嵌入式系統及應用一流課程建設中課程思政的實踐*

陳豹 石鋒

徐州工程學院 江蘇徐州 221000

0 引言

2020年5月教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知，明確了全國高校開展課程思政、協同育人的建設任務，要求各高校在各專業課程中結合學校定位、課程各自特點有針對性地融入思政元素，將專業課程建設成育人、育才同時兼顧的課程，傳授專業知識的同時發揮價值引領的作用，培養學生正確的世界觀、人生觀、價值觀，為國家發展培養合格的建設人才[1]。在新時代高等教育背景下，為響應教育部號召，全國高校都在積極開展課程思政建設。總體來講，應該說大家還是處在一個摸索的階段。同時，不同的學科、不同的專業課程有不同的課程思政方式[2]。

2019年10月24日教育部下發的《關于一流本科課程建設的實施意見》中明確各高校開展一流課程建設的要求。一流課程是高校專業課程中的“頭雁”課程，其教學內容、教學深度、教學目標相比其他課程有著更高的要求。在當前高校廣泛開展課程思政建設的背景下，其中的一流課程除了應在課程專業性教學方面起到帶頭示范作用，同時在思政育人方面更應當積極探索，建立協同育人的范式，將專業教育和思政教育較好地結合在一起，為其他課程的思政育人提供參考，共同推進全國高校的課程思政建設工作[3]。所以，在一流課程建設中探索、實施課程思政具有重要的現實意義。

徐州工程學院作為一所地方應用型高校，著力培養應用型人才。嵌入式系統及應用課程是學校信息工程學院電子信息科學與技術專業的專業必修課程，課程本身體現著較強的技術特性。課程組長期承擔嵌入式系統及應用課程的教學，本課程前期立項為校級線上線下混合式一流課程，在課程建設中也在探索課程思政的實施路徑[4]。通過近幾年的實施實踐，現從以下幾個角度闡述課程思政在本門課程的實施過程及實施效果，作為階段性總結，同時希望起到拋磚引玉的效果，與同行交流，也反饋促進高等教育課程思政的不斷完善。

1 明確嵌入式系統課程思政的目標

嵌入式技術是當前信息社會各行業應用的技術熱點，在工業、農業、消費類電子等領域應用廣泛，掌握嵌入式開發技術，成為合格人才是促進相關行業發展的重要基礎。通過嵌入式系統課程的教學，培養學生具備嵌入式系統開發技能之“才”，但這只是高校專業課程教學的基本功能。當代大學生在個人學識上，通過大學各門課程的學習掌握專業知識，為今后走向工作崗位從事專業性工作打下基礎，這只是大學生能立足社會的基礎，可以看作課程專業知識的教學目標。在此知識與技能的基礎上，向外延擴展，筆者認為課程教學需要具有三個層次目標。

第一個層次目標，學生最終走向嵌入式開發崗位，從事嵌入式開發工作需要嚴謹的工作作風，做好開發工作需要一絲不茍的工匠精神，在課程教學中也應讓學生感受到做好崗位工作必備的工匠精神，可以看作職業素質需求。

第二個層次目標，學生畢業后走向的社會，與單純的校園環境會有差異，具有正確的社會觀、人生觀，擁有不怕困難、健康的心態，是個人獨立于社會并獲得持續發展能力的要求，在課程教學中也需要注重個人健康良好品質的培養。

第三個層次目標，作為當代大學生，肩負著民族振興的重任，他們是國家建設的中堅力量，國家情懷、社會擔當是每位大學生應有的使命。具體到嵌入式系統及應用課程，學生要了解該領域國家取得的偉大成就、與世界先進水平相比可以繼續提升的環節，激勵自己奮發學習，將個人的學習與國家發展融為一體。

如果從“小我”“大我”的角度歸類，前兩個層次都是針對學生個體微觀角度的思政教育目標，第三個層次是一種提升，是對學生思想境界的提升，是對學生宏觀角度的思政教育目標。在嵌入式系統及用課程教學中實施課程思政，就是要實現學生“小我”的塑造、“大我”的提升。

