“單片機原理及應用”課程思政的思考與實踐

孫寶法

(安徽文達信息工程學院 計算機工程學院，合肥 231201)

教育是國之大計、黨之大計，承擔著立德樹人的根本任務。思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程，發揮著不可替代的作用。[1]大學學習階段對于大學生的世界觀、人生觀、價值觀的啟迪、培養、形成、定型具有決定性的影響，是解決好培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人這個根本問題的關鍵時期，高等學校必須堅持不懈用習近平新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人。[1]

為了完成立德樹人這項艱巨的任務，除了通過思政課程這個主渠道、主戰場、主陣地之外，還應該深度挖掘高校各學科門類專業課程蘊含的思想政治教育資源，解決好各類課程與思政課相互配合的問題，發揮所有課程育人功能，構建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進、相互支撐的課程體系，使各類課程與思政課同向同行，形成協同效應。[2]

以《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》《高等學校課程思政建設指導綱要》等重要文件為指導，本文闡述教學團隊關于“單片機原理及應用”課程思政建設的幾點思考，以及教學團隊在“單片機原理及應用”課程思政建設方面的探索、實踐與初步成果。

1 “單片機原理及應用”課程思政建設的意義

落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體。全面推進課程思政建設，就是要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。所有高校、所有教師、所有課程都必須承擔好育人責任，使各類課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統一，形成協同效應，構建全員全程全方位育人大格局。[2]

“單片機原理及應用”是電子信息工程、通信工程、物聯網工程、自動化、計算機科學與技術等本科專業的核心專業課，在應用型人才培養過程中具有重要的地位與作用。學生通過本課程的學習與實踐，掌握單片機應用系統設計的基礎知識、基本理論與基本方法，掌握單片機硬件系統設計的接口技術，具有單片機應用系統程序設計的能力，具備單片機應用系統軟硬件聯合調試的基本技能，為將來從事單片機應用系統開發打下堅實的基礎。學習該課程，既能夠幫助學生復習“電路基礎”“模擬電子技術”“數字電子技術”“傳感器原理與應用”“C語言程序設計”等先修課程，同時，為學習“嵌入式系統”“智能儀器設計與制作”“物聯網系統綜合設計”等后繼課程奠定基礎，是知識傳授和能力培養的重要環節。[3]

另一方面，“單片機原理及應用”課程中蘊含了很多思政元素，既有世界觀、人生觀、價值觀等方面的內容，又有辯證法、科學思維方法、愛國主義等方面的內容，還有學習態度、學術道德、學習方法等方面的內容。充分發掘課程中蘊含的思政元素，在理論課堂、實驗、實訓、課外活動和日常交流中，巧妙地融入這些思政元素，既教書又育人，將會產生潛移默化、潤物無聲的效果。

2 “單片機原理及應用”課程思政建設的現狀

在當今全社會普遍倡導課程思政的大背景下，不少“單片機原理及應用”的任課教師已經參與到課程思政建設中來了。近年來，經?？梢钥吹接嘘P“單片機原理及應用”課程思政建設的報道。從近兩年發表的論文情況來看，“單片機原理及應用”課程思政建設呈現出了良好的勢頭，通過梳理和分析，教學團隊認為，目前“單片機原理及應用”課程思政建設主要存在如下不足。

(1)對“單片機原理及應用”課程思政的認識高度不夠。有的教師認為，思想政治教育是思政老師、輔導員和學院領導的事，與己無關；也有的教師認為，自己一直在從事教書育人的工作，沒必要在“單片機原理及應用”教學過程中專門強調課程思政；還有的教師認為，在大學階段，專業課的課時比較少，教學任務重，沒有時間進行課程思政；等等。顯而易見，這些看法是片面的、狹隘的，將嚴重影響“單片機原理及應用”課程思政的實施與落實。

(2)“單片機原理及應用”課程思政的實施方法簡單粗糙。有些教師受到全國上下課程思政建設大環境的影響，他們也嘗試著在教學過程中加入一些課程思政元素，不過，從他們的做法來看，所添加的課程思政元素顯得很牽強，像貼膏藥一樣，生硬、突兀、不自然。教師在講授這些內容時，自己都覺得尷尬，很難引起學生的共鳴。這種處理方法，不但達不到預期的效果，有時甚至還會起反作用。

