè)計

2.2.1 教學(xué)目標(biāo)

本案例主要是讓學(xué)生掌握單片機(jī)的定時器/計數(shù)器以及數(shù)碼管的功能，設(shè)計一款國慶節(jié)倒計時系統(tǒng)。

2.2.2 案例具體設(shè)計

在時鐘系統(tǒng)設(shè)計的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以中國當(dāng)前的發(fā)展成果以及科技強(qiáng)國戰(zhàn)略為例，提升學(xué)生的民族自豪感。因此在時鐘系統(tǒng)的設(shè)計過程中，將愛國情懷的元素融入設(shè)計中，設(shè)計一款針對國慶節(jié)倒計時的時分秒系統(tǒng)。同時，在整個開發(fā)的過程中，每一條指令都要撰寫嚴(yán)謹(jǐn)，這就要求單片機(jī)工程開發(fā)者要一絲不茍，在實(shí)踐的過程中不僅要提高自身能力，還要培養(yǎng)優(yōu)良的工程素質(zhì)，培養(yǎng)工匠精神。

2.2.3 教學(xué)融合與實(shí)施

首先，講解單片機(jī)定時器/計數(shù)器以及數(shù)碼管的特性，隨后讓學(xué)生討論各自的應(yīng)用。之后，以普通分秒表為設(shè)計基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生思考：普通分秒表存在哪些缺點(diǎn)？從日常生活的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，例如，國慶節(jié)倒計時系統(tǒng)，無縫接入課程思政元素，培養(yǎng)學(xué)生的辯證的思維方法，使學(xué)生認(rèn)識到，任何實(shí)物都有兩面性，要學(xué)會鑒別，揚(yáng)長避短，針對具體應(yīng)用場合，選擇合適的技術(shù)。在實(shí)踐過程中，可能會遇到許多問題，比如即使仿真成功，但是仍然難以在實(shí)驗箱上成功顯示，那么就需要學(xué)生自己動手解決問題，精益求精，檢查看是否接線樁出現(xiàn)問題，或者是否出現(xiàn)元器件損壞，不能只停留在初步仿真實(shí)現(xiàn)的地方。除了使用已有的單片機(jī)實(shí)驗箱之外，學(xué)生可以自己選擇合適的元器件、動手去焊接，然后不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，反復(fù)琢磨，銳意進(jìn)取。

2.3 案例三：溫度傳感器實(shí)驗中的課程思政案例設(shè)計

2.3.1 教學(xué)目標(biāo)

本案例主要是掌握溫度傳感器工作原理，讓學(xué)生將單片機(jī)的定時器/計數(shù)器和DS18B20溫度傳感器結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時顯示。

2.3.2 案例具體設(shè)計

在本系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)中，首先介紹溫度傳感器的工作原理，將已經(jīng)成熟的代碼和傳感器工作時序圖結(jié)合到一起進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后根據(jù)原理編寫代碼，代碼相較于之前的內(nèi)容較為復(fù)雜，在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神。以疫情期間醫(yī)護(hù)人員利用測溫槍點(diǎn)測為例，將其作為實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計一款可以實(shí)時檢測溫度的測溫儀。同時，在這個過程中將抗擊疫情的實(shí)例融入其中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、不懈奮斗的精神。

2.3.3 教學(xué)融合與實(shí)施

首先，回顧單片機(jī)定時器/計數(shù)器以及數(shù)碼管的特性，介紹溫度傳感器工作原理，隨后讓學(xué)生討論各自的應(yīng)用。之后，以測溫儀為設(shè)計基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生思考：“目前測溫儀能實(shí)現(xiàn)哪些功能？我們還可以從哪些方面進(jìn)行創(chuàng)新？”從日常生活的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，如醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行測溫。同時為了保護(hù)一線醫(yī)護(hù)人員安全、節(jié)省勞動力，是否可以再設(shè)計一款遠(yuǎn)程且能精確測量體溫的儀器，然后引出紅外測溫儀，讓學(xué)生不斷進(jìn)行思考，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索及創(chuàng)新精神。在面對這場全球性疫情的大風(fēng)暴中，中國表現(xiàn)出了勇往直前的精神，全國人民共同努力，團(tuán)結(jié)一心，抗擊在一線的工作人員表現(xiàn)出無比堅韌的品質(zhì)等，這些都可以自然穿插到教學(xué)設(shè)計中，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神和臨難不屈的堅毅品格。

3 結(jié)語

將課程思政融入單片機(jī)原理及應(yīng)用課程思政建設(shè)理念已經(jīng)深入人心，通過在教學(xué)環(huán)節(jié)融入思政元素，采用案例教學(xué)，培養(yǎng)工匠精神及良好的工程素質(zhì)，幫助學(xué)生樹立正確的“三觀”；以賽促教，鍛煉師生積極思考，開拓創(chuàng)新。然后總結(jié)出目前單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中存在的問題，提出三點(diǎn)融合方法，最后結(jié)合三個案例進(jìn)行詳細(xì)分析?？梢詫⒈菊n程教學(xué)為例的課程思政教學(xué)改革應(yīng)用到其他類型專業(yè)課程的實(shí)踐中，為社會培養(yǎng)更多德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。