2 課程思政的實施過程

2.1 思政育人目標融入課程教學大綱

實施課程思政首先要有綱可循，所以要對課程教學大綱進行重新修訂。傳統的課程大綱注重知識的傳授和能力的培養，在技能上“成才”，而課程思政的融入可以擴展、豐富課程教學目標。課程思政的目標是使學生不僅在知識、技能上成才，更要在思想上成才。嵌入式系統課程教學大綱中明確加入課程思政的教學目標，使課程大綱更加立體化，結合單元教學內容，在不同的單元結合落實不同方面課程思政教學目標[5]。綜合前文闡述的對學生“小我”“大我”的培養，本門課的課程思政教學目標在教學大綱中闡述為“培養健康、樂觀的心態，不畏困難、良好的行業素質，樹立民族擔當的使命感，富有家國情懷”。

2.2 理論內容課程思政的實施

嵌入式系統理論課程內容包括緒論、ARM體系結構、ARM編程、常用外設接口、最小系統、Bootloader、嵌入式操作系統UCOS-II幾個模塊內容，在這些理論內容中，選取合適的知識點，結合線上線下相結合的各種實施方式，開展思政育人，以下列舉在實際課程教學中實施的幾個案例加以說明。

【案例1】在講到緒論單元介紹嵌入式系統應用領域內容時，即讓學生了解我國嵌入式技術在一些領域取得的成就，使學生建立民族自信。通過課堂播放相關應用的視頻資源引進案例，比如我國登月運行的“玉兔號”探月小車介紹等內容，通過有視覺沖擊性的視頻素材讓學生建立強烈的直觀感受，激發民族自豪感，樹立民族自信。

【案例2】在講到ARM內核時，讓學生通過網絡檢索ARM公司的發展歷程。成立之初ARM只是一個名不見經傳的小公司，當時市場上處理器技術被Intel公司這樣的行業巨頭所壟斷，使用CISC技術。但是ARM公司堅持RISC技術的研究，后來隨著移動終端的發展，目前已成為嵌入式處理器技術的主流。從ARM公司的發展歷程，啟迪學生思考個人發展過程中，縱使在生活和學習過程中遇到任何難題，都不要灰心，找對方向，能夠堅持下來，面對權威也不要畏懼和盲從，要具有批判精神，勇于突破創新。機會總是留給有準備的人，在課堂上學好專業知識是基礎。這個例子也展現了中國傳統文化中“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”所闡述的精髓，既啟迪了學生，也增強了學生對中國優秀文化的認同。

【案例3】講到UCOS-II操作系統時，系統中有多個要執行的任務，系統為每個任務分配了各自的優先級號，某一時刻總是選擇就緒態優先級最高的任務執行。引導學生在生活、學習過程中要處理多件事務時，要合理選擇、科學規劃，根據輕重緩急安排處理好所有事情。

【案例4】講述UCOS-II的使用方法時，引導學生會站在正確的角度思考問題，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。以現在很多學生考取駕照的例子引入，就像汽車里面構造很復雜，但是學生可以通過練習考取駕照，掌握開車的方法就可以上路。操作系統很復雜，但是從使用的角度大家只要會正確地調用其提供的API就可以使用起來，引導學生在有限的課堂學習時間內重點掌握其使用方法就可以把操作系統用在自己的工程當中。引導學生從正確的角度看待問題，對于操作系統如果僅僅從初級使用的角度會調用其提供的函數接口就可以使用起來。要深入理解操作系統課后需要花時間閱讀分析其源代碼，當然反過來會加深對其應用的理解。引導學生在不同的階段可以制定不同的目標，一個個小目標指導一個個階段的學習生活，循序漸進地成長。

2.3 實驗教學課程思政的實施

嵌入式系統課程具有較強的實踐性，同時體現強烈的行業特性，學生畢業后會從走向嵌入式系統開發崗位，從事技術開發工作。實驗是嵌入式系統課程的重要環節，在實驗環節開展課程思政主要是塑造學生嚴謹認真的工作規范、良好的表達能力、團結合作的意識、迎難而上、精益求精的工匠精神，這些品質都是嵌入式開發崗位需要具備的素質。

實驗過程中，從實驗設備操作的規范性、實驗室環境衛生保持的強調，引申到以后步入社會對工作認真負責，愛崗敬業。在實驗內容的設計上適當增加難度，在具體實現上將不同小組的成果進行比較，讓學生親身感受到優良差異，向好的方案不斷學習，不要僅限于實現功能，而要在此基礎上考慮代碼編寫規范、算法設計等因素并加以改進，比較不同方案的差異，讓學生感受精益求精的工匠精神，進行職業素質教育。在實驗項目開發中，組織學生以小組為單位，實行分工合作，訓練合作意識、溝通能力。

