基于單片機與接口技術(shù)的思政元素與專業(yè)課程知識融合路徑研究

孫楊 馮嵩 陳麗娜 雷利 金增楠

（沈陽城市建設(shè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110167）

前言：全面推進課程思政建設(shè)，有利于改善高等院校教學(xué)現(xiàn)狀，培育更多優(yōu)質(zhì)人才。而作為高校教育中的專業(yè)課程，單片機與接口技術(shù)課程的實踐操作性較強。為了進一步強化學(xué)生的思想覺悟，需在傳遞專業(yè)課程知識的同時，為其提供思政指導(dǎo)，便于學(xué)生在協(xié)同效應(yīng)作用下，擁有較高的思政水平，為其良性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、單片機與接口技術(shù)的思政元素與專業(yè)課程知識融合的必要性

單片機與接口技術(shù)作為專業(yè)課程，在其教學(xué)中融合思政元素，能夠進一步將學(xué)生培育成應(yīng)用型人才，使其不但能夠擁有扎實的專業(yè)技能，而且還能形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。因此，于專業(yè)課程中實現(xiàn)課程思政融合具備一定的現(xiàn)實意義。此外，單片機與接口技術(shù)是機械類教學(xué)專業(yè)課，有著顯著的實踐性，不但要求學(xué)生深刻理解理論內(nèi)容，而且還需在課程學(xué)習(xí)中產(chǎn)生實踐運用能力。在其融合思政元素后，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情將得到有效激發(fā)，使其在未來進入工作崗位時，也能保持冷靜的狀態(tài)積極處理專業(yè)問題，甚至能在工作期間形成正確的職業(yè)觀，對我國信息技術(shù)領(lǐng)域的壯大發(fā)展能夠產(chǎn)生良性影響。基于此，專業(yè)課任課教師應(yīng)意識到課程思政融合的重要性，在具體教學(xué)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換教學(xué)理念，為學(xué)生進行思政教育，既要建立端正的社會主義核心價值觀，又要培養(yǎng)工匠精神以及愛國主義情懷，促進學(xué)生的優(yōu)質(zhì)成長[1]。

二、單片機與接口技術(shù)的思政課程目標(biāo)及其課程簡介

（一）思政課程目標(biāo)

在新時代背景下，教師團隊需積極構(gòu)建三全育人格局。作為專業(yè)課程教學(xué)中的必修課，單片機與接口技術(shù)實施課程思政，要求教師先行樹立明確的教學(xué)目標(biāo)，始終堅守初心，從融合內(nèi)容、融合途徑等方面，為學(xué)生打造良好的課程思政教學(xué)條件。關(guān)于單片機與接口技術(shù)課程思政目標(biāo)的設(shè)置，具體包含下述三個方面：第一，在專業(yè)課程知識中融入思政元素，是為了確保學(xué)生成為高素質(zhì)強技能人才，借此提升專業(yè)課程教學(xué)有效性；第二，在課程思政視域下。教師需注重創(chuàng)新思維的培育，而且還應(yīng)當(dāng)加強愛國情懷以及協(xié)作能力、責(zé)任感的培養(yǎng)，促使學(xué)生在課堂上能夠逐步形成工匠精神，這也是踐行科技強國目標(biāo)的重要依據(jù)。

（二）專業(yè)課程簡介

單片機與接口技術(shù)專業(yè)課程中，具體以Arduino UNO 控制器為研究主體，共計分為8 個教學(xué)項目，且每個項目都設(shè)有三個甚至五個教學(xué)任務(wù)，經(jīng)過教學(xué)任務(wù)的深化，能夠促使學(xué)生逐漸實現(xiàn)知識體系的完善。在學(xué)成后，學(xué)生的單片機開發(fā)以及機型功能拓展及其實踐運用能力都將有所提升。在教學(xué)中，為了保持課程進度的穩(wěn)定開展，還需搭配實踐課，輔助學(xué)生深度掌握實際應(yīng)用技巧，切實改善學(xué)生理論知識儲備量以及技能基礎(chǔ)。

此處列舉項目1 與項目2 舉例說明，項目1 以創(chuàng)建單片機系統(tǒng)為主，包含了單片機系統(tǒng)初步認(rèn)識、Arduino IDE 編程軟件的應(yīng)用。項目2 中重點講解單片機控制LED 燈，從LED 燈的閃爍功能、點亮方式、閃爍頻率的調(diào)整以及亮度提升等方面分別為其設(shè)計教學(xué)任務(wù)，最終在教師傳遞的專業(yè)課程知識中，實現(xiàn)學(xué)生的科技認(rèn)知能力。在專業(yè)課程知識中，教師除了需要為學(xué)生提供理實一體化項目化教學(xué)環(huán)境外，還需要以思政素養(yǎng)作為教學(xué)重點，增強學(xué)生的課堂體驗，繼而達成課程思政目標(biāo)[2]。