(3)“單片機原理及應用”課程思政的覆蓋度不夠，在課程教學過程中，未能做到全流程實施課程思政。大部分教師只在理論課堂上加入一些課程思政元素，而在實驗、實訓和課外活動和日常交流中，幾乎沒有意識到要實施課程思政。

(4)“單片機原理及應用”課程思政的研究較少。就作者有限的信息來源和不全面的檢索結果而言，很少看到關于“單片機原理及應用”課程思政建設的省級以上教研項目。近期，在中國知網網站進行文獻檢索，以“篇名”作為檢索主題，以“單片機、課程思政”為檢索詞發起檢索，只能搜索到23條記錄；在超星讀秀網站進行檢索，搜索到9條記錄；在維普網網站進行檢索，只搜索到了1條記錄。相對于全國數千個開設單片機課程的專業點來說，這些數字確實是太小了，說明“單片機原理及應用”課程思政建設的研究成果很少。從全國范圍來看，目前“單片機原理及應用”課程思政建設尚處于起步階段，高等級的教研立項不多，大多數項目仍然屬于探索性質，所研究的問題相當單一，沒有形成體系，研究成果比較少，研究水平有待提高。

3 “單片機原理及應用”課程思政建設的方向

針對目前“單片機原理及應用”課程思政建設的現狀，為了使“單片機原理及應用”課程思政建設富有成效，應該明確“單片機原理及應用”課程思政建設的方向。[4]

(1)提高任課教師課程思政的站位。提高任課教師對“單片機原理及應用”課程思政建設的認識，讓所有教師都承擔起教書育人的責任，使“單片機原理及應用”課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統一，形成協同效應，把“單片機原理及應用”課程思政建設落到實處。

(2)提升任課教師課程思政建設的能力。邀請相近課程的課程思政建設省級質量工程項目的主持人作報告，向任課教師推薦相近課程的課程思政建設網站或教研論文，通過示范、交流，啟發大家進行課程思政建設的思路。在此基礎上，鼓勵大家大膽嘗試，通過實踐，提高所有任課教師進行“單片機原理及應用”課程思政建設的能力。

(3)構建三全育人的格局。繼續發揮理論課堂教學的重要作用，使理論課堂成為實施“單片機原理及應用”課程思政建設的主要陣地，同時，在實驗、實訓、課外活動、日常交流和網上互動平臺，也要有意識地融入思政元素，讓學生在融洽的氣氛中自然地接受教育，構建全員、全程、全方位育人的大格局。[5]

(4)開展課程思政建設研究。鼓勵骨干教師開展“單片機原理及應用”課程思政建設的研究，積極申報高水平的課程思政建設項目，進行“單片機原理及應用”課程思政建設的探索與實踐，總結探索與實踐的做法與成果，撰寫高質量的研究報告，發表高水平的研究論文。

4 “單片機原理及應用”課程思政建設的實踐

基于前文所述的對“單片機原理及應用”課程思政建設的思考，教學團隊進行一系列的探索與實踐。

4.1 充分挖掘“單片機原理及應用”課程思政元素

教學團隊帶頭人充分調動大家的積極性，發揮團隊優勢，深入挖掘“單片機原理及應用”課程中每章內容所蘊含的思政元素，分析這些思政元素所蘊涵的教育意義，評估這些思政元素能夠達到的教育效果，得到如下典型結果。[6]

在介紹MCU的發展歷史時，重點介紹中國MCU的發展，特別介紹深圳弘晶公司的STC單片機的功能與優點，使學生能夠在世界大環境中了解中國MCU的發展歷程、現狀、趨勢，培養世界眼光，提高學生的格局。在課程設計、畢業設計等實踐性環節，在設計單片機應用系統時，我們建議學生盡量用國產芯片，培養學生的家國情懷，激發學生的愛國熱情。

