工科專業實踐教學環節課程思政教學改革探索
——以單片機原理及應用課程為例

李昆侖 劉 兵 曾 星

（湖南應用技術學院 湖南·常德 415101）

0 前言

工科專業課程思政教學主要是借助工科課程知識與思想政治教育內容之間的關聯，將思政政治教育內容與學科教育指導相融通的活動。當前國內缺少工科專業實踐教學環節課程思政教育指導改革研究，對于單片機原理及應用課程思政的改革研究更少。因此，立足工科專業實踐環節，對以單片機原理及應用課程為代表的工科課程思政教學改革進行適當探索非常必要。

1 工科專業實踐教學環節課程思政教學改革的意義

1.1 助力工科生素養提升

多數工科專業實踐的源頭為“人文”，科學思維也涵蓋了單一專業領域與人文社會問題解決層面。通過學科滲透的方式，將思想政治內容融入到工科專業實踐教學中，可以幫助工科生改變以往錯誤認知，樹立正確的價值理念信念以及社會主義核心價值觀，同時主動承擔社會賦予自身的責任，成長為新一代高素養有為青年。

1.2 彌補工科實踐教學缺口

實踐教學是工科專業教育指導的重要環節，在全部課程中占據比重較大。而當前課程思政教學研究多集中于工科理論課程，對于實踐課程不夠關注，導致工科專業學生無法認識到課程思政的價值，也無法真正提升自身道德修養。而通過推動單片機原理及應用課程實踐教學環節課程思政教學改革，可以彌補工科實踐教學缺口，為專業實踐教學可持續開展提供充足支持。

2 單片機原理及應用課程實踐教學環節課程思政教學改革的思路

單片機原理及應用課程是一門實踐性要求較強的專業課程，以往課程較為注重技能培養，以“育才”為主，對于專業學生人生觀、價值觀、世界觀引導不足，導致學生缺乏職業提升動力，不利于專業學生未來成長。基于此，在課程思政理念的實踐指導下，教師應根據單片機原理及應用課程教育指導內容，結合當今時代專業發展需要，挖掘課程內容中所包含的思政元素。

單片機原理及應用課程具有較強的綜合性與實踐性，在實踐階段專業學生極易遇到眾多復雜的問題。因此，在引導專業學生獨立分析問題并尋找問題根本原因的基礎上，應將“透過現象發現事物本質”的理念滲透到問題解決過程中。并嵌入專業課程最新發展成果以及總體發展案例，督促專業學生在單片機應用實訓或實驗中樹立精益求精、不懈奮斗的意識，反復多次修改硬件電路、軟件編程甚至某一影響信號進度的電阻值。進而養成一絲不茍的工匠精神。

在課堂教育指導過程中，從理論教育與實踐教育的相互關系入手，將電路原理、模擬電路、數字電路等相關知識點嵌入到實踐項目的運行中，在項目中引導專業學生發散思維，體悟專業實踐知識在報國中的價值，主動提升家國情懷。與此同時，從始至終地應用小組協作模式，以小組為單位為推動“理論分析”“設計方案研討”“PCB圖設計”“電路板制作”“程序編寫”等環節，促使各小組在產品制作遇阻時共同探討，結合實踐成果比拼活動的開展，提升專業學生集體榮譽意識以及團隊協作能力。

考核是單片機原理及應用課程思政教學改革的重要部分。在以往機試、筆試的基礎上，還需要增加學生人文素養、價值觀念的考核比重。落實全過程考核評定方針，構建集作業完成情況、學生課堂表現、專業匯報、期中期末測試、過程反饋為一體的考核體系。

3 單片機原理及應用課程實踐教學環節課程思政教學改革的方案

3.1 改革教育指導內容

單片機原理及應用是工科專業至關重要的課程，也是立德樹人根本任務落實的重中之重，更是將課程思政融入工科課堂教育指導全過程的前提。因此，教師應根據現有教育只掉大綱，從理想信念教育強化入手，將愛國、求真、勵志、團結等元素融入到教育指導大綱中。

從教育指導內容上來看，單片機原理及應用課程具有較強專業性，專業學生不僅需要學習“單片機原理”“單片機指令系統及程序設計方法”，而且需要學習“定時器控制LED”“個位計數顯示設計”“鍵盤控制顯示”等內容，傳統實踐教育指導要求專業學生掌握常見單片機的概念、原理及應用方法，幾乎沒有涉及社會責任感、集體協作、愛國主義情懷等內容，無法為課程思政教育指導提供完備的經驗。因此，教師可以根據實踐教育指導要求，進行思政教育指導內容的改革。即從實踐教育指導活動入手，將具有思政元素的教育指導案例合理嵌套到原有大綱中。比如，以培養專業學生文化自信、愛國主義情懷為目標，將工科領域最新發展動態、研究進展融入到“單片機應用系統設計”實踐活動中。并向專業學生簡述我國現代在單片機應用方面的卓越成就、貢獻：“在起步基本落后于全球產業二十年的情況下，我國迅速完成了從初級要求到高性能全面進步的歷程。作為全球最大的消費電子制造中心，我國單片機應用覆蓋了汽車電子、飛機導航、消費電子等眾多領域，以中穎電子、靈動微電子、華大半導體為代表的百余家單片機企業已成為單片機市場主力。”在相關內容簡述的基礎上，教師還可以利用多媒體技術，穿插與單片機發展、應用相關的靜態圖片或者動態視頻，在開闊專業學生文化視野的同時，潛移默化的培養專業學生愛國情懷、文化自信。再如，在“單片機最小資源應用——霓虹燈設計”章節實踐教學過程中，教師可以為專業學生分享網上搜索的近期測溫設備報警狀態視頻，結合時下共同戰“疫”敘述“我的同鄉英雄”，并鼓勵專業學生制作“祝你幸福安康”的霓虹燈影，提升專業學生愛國情懷。