三、基于單片機與接口技術(shù)的思政元素與專業(yè)課程知識融合路徑

（一）建立各門課程的協(xié)同育人教育機制

以單片機與接口技術(shù)為教學(xué)主體，于專業(yè)課程中滲透思政元素，還應(yīng)當(dāng)切實建立完善的協(xié)同育人教育機制，注重各門課程知識的有效融合，進而根據(jù)實際需要結(jié)合多學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的獨立設(shè)計項目的應(yīng)用能力。同時，教師還需要把控好課程教學(xué)整體與局部知識的關(guān)系。雖然在教學(xué)中每門學(xué)科都具備一定的課程特色，且教學(xué)重點以及教學(xué)內(nèi)容均存在明顯差異，在對于教學(xué)目標(biāo)大體上有著相似處。例如培育學(xué)生的實踐應(yīng)用能力等，而且其情感目標(biāo)多有共通，這就需要在課程思政視域下，教師需要實現(xiàn)多學(xué)科知識的融合教師，不僅僅局限于單片機與接口技術(shù)的專業(yè)課程上，更為主要的是應(yīng)當(dāng)以思政課程為輔，指導(dǎo)教師引領(lǐng)學(xué)生逐步達成全新的教學(xué)目標(biāo)。

例如在“點亮LED 燈”課程中，要求學(xué)生從本課程的學(xué)習(xí)中掌握LED點亮原理，而在實際教學(xué)中，教師可利用案例導(dǎo)入法，為學(xué)生建立完善的知識框架，一方面，可聯(lián)合C 語言、電力學(xué)等多門學(xué)科，幫助學(xué)生構(gòu)建課程融合思維。對于LED 燈的點亮過程中，常涉及程序編寫，在其啟動閉合電路時，需保證在程序執(zhí)行中，能從編程中獲得實現(xiàn)LED 燈點亮的提示，而且對于LED 燈線路的正確連接，也是決定LED 燈是否亮起的重要因素。只有學(xué)生能各學(xué)科知識中汲取經(jīng)驗，才能加深學(xué)生對專業(yè)課程知識的理解。此外，在課堂上，教師還需要注重學(xué)生思維習(xí)慣的養(yǎng)成。在分析LED 燈點亮原理過程中，需產(chǎn)生反推思維，即點亮的響應(yīng)程序來源于智能家居控制系統(tǒng)，而在設(shè)計此系統(tǒng)時，還需進行編程，編程中又需要運用C 語言，并且需運用電力學(xué)理論知曉LED 燈的內(nèi)在構(gòu)造。專業(yè)課任課教師需積極與其他課程任課教師保持良好的溝通關(guān)系，隨時進行教學(xué)互動，分析如何正確的培育學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在協(xié)同育人教育機制下形成協(xié)同效應(yīng)，以便學(xué)生能夠有機會課堂上接觸豐富的課程知識。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神

單片機與接口技術(shù)是智能科技領(lǐng)域所需重要課程。以往在教學(xué)中，教師側(cè)重于學(xué)生理論知識的掌握程度以及實操能力的具體表現(xiàn)。雖然確實能夠?qū)崿F(xiàn)理實一體化教育，具備一定的教學(xué)成效，但在此環(huán)境下培育的人才，其職業(yè)素養(yǎng)往往不高，并且經(jīng)過學(xué)成進入崗位后的跟進調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此部分人才的流失率較高，而且對于單片機系統(tǒng)的開發(fā)能力，未能實現(xiàn)精益求精，所設(shè)計的單片機產(chǎn)品，其品質(zhì)也不高，由此證實在原有的教育工作中，因未能深度融合思政元素，造成學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)能力及其職業(yè)品質(zhì)多有缺失。因此，教師在實現(xiàn)專業(yè)課程知識與思政元素的融合時，還應(yīng)當(dāng)加強工匠精神的培育，使之真正成為科技領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)人才。

首先，需在教學(xué)內(nèi)容上進行優(yōu)化，從以往單方面講解專業(yè)知識，轉(zhuǎn)而向工匠精神的實例發(fā)展，包括在課堂上為學(xué)生講述該領(lǐng)域具備工匠精神的先進人物，如借助多媒體設(shè)備為學(xué)生播放胡雙線、高鳳林、徐振超等先進人物工作時的視頻片段，與文字?jǐn)⑹鱿啾龋苤庇^調(diào)動學(xué)生匠心追求積極性，也能就此幫助學(xué)生深刻認(rèn)識工匠精神內(nèi)涵。

其次，教師需結(jié)合單片機與接口技術(shù)項目實踐課程，指引學(xué)生在實際操作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并不斷實現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)改良。