在講授AT89C51的硬件結構時，融入了芯片制作的集成化、微型化、光刻機等知識，通過具體事例教育學生，對于先進技術，既要虛心學習又要自主創新，要求學生能夠辨析閉門造車、拿來主義、學習創新的本質差別。通過中興、華為危機，培養學生的愛國主義情操，要有置之死地而后生的勇氣和擔當。引述網上最新消息，華為最近儲備了一些手機芯片，似乎解決了燃眉之急。對這個事例進行發揮，啟迪學生的憂患意識，啟發他們的前瞻性思維方式，要求學生認識到，我們不能茍安于一時，要向前看，必須大力發展微納技術，要擁有自己的光刻機。

在講解AT89C51的中斷與定時系統時，通過對TMOD、TCON、IE、IP等控制寄存器的講解，向學生說明一個基本道理，為了開發單片機的控制功能，制作符合實際需求的單片機應用系統，必須掌握單片機的基本理論，使學生理清理論與實踐的關系，理論來源于實踐，反過來，理論又指導實踐。

關于AT89C51的串行通信技術，提示學生觀察串行通信技術的應用場合，指出應用型大學要學以致用，在學習一種技術時，應該了解它的應用，做到理論聯系實際。另外，結合手機數據線、USB等具體應用，引導學生思考：串行通信技術存在哪些缺點？目前已經有哪些替代技術？從日常生活的應用實例出發，無縫接入課程思政元素，培養學生的辯證的思維方法，使學生認識到，任何實物都有兩面性，既有優點，又有缺點，我們要學會鑒別，揚長避短，針對具體應用場合，選擇合適的技術。

對于AT89C51的資源擴展的教學，指出解決單片機資源不足的兩種思路：一種是在原有資源的基礎上進行資源擴展，另一種是換用功能更強的芯片。而在高新技術快速發展的當下，第二種思路往往是更加方便、快捷、經濟的解決方案。通過點撥，培養學生的發散性思維方式，不要被教材所束縛，而要學會在多種方案中進行權衡，選擇合適的解決方案。

AT89C51模擬信號處理主要介紹ADC、DAC的工作原理。在教學過程中，聯系實際應用，結合典型家用電器控制器的工作過程，闡述單片機控制系統的特點，說明單片機特別適合于構建嵌入式控制系統，具有十分廣闊的應用前景，以此激發學生的學習興趣和學習熱情，增加學習的目的性，做到學以致用。

在總結單片機應用系統設計與實現的過程中，幫助學生理解系統的概念：輸入→處理→輸出→反饋→輸入…；提示學生，在設計一個應用系統時，考慮問題要全面，解決問題要細致；培養學生全局化、系統化的思維方式，在進行系統設計時，要做到大處著眼，小處著手；做到耐心、細致、持之以恒，錘煉工匠精神。

在本課程教學的全流程，幫助學生認識到：學習是一個循序漸進的過程，必須遵循認知規律，從易到難，溫故而知新；科學有險阻，苦戰能過關；不能冒進，欲速則不達。

4.2 提高團隊成員進行課程思政建設的能力

教學團隊帶頭人帶領團隊成員探索和諧、自然的課程思政教學方法，克服當下課程思政普遍存在的牽強、生硬、貼膏藥式的通病。[7]

(1)任課教師率先垂范。教師的基本職責就是教書育人，而教書與育人是有區別的。教書是傳授知識和技能，育人則是培養學生的世界觀、人生觀、價值觀，教導學生今后如何做人，如何做事。教書育人二者既有聯系，又相互獨立。教書比較容易做到，而育人則難以達成。眾所周知，身教重于言教，說到不如做到，說得好不如做得好。作為教師，其一言一行都是學生的參照，應該處處為人師表。在教學活動中，團隊成員常常以身作則，起示范帶頭作用。例如，在設計單片機應用系統時，我們要求學生使用國產芯片。為了使這個要求具有說服力，我們在自己開發的單片機綜合訓練板中使用的就是深圳弘晶公司的STC單片機。

