應(yīng)用型本科高校思政元素融入單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的探索*

田芳明 席桂清 孟艷君 楊立

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 黑龍江大慶 163319

0 引言

2019 年，習(xí)近平總書(shū)記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題[1]。要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[2]。中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見(jiàn)》明確提出，要強(qiáng)化思想理論教育和價(jià)值引領(lǐng)，推進(jìn)高校思想政治工作改革創(chuàng)新，堅(jiān)持全員全過(guò)程全方位育人（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三全育人”）[3]。深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)習(xí)近平總書(shū)記有關(guān)重要講話(huà)精神，進(jìn)一步提高教育主體思想認(rèn)識(shí)、促進(jìn)教育環(huán)節(jié)無(wú)縫對(duì)接、協(xié)調(diào)教育資源有效整合，成為提增“三全育人”工作質(zhì)效的迫切要求。高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，實(shí)現(xiàn)“三全育人”，對(duì)于落實(shí)國(guó)家政策、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和綜合素質(zhì)等方面具有重要意義。

“三全育人”的出發(fā)點(diǎn)是培養(yǎng)人，中心在“育”，重心在“全”。在高校，正在從“教”走向“育”的進(jìn)程中，由于高校思政課門(mén)數(shù)有限，除了高校思政課程這個(gè)主陣地外，應(yīng)該充分發(fā)揮其他育人載體的作用，深入挖掘其他理論課、實(shí)踐課、第二課堂等環(huán)節(jié)潛在的育人資源，使各類(lèi)課程與思政課程相互配合，形成協(xié)同育人效應(yīng)，專(zhuān)業(yè)課是各高校各專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能課程，往往是學(xué)生畢業(yè)后從事專(zhuān)業(yè)相關(guān)工作使用的主要技能，在培養(yǎng)計(jì)劃和學(xué)生心中都具有舉足輕重的地位，因此，在專(zhuān)業(yè)課程中深入挖掘思政元素，構(gòu)建全覆蓋和相互支撐的課程體系，對(duì)于高校實(shí)現(xiàn)“三全育人”目標(biāo)，深入落實(shí)《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》和《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等文件要求勢(shì)在必行[4-5]。

1 課程建設(shè)現(xiàn)狀

單片機(jī)原理及應(yīng)用是電子信息工程、通信工程、電氣工程等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，是專(zhuān)業(yè)主干核心課程，課程涉及學(xué)生開(kāi)展專(zhuān)業(yè)實(shí)踐和科技創(chuàng)新所需的重要知識(shí)與技能，是嵌入式系統(tǒng)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，是學(xué)生就業(yè)的主要方向之一，在應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)中具有重要的地位和作用[6]。

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中蘊(yùn)含了諸多思政元素，如世界觀、人生觀、價(jià)值觀、愛(ài)國(guó)主義、學(xué)術(shù)道德、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法等[7]。但由于該課程涉及的知識(shí)和使用的軟件工具等在近代以來(lái)尤以國(guó)外發(fā)展迅速，且使用的大多芯片也往往為外產(chǎn)，很容易使學(xué)生產(chǎn)生崇洋媚外的思想。近年來(lái)，我國(guó)在芯片研發(fā)、芯片制造等領(lǐng)域投入了很大的人力、物力和財(cái)力，在不斷為追趕和超越國(guó)外技術(shù)而持續(xù)努力著。如果不在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行很好的引導(dǎo)，很可能讓學(xué)生產(chǎn)生不良的想法，如看不到我國(guó)該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，認(rèn)為技不如人，更有甚者認(rèn)為國(guó)外的月亮更圓等等，這些想法都是當(dāng)前意識(shí)形態(tài)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，是極其危險(xiǎn)的，不利于優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，更有礙于社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的建設(shè)和中華民族偉大復(fù)興的實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的課程教學(xué)中，專(zhuān)業(yè)課任課教師普遍存在課程思政站位不高的問(wèn)題，只教書(shū)不育人或少育人現(xiàn)象顯著。由于課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，教師往往只注重單片機(jī)的原理、軟件設(shè)計(jì)和接口技術(shù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)的傳授和實(shí)踐等專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)，忽略了專(zhuān)業(yè)課教學(xué)在學(xué)生正確思想的引導(dǎo)中的重要作用。然而，沒(méi)有育人環(huán)節(jié)的教學(xué)是不完美的，只有將思政元素融入專(zhuān)業(yè)課程的講授中，才能培養(yǎng)出一批不但思想政治堅(jiān)定、敢于擔(dān)當(dāng)奉獻(xiàn)，而且專(zhuān)業(yè)素質(zhì)過(guò)硬、實(shí)踐能力強(qiáng)的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，才能產(chǎn)生潛移默化、潤(rùn)物無(wú)聲的效果，實(shí)現(xiàn)傳道授業(yè)解惑、育人育才的有機(jī)統(tǒng)一。因此，探索在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中融入思政元素，實(shí)施課程思政改革，是提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生大局觀、責(zé)任感和民族自豪感的重要手段。

2 課程思政建設(shè)目標(biāo)

育人目標(biāo)：立德樹(shù)人是教育的根本目的。通過(guò)單片機(jī)原理及應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課程思政，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，利用課程教育對(duì)學(xué)生進(jìn)行隱性德育教育，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)，培植濃厚的愛(ài)國(guó)主義情懷，樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，勇于擔(dān)當(dāng)；培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、敬業(yè)、愛(ài)崗、具有創(chuàng)新精神，培養(yǎng)精益求精、追求卓越的工作作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心專(zhuān)注、吃苦耐勞、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與服務(wù)意識(shí)，養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣，成長(zhǎng)為心系國(guó)家并有時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)技術(shù)人才。

課程建設(shè)目標(biāo)：培養(yǎng)一支勇于探索、敢于實(shí)踐