以“超聲波測距”為例，教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)生掌握超聲波測距的原理后，掌握超聲波測距的設(shè)計技巧，而后在操作中，需提高對測距傳感器精度的應(yīng)用。同時，在學(xué)生設(shè)計期間，會因初期生疏，而造成測距中的應(yīng)用環(huán)境干擾、傳感器的精度不高等情況，此時隨著學(xué)生對測距傳感器的使用，明確測距精度在不同環(huán)境下的應(yīng)用情況，最終能夠設(shè)計出符合實際應(yīng)用效果的測距設(shè)備。教師可在學(xué)生實操中，不斷給予鼓勵，在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的同時，也能保持鉆研探索精神，從中深刻感知工匠精神的現(xiàn)實價值。

最后，教師需在項目拓展環(huán)節(jié)，為學(xué)生布設(shè)延伸任務(wù)，即根據(jù)學(xué)生在實踐課程中汲取的設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計出更多帶有測距功能的設(shè)備，應(yīng)用在不同的情景下，并經(jīng)過評估后選出具有重要實際應(yīng)用的測距設(shè)備，以此在完成作業(yè)任務(wù)的流程中逐漸形成工匠精神。此外，在對學(xué)生的測距設(shè)備打分時，還需從創(chuàng)新性、協(xié)作精神以等多個方面對學(xué)生實施綜合評估，確保評價結(jié)果更具參考作用，也能避免學(xué)生一味關(guān)注分?jǐn)?shù)，而忽視了產(chǎn)品品質(zhì)。只有教師在教學(xué)過程中時刻融入思政元素，才能促使學(xué)生形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

（三）增強學(xué)生愛國主義情懷，自強不息努力探索

我國在實現(xiàn)科技強國中國夢時，需要打造充足的人才團隊。而單片機與接口技術(shù)作為工科人才培育中的重要專業(yè)課程，若能在教學(xué)環(huán)節(jié)融合思政元素，可對我國科技力量的強化產(chǎn)生促進作用。所以，教師在講解專業(yè)課程知識的同時，需在課堂上實現(xiàn)學(xué)生愛國主義情懷的重點培育，使其保持自強不息精神，借助科技產(chǎn)品為我國科技領(lǐng)域的壯大發(fā)展提供助力。曾幾何時，我國的科技水平處于落后狀態(tài)，無論是零配件還是成品，都需要從他國購進，甚至依靠他國先進的技術(shù)，造成我國在技術(shù)層面上略顯被動。而隨著華為企業(yè)等知名企業(yè)自動研發(fā)芯片技術(shù)以及5G 通信技術(shù)的成功研發(fā)，無形中增強了我國的科技自信。基于此，作為未來科技行業(yè)發(fā)展的核心人才，教師需在教育工作中，于專業(yè)課程教學(xué)課堂上，采取有效措施，使之形成良好的愛國思維。

例如教師可通過美國的MCS 單片機與國產(chǎn)STC15 單片機予以比對，借此運用兩種單片機的特色優(yōu)勢，促使學(xué)生能夠充分了解國產(chǎn)產(chǎn)品的特色功能。在承認(rèn)他國科技卓越的同時，也需認(rèn)可本國產(chǎn)品。其中STC15 作為國產(chǎn)單片機，照比傳統(tǒng)單片機，其運行速率更快，存儲空間更大，因其具備串行口下載程序，實現(xiàn)了燒錄程序的便捷化運行。這些優(yōu)勢的體現(xiàn)，都能進一步轉(zhuǎn)變學(xué)生的固有觀念。教師在課堂教學(xué)中，需從單片機系統(tǒng)的多元化研發(fā)成果上，指引學(xué)生全面分析國產(chǎn)單片機系統(tǒng)的實踐價值，借此形成民族自豪感。

教師在為學(xué)生介紹“單片機原理”等基礎(chǔ)課程時，可為學(xué)生講述芯片的發(fā)展趨勢，其中可重點以國產(chǎn)芯片為教學(xué)重點。例如2021 年華為研發(fā)了全新5 納米新品，與往日的人工智能芯片比較，其功能及其性能均有所優(yōu)化。國產(chǎn)產(chǎn)品的崛起能夠切實扭轉(zhuǎn)學(xué)生對國產(chǎn)產(chǎn)品的印象，以往部分學(xué)生以使用進口商品獲得優(yōu)越感。而隨著我國技術(shù)的日益發(fā)展，國產(chǎn)科技產(chǎn)品也開始贏得了當(dāng)代人的信賴。教師需從自主研發(fā)芯片技術(shù)以及國產(chǎn)單片機方面，為學(xué)生提供研討話題，便于在互動中激發(fā)愛國主義精神。

結(jié)論：綜上所述，在單片機與接口技術(shù)專業(yè)課程知識教學(xué)中，若能融合思政元素，能夠為新時代教改工作指明方向。對此，在其實踐教學(xué)階段，應(yīng)從協(xié)同育人教育機制、工匠精神、愛國主義情懷、團隊合作能力的培育上著手，促使學(xué)生在深度掌握專業(yè)課程學(xué)習(xí)技巧基礎(chǔ)上，具備崇高品質(zhì)，借此為未來發(fā)展給予保障，為國家振興事業(yè)儲備堅實的人才力量。