(2)任課教師重視并加強師生互動。韓愈在《師說》中寫道：師者，所以傳道授業解惑者也?！笆跇I”致力于知識傳授和能力培養，而“傳道”則屬于價值塑造的范疇。在傳道、授業的過程中，如果學生遇到問題，存在疑惑，老師應該引導學生解除疑惑，這就是在強調師生互動，鼓勵師生相互研討。在平等和諧的相互研討的氣氛中，很容易把思政元素自然地融入話題之中，甚至學生會主動把思政元素代入話題，此時，教師只需做一些引導就可以了。例如，為了做到理論聯系實際、學以致用，培養學生的工匠精神，團隊成員帶領學生參加全國大學生智能車大賽、安徽省物聯網創新大賽等學科競賽。在平常訓練中，師生共同面對遇到的單片機方面的技術問題，探討解決問題的方法；在激烈的比賽過程中，師生共同處理突發情況，提高大家的團隊意識和合作精神。

(3)任課教師關注社會熱點問題，因勢利導開展思政教育。在教學過程中，結合當前IT發展的國內外形勢，介紹我國在單片機、高端芯片等方面取得的巨大成就，引導學生樹牢“四個意識”，堅定“四個自信”，堅決做到“兩個維護”；敢于直面目前手機芯片遇到的問題和困難，強調說明與計算機、電子等學科密切相關的技術瓶頸問題，特別說明IT方面的卡脖子技術，以及發達國家對中國的技術封鎖等行為，激發學生的愛國熱情；鼓勵學生以自己比較全面的綜合素質，迎接挑戰，努力學習，繼續深造，練就過硬的本領，為中國IT的發展盡一份力。

4.3 在教學的全流程實施課程思政

根據4.1所挖掘的“單片機原理及應用”課程所蘊含的思政元素，在課堂教學、實驗、實訓、課外活動、日常交流、學科競賽等場合，巧妙地融入相關的思政元素，引導同學們樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，激發學生的愛國情懷，提升學生的學術道德，培養學生的工匠精神；在“單片機原理及應用”課程思政建設網站上發起一些課程思政的問題，引導學生進行討論，提高同學們對這些問題的認識；在網站上發布課程思政測試題，檢查課程思政建設的效果。

4.4 開展課程思政建設研究

教學團隊積極開展“單片機原理及應用”課程思政建設的研究。2020年，教學團隊成功申報了校級質量工程項目“課程思政示范課——單片機原理及應用”。由于項目研究目標比較明確，內容相當豐富，方法富有新意，學校推薦該項目申報省級質量工程項目，同年，教學團隊成功申報了省級質量工程項目“課程思政示范課——單片機原理及應用”。在項目研究過程中，教學團隊查閱了大量課程思政建設的資料，下載、研讀了十幾篇“單片機原理及應用”課程思政建設的研究論文，團隊成員相互切磋交流，不斷總結經驗，撰寫了項目研究報告，撰寫了教研論文。[8]

5 結束語

基于“單片機原理及應用”課程思政建設的目標和計劃，進一步完善了“單片機原理及應用”的教學材料，修訂了“單片機原理及應用”教學大綱和實驗教學大綱，適當融入了課程思政元素；重新編寫了“單片機原理及應用”教案，重新制作了“單片機原理及應用”教學課件，把課程思政元素嵌入到課堂教學之中；重新編寫了“單片機原理及應用”實驗指導書，訓練學生嚴謹、細致的工作作風，培養學生的工匠精神；制定了“單片機原理及應用”課程思政考核方案，編制了“單片機原理及應用”課程思政考核測試題和參考答案。

目前，“單片機原理及應用”課程思政建設的理念已經深入人心，團隊成員已經習慣于把課程思政的理念落實到教育教學的全過程。通過案例教學，培養學生的愛國熱情；通過自然融入的思政元素，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀；和學生一道參加學科競賽，錘煉師生勇于面對挑戰、愈挫愈勇、堅持不懈、精益求精的工匠精神。

雖然在“單片機原理及應用”課程思政建設方面付出了一定的努力，取得了一些初步的成果，但是，教學團隊將繼續秉承以生為本的原則，踐行OBE的教育理念，本著持續改進的態度，堅持以德立身、以德立學、以德施教，加強對學生的世界觀、人生觀和價值觀的培養，為社會培養更多德智體美勞全面發展的人才，為中國特色社會主義事業培養合格的建設者和可靠的接班人。