此外，在實踐教育指導活動開展過程中，教師可以有意引入“必要錯誤資源”，鼓勵專業學生主動“找茬”，并自行改正相關錯誤，增強專業學生對于故障檢修的認知，為專業學生問題解決思維、職業責任意識的提升提供依據。比如：STC15單片機I/O（輸入/輸出）上電之后引腳默認為高電平，并在輸出高電平時接近VCC，按VCC進行計算；keil軟件調試設置斷點時斷點所在行執行；IIC先傳送最高位等。在展示上述操作后，專業學生需要根據實踐操作故障表現，依托原有知識理論，進行故障分析、排除。與此同時，教師可以向專業學生傳遞相關操作引發的不良表現，激發專業學生職業責任感。

3.2 改革教育指導手段

從部分實驗入手，教師可以設置思考題、提高題，為專業學生利用舊知識解決新問題提供充足的機會。同時通過班級小管家小程序、學習通、QQ群等軟件上傳仿真演示錄像，指導其利用遷移學習法，主動學習知識，在遷移學習過程中逐步提升邏輯分析能力、職業能力。

在實踐教育指導活動開展過程中，教師可以應用項目化分組方法，以四名學生或者五名學生為一個小組，為學生集體意識、團隊合作精神提升營造良好的環境。比如，在“A/D、D/A轉換與單片機接口技術”實踐教育指導過程中，教師可以將班級學生劃分為多個小組。并根據上述模擬量輸入通道的一般組成，為各小組分配任務，比如，設定傳感器檢測過程參數，進行信號調理，設定多路轉換開關，完成模/數轉換，設計具有8路輸入通道以及 8位逐次逼近式 A/D轉換器的ADC0809/0808集成轉換器等。各小組學生必須與同伴合作方可完成任務。在各小組完成任務過程中，教師可以給予必要引導，保證組內溝通、組間交流過程順利進行，并幫助各組成員明確自身角色，為專業學生團隊合作精神、溝通能力的同步提升提供依據。

在小組合作教育指導方法應用的基礎上，教師可以引入任務驅動法，以案例引導與虛擬仿真學習情境促進并行的方式，將課程知識模塊融入到應用項目開發的實戰式設計中，指導專業學生開展程序修改、思考。比如，“人機交互設計——數碼管、點陣LCD1602”，“C51程序設計——數據類型、函數、程序結構”等。同時設置不同情境，要求專業學生根據情境要求發散思維，綜合考慮溫度、經濟適用性、人身安全等因素，設計恰當的設計方案。以便在加深專業學生對于程序認知的同時，啟發專業學生兼顧人文關懷與經濟適用性，主動尋找多種單片機應用技術的制衡方法，全面培養專業學生交叉學科應用能力、綜合工科素養，并自發提升“為造福人類而奮斗”的意識，為社會責任感、人文社會科學素養的提升奠基。

3.3 改革教育考核體系

為了增強單片機原理及應用課程實踐教學環節課程思政改革效果，教師可以在教育指導內容、教育指導方法調整的基礎上，進行教育考核體系的恰當改革。即在原有學科成績、實踐教學成績評定的基礎上，設計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責任感、人文社會科學素養、道德規范、社會責任感等幾個方面內容。比如：你是否對我國單片機發展感到自豪；你是否認為我國單片機應用具有輝煌的成就；你是否認同學習“單片機原理及應用”有助于今后自身發展；你是否認為同伴身上有自身不具備的閃光點；你是否將“為社會做貢獻”作為專業知識學習的目標；你是否將“大國工匠”作為自身學習的榜樣等。

4 總結

綜上所述，實踐教育指導環節是工科教育指導活動的核心組成，也是課程思政建設重新煥發活力的亮點。為了在實踐教學中落實課程思政目標，教師應借助“新工科”建設契機，創新教育教學方法，改進教育考核方案，豐富教育教學內容。同時主動爭取工業專業學生反饋，根據反饋內容進行實踐環節課程思政教學方案的逐步調整，提升工科專業實踐教學環節課程思政教學的實效。