課程思政背景下本科院校單片機課程的教學改革

許莉娟　熊新　張美琪　劉聰

摘 要：針對當前本科院校汽車服務工程專業《單片機原理及應用》在實際教學過程中存在的內容枯燥難懂、鮮有思想政治元素、學生學習效果差等問題，本文提出將課程思政引入教學目標以及教學全過程，并根據學情和專業特色對課程內容進行項目化設置，以項目為課堂載體，突出“教學做”合一的教學模式，進行教學方法的改革探究，以提高學習效果，達到知識、能力、素養全面協調發展的育人目標。

關鍵詞：單片機 課程思政 內容項目化 專業特色 教學改革

1 單片機教學現狀

隨著單片機技術在汽車領域的廣泛應用，單片機技術在汽車工程領域的地位越來越要，汽車相關專業的畢業生了解和掌握一定的單片機基礎知識及編程技能成為一種必要[1]。

《單片機原理及應用》是一門理論性、實踐性、應用型都很強的課程，是汽車服務工程專業的學生在學習完電工電子，C語言等課程基礎上開設的一門重要的專業基礎課程，課程知識點多且分散，概念抽象。傳統教學方式，采用理論教學與實驗教學的模式[2]，往往側重于花大部分的課時進行各種理論知識和原理的講解[3]，實驗課時較少，且內容多總學時少，

例如我院汽車服務工程專業單片機課程總學時為40，其中理論32，實驗8課時。整個教學過程沒有將汽車專業電控方面的知識和單片機知識有機結合，沒有體現專業特色[4]，且鮮有思想政治元素，所以大部分學生都普遍認為單片機課程枯燥難懂、匯編編程指令過于復雜且繁瑣，學習興趣低，主動性、積極性不高，更缺乏探索精神和創新精神。

基于以上分析，對于汽車服務工程專業《單片機原理及應用》課程的教學目標、教學內容、教學方法等進行符合專業特色和學情的改革，并在教學過程中通過引入思政元素激發學習興趣，進行價值引領，有利于提高教學效果，實現知識、能力、素養協調發展的全方位的育人。

2 挖掘思政元素，設計教學目標

在傳統的知識目標、能力目標基礎上增加德育目標，同時將德育置于課程目標之首[5]，結合課程特點，充分挖掘理想信念和文化內涵等思政元素，積極探索將課程思政融入課程目標，形成知識引領與價值引領相結合的課程目標。本課程引入的思政元素有：增強責任感、使命感，養成嚴謹、專注、積極的學習態度，將理論性和實踐性有機結合，采用正確的方法論，培養勇于創新、團隊協作的精神等[6]。思政元素的引入，豐富了課堂教學內容，使單片機課堂并不只有專業知識的傳授，還對學生的價值觀進行了引領，提高了學生的素養。

增設的德育目標為：培養學生的科學素養、家國情懷、職業精神、工匠精神、團隊精神、責任意識和紀律意識，激發學生的創新意識和民族自豪感，增強學生的工程素養和家國情懷。

3 教學改革探究

3.1 編程語言的選擇

因為車載智能控制中的主芯片里有不少用的都是51型號的單片機，所以教學內容仍以51單片機作為學習芯片。但是鑒于單片機程序設計匯編語言指令部分是獨立的，不容易被理解、記憶，而C51語言既有高級語言的優點，又有匯編語言特點，與匯編語言相比，C51語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯優勢，易學易用，在有限的教學時間內，可以降低學習難度，故換選C51編程語言進行講解。

3.2 教學項目的設置

目前市場上的教材內容有比較多的理論知識，且各部分內容還是獨立的。教材通常分為很多個理論模塊，教學時一般按順利依次介紹，但是在實際分析和設計一個項目內容時，需要聯系很多個理論模塊的知識點，傳統的教學過程中，很多學生很難將已經學過的那些離散的知識點聯系起來，完全沒有一個系統、整體的概念，針對具體實踐項目還是不知道怎么有效使用單片機去實現。

