課程思政融入單片機課程的探索與實踐

燕曼君

（重慶三峽學院，重慶 404100）

0 引言

單片機原理及應用課程作為機械電子工程專業的一門專業基礎課，在整個課程體系中起到十分重要的作用，在學習本課程之前，學生需要掌握高級語言程序設計、模擬信號電路、數字信號電路等課程，在掌握本課程后，學生可以獨立進行功能電路設計，同時也可以加深對單片機的學習，比如，嵌入式、物聯網等開發類課程，這種承接關系不僅僅能夠提高學生自身開發能力，同時也能更加適應社會需求。

“立德樹人”是教育的重中之重，為落實“立德樹人”這一環節，讓時代新人擔當起民族復興的大任，“課程思政”是其中一項重要舉措，其具有基礎性和全面性，在傳播知識的過程中，同時也能夠實現價值引導的目的。要積極探索高等學校各門類課程中所包含的思政要素，全部學校、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行，構建三全育人大格局。本文以單片機原理及應用課程為例，分析目前課程所存在的問題，探索和實踐思想政治課與專業課相結合的途徑和方法，進而分析得出結論。

1 思政元素與教學的融合實施途徑

“三全育人”的目標是將學生培養成具有扎實專業技能和良好科學文化藝術素養的高素質人才，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主體的傳統模式越來越不適用，因此亟須進行改革。目前，思政建設已經逐漸融入課程中，有許多相關報道，但是仍然存在很多不足，經過總結得到以下幾點：

1.1 元素融入難

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

1.2 覆蓋性低

單片機課程是以實現理論結合實踐為目標的，因此，在理論中要加入思政元素是必然，但是卻忽略了實踐操作中的思政映射，導致課程思政不能在本課程中實現全面覆蓋。

1.3 研究體系不完善

目前單片機課程的相關研究較少，體系不夠完善，可以參考的有價值的文獻資料較少，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課程的途徑。

1.3.1 加強師生交流，教材融合思政

單片機原理及應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、學術道德等多方面的內容。因此，要充分發掘單片機課程中的思政元素，將其巧妙地融入教材編寫、理論課堂、實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，將思政元素結合課程特點、教學理念逐漸融入教學過程中，從人生觀的形成，科學探索的激發、價值觀的塑造等幾方面利用自己的言行、所見所聞、科學家的典故、工程建設的艱辛去感染學生。對于單片機原理及應用這門工科專業課程，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，在過程中不斷發現不足然后不斷進步。

1.3.3 線上、線下教學融合

傳統教育教學一般采用線下模式，隨著互聯網的日益滲透，線上和線下模式逐漸呈現出互補的狀態。因此要將線上模式以及線下模式充分結合起來，同時利用教學資源的優點，增強教師與學生間交流。單片機原理及應用是一門工科類課程，這門課程采用線上仿真與線下實踐相結合的方式，同時將理論知識穿插其中，使課堂的內容更加豐富具體，讓學生對單片機的開發進行全面理解，使他們對我國單片微型計算機的發展過程、發展方向有更加深刻的領會。

2 案例分析

在課程設計的過程中，并非將所有內容均加入思政元素，而是應該選取合適章節融入，其次要明確思政目標，推動課程發展，最后要根據反饋不斷調整設計過程，形成教學案例。如何能讓思政元素自然地融入教學中呢？首先要充分發揮學生的主體地位，以學生所感興趣的點作為引入，然后可以進行問卷調查及時得到反饋，同時將學生認為有意思的部分融入教學設計中。深入挖掘單片機原理及應用課程中所蘊含的思政元素，選取案例分析這些思政元素所蘊含的教育意義，評估其可以達到的教育教學效果。

2.1 案例一：本課程概述部分的課程思政案例設計

2.1.1 教學目標

本案例的目標是讓學生能夠掌握單片機的基本概念、發展歷程以及基礎知識。

2.1.2 案例具體設計

在單片機的發展過程中，重點介紹中國科技工作者在單片機領域的不懈努力，以深圳弘晶公司為例，使學生能夠在世界大環境中了解中國單片機的發展歷程、現狀、趨勢，培養世界眼光，提高學生的格局。在介紹51系列單片機的硬件結構時，把芯片制作的先進技術作為實例，教育學生自主創新的重要性。引述新聞，華為海思在其內部信中提到，保密柜里的備胎芯片“全部轉正”。把華為事件作為培養學生愛國主義情操、堅韌不拔意志的主要實例，進行討論分析，加強學生的憂患意識，要讓學生意識到我國要大力發展微納技術，要擁有自己的光刻機的重要性。

2.1.3 教學融合與實施

首先，讓學生自由討論單片機的概念，隨后講解單片機的作用及適用范圍，并說明本課程是以微型計算機開發來展開內容的，以計算機發展歷程為主線。之后，以STC單片機作為課程案例，講述中國單片機的發展，讓學生對先輩們的奮斗精神有所感悟。接著講述目前國內單片機的發展水平及影響。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業方面的地位及發展趨勢，啟迪學生要不斷創新、勇往直前，為大國制造貢獻自己的力量。

2.2 案例二：時鐘系統實驗中的課程思政案例設計

2.2.1 教學目標

本案例主要是讓學生掌握單片機的定時器/計數器以及數碼管的功能，設計一款國慶節倒計時系統。

2.2.2 案例具體設計

在時鐘系統設計的實踐教學環節，以中國當前的發展成果以及科技強國戰略為例，提升學生的民族自豪感。因此在時鐘系統的設計過程中，將愛國情懷的元素融入設計中，設計一款針對國慶節倒計時的時分秒系統。同時，在整個開發的過程中，每一條指令都要撰寫嚴謹，這就要求單片機工程開發者要一絲不茍，在實踐的過程中不僅要提高自身能力，還要培養優良的工程素質，培養工匠精神。

2.2.3 教學融合與實施

首先，講解單片機定時器/計數器以及數碼管的特性，隨后讓學生討論各自的應用。之后，以普通分秒表為設計基礎，引導學生思考：普通分秒表存在哪些缺點？從日常生活的應用實例出發，例如，國慶節倒計時系統，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，要學會鑒別，揚長避短，針對具體應用場合，選擇合適的技術。在實踐過程中，可能會遇到許多問題，比如即使仿真成功，但是仍然難以在實驗箱上成功顯示，那么就需要學生自己動手解決問題，精益求精，檢查看是否接線樁出現問題，或者是否出現元器件損壞，不能只停留在初步仿真實現的地方。除了使用已有的單片機實驗箱之外，學生可以自己選擇合適的元器件、動手去焊接，然后不斷發現問題、解決問題，反復琢磨，銳意進取。

2.3 案例三：溫度傳感器實驗中的課程思政案例設計

2.3.1 教學目標

本案例主要是掌握溫度傳感器工作原理，讓學生將單片機的定時器/計數器和DS18B20溫度傳感器結合起來，實現溫度的實時顯示。

2.3.2 案例具體設計

在本系統設計環節中，首先介紹溫度傳感器的工作原理，將已經成熟的代碼和傳感器工作時序圖結合到一起進行學習，最后根據原理編寫代碼，代碼相較于之前的內容較為復雜，在這個過程中培養學生精益求精的精神。以疫情期間醫護人員利用測溫槍點測為例，將其作為實際應用需求，設計一款可以實時檢測溫度的測溫儀。同時，在這個過程中將抗擊疫情的實例融入其中，培養學生團結協作、不懈奮斗的精神。

2.3.3 教學融合與實施

首先，回顧單片機定時器/計數器以及數碼管的特性，介紹溫度傳感器工作原理，隨后讓學生討論各自的應用。之后，以測溫儀為設計基礎，引導學生思考：“目前測溫儀能實現哪些功能？我們還可以從哪些方面進行創新？”從日常生活的應用實例出發，如醫護人員進行測溫。同時為了保護一線醫護人員安全、節省勞動力，是否可以再設計一款遠程且能精確測量體溫的儀器，然后引出紅外測溫儀，讓學生不斷進行思考，有助于培養學生的探索及創新精神。在面對這場全球性疫情的大風暴中，中國表現出了勇往直前的精神，全國人民共同努力，團結一心，抗擊在一線的工作人員表現出無比堅韌的品質等，這些都可以自然穿插到教學設計中，培養學生的愛國主義精神和臨難不屈的堅毅品格。

3 結語

將課程思政融入單片機原理及應用課程思政建設理念已經深入人心，通過在教學環節融入思政元素，采用案例教學，培養工匠精神及良好的工程素質，幫助學生樹立正確的“三觀”；以賽促教，鍛煉師生積極思考，開拓創新。然后總結出目前單片機原理及應用課程中存在的問題，提出三點融合方法，最后結合三個案例進行詳細分析。可以將本課程教學為例的課程思政教學改革應用到其他類型專業課程的實踐中，為社會培養更多德才兼備的優秀人才。