2.4 實事熱點新聞的引入

嵌入式技術的應用是各行業的應用熱點，社會新聞容易成為學生關注的焦點，當代大學生思維活躍，也樂于進行討論和評論，發表自己的看法。結合課程內容相關的知識點，可以跳出課本，任課教師積極篩選相關新聞、人物案例，作為課堂教學素材。

【案例5】中國華為公司在2019年8月正式發布鴻蒙操作系統HarmonyOS，2021年6月正式發布HarmonyOS 2.0版本，2022年7月宣布HarmonyOS 3.0正式亮相，不斷豐富、打造具有自主知識產權的應用生態鏈，市場份額不斷擴大。讓學生追蹤了解我國華為公司提早進行戰略布局、克服層層困難、面對困境推出自主研發的鴻蒙操作系統，部署在一系列物聯網終端設備上的熱點新聞，讓學生樹立大局意識，激勵學生向榜樣學習，激發科技報國的家國情懷和使命擔當。

【案例6】結合近三年來全球新冠疫情防控背景，在給大家學習、生活帶來不便的同時，國內一些企業也研發推出了許多解決困難的產品。課程中讓學生搜集疫情期間涌現的一些典型的嵌入式系統產品,制作成PPT課上展示講解，如公共場所人體體溫監測系統、為防止病毒交叉感染設計出的非接觸式電梯按鍵系統、隔離酒店的無人送餐機器人、方艙醫院內的移動機器人等，使身處當下的學生產生共情，感受到學有所用。并且以這些嵌入式系統產品為例，結合嵌入式系統課程內容，剖析其設計原理，加深課程知識理解的同時強化了學生學習專業知識服務社會的意識。再進一步，讓學生分組討論，思考如果自己為疫情防控設計一款嵌入式系統產品，能夠為減輕防疫人員工作強度、減少病毒傳播做出貢獻，會設計什么樣的系統呢？讓學生從社會需求實際場景出發，從“我要學”到“我要做”的轉變，既是對課程內容的靈活應用，也引導學生學有所用、以所學服務社會的意識，增強課程學習的榮譽感。

2.5 課程思政效果的考察

課程思政的教育滲入在課程教學的環節中，更多的是學生精神層面的感悟，這些感悟可以體現在學生參與討論、發表評論時的表現。比如引入中興、華為事件的介紹，激發學生自主創新意識，樹立科技報國的信念,起到價值引領的作用。本課程在中國大學MOOC網建設了在線平臺，教師結合中興、華為等時事熱點事件引發線上討論，學生積極發表個人意見，這里只截取部分學生的發帖，如圖1所示?？梢钥吹酱_實這種方法可以激發學生的自主意識，樹立科技報國的信念,起到價值引領的作用。

圖1 學生MOOC平臺在線發表的討論帖

在實驗環節，不光考查實驗功能的實現，同時強調工程代碼的規范性，通過學生匯報設計方案、回答教師問題、撰寫實驗報告考查學生的溝通和表達能力，以綜合表現作為學生的實驗成績，體現對學生職業素質的考量。

在課程教學結束時，筆者還布置了一份作業，要學生回顧總結嵌入式系統課程的整個學習過程中除了專業知識收獲外，在個人思想上的感悟。這些除了技術知識之外的感悟實際上就是學生在嵌入式系統課程中的思政教育所得[6]。

通過這幾年在嵌入式系統及應用一流課程建設中課程思政的融入，在提高課程專業教學效果的同時，學生的創新思維、分析和解決復雜工程問題的能力、工程開發素質、團隊合作意識、溝通表達能力等綜合素質也得到有效提升。2019年以來，電信專業學生參加全國大學生嵌入式芯片與系統設計競賽、電子設計大賽、智能車比賽、藍橋杯（電子類）等學科競賽，獲國家級獎項8項、省級獎項12項，主持大創項目10項，獲校優秀畢業設計4項。

3 結束語

本文從嵌入式系統及應用一流課程建設中課程思政目標的確立、課程教學大綱融入課程思政目標的完善、線上線下相結合的具體課程思政實施環節、實施效果考察方式幾個方面，闡述了本門課程的課程思政實施路徑，對傳統的課程教學進行了豐富，也希望對其他類似課程有所啟發，共同推進高校專業課的課程思政建設工作。