根據學情和專業特點，結合單片機在汽車上的廣泛應用，將課程內容進行項目化處理[2]，打破教學章節界限，以項目案例為載體，合理分配理論知識點，并針對每個項目挖掘思政元素，循序漸進地合理地推進項目化教學，將理論教學與實踐教學有機融合，實現“教學做”合一的實踐教學模式，使學生在實踐中掌握關鍵理論知識，培養應用開發思維。實施的部分項目見表1。

3.3 改變教學方法、豐富教學手段

改變傳統學習方式，老師講，學生被動的聽。采用現代教學方式，把老師與學生的上課角色進行改變，學生是主角，老師是配角，以項目為課堂載體，突出“教學做”合一的教學模式。

（1）翻轉課堂、發布項目

教師運用翻轉課堂先通過QQ群發布項目，按照項目化教學方式，把項目任務分解，讓學生承擔任務，根據任務的要求，去尋找任務的解決方法，有目的、有針對性的學習，從而能把之前學習的離散知識塊聯系起來，不斷提高學生的綜合學習的能力。教師通過平臺不斷收集問題，課堂上進行重點和針對性的講解，以問題驅動內容，在教學過程中循序漸進，引導學生掌握課程知識和學習方法，提高學生的思維能力。

（2）“可視化”的項目分析與實施

教學地點可以是教室和機房，每個同學自帶筆記本電腦，里面已經安裝了Keil C51編程開發軟件、Proteus仿真軟件以及PC機與單片機的串口通信驅動軟件。教學過程中， 教師重點分析、詳細講解一個實際應用項目，從項目設計要求、設計方案確定、硬件電路設計、軟件設計、仿真調試各個環節進行遞進式詳細講授，講授過程中穿插引入相關的思政元素，并通過Protues仿真軟件、 Keil C51編程開發軟件演示電路原理圖和程序的設計過程，、并聯合仿真調試，讓學生直觀的看到仿真效果、使單片機課堂更加形象，提高了學生的學習興趣。

教師完成項目分析與設計講解后，要求學生動手實踐，通過實踐去驗證方案的可行性，并進一步加深理解項目的設計步驟以及所利用的理論知識，并在實踐過程中提出新的問題，突出“教學做”合一的教學模式，激發學生的科學探索精神。

有了第一個項目的學習經驗，在學習接下來的教學項目時，教師就扮演配角，將課堂時間留給學生，學生可以運用同樣的方法進行項目的分析和設計，教師只需花較少的課堂時間穿插講解一些難懂的知識點，以及答疑解惑，從而提高了學生的學習主動性和積極性。

4 總結

思政背景下的單片機課程思政元素的挖掘及其教學內容設計、教學方法的改革經過不斷探索和實踐，取得了一定的成效，學生參與度明顯提高，學習氛圍相比之前更濃厚。將教學內容項目化，使學生明白“為何學”“學了有何用”，激發了學生學習興趣，提高了學習效果。學生的知識、能力和素養得到全方位均衡發展。隨著單片機技術在汽車領域的廣泛應用，任課教師還需不斷學習了解汽車領域最新的行業動態，根據行業的動態不斷的改革和完善汽車服務專業單片機的教學。

基金：鹽城工學院教改研究課題（JYKT2019A032）;鹽城工學院教改研究課題（JYKT2019B064）。

參考文獻：

[1]陳新芬，王林艷.汽車專業“教學做”合一單片機教學實踐研究[J].科技創新導報，2016，31（126）：126-128.

[2]劉海洋，侯占峰，陳智，閆建國，佟鑫.探索項目式教學方法在汽車單片機原理及應用課程中的應用[J].教育現代化，2019，25（054）：144-145、154.

[3]張娜.基于項目化《汽車單片機應用技術》教學的探討[J].福建電腦，2018，05（095）：158、175.

[4]邵金菊，高松，譚德榮，侯汝紅.面向應用型人才培養汽車單片機實踐內容設計[J].教育現代化，2018（44）：144-147.

[5]張琦，孟俊煥，吳延霞，史振萍.《單片機原理及應用》融入課程思政的實踐與探索[J].汽車教育，2020（22）：192-193.

[6]李麗.單片機原理與接口技術課程思政融合設計與創新[J].經濟師，2021（6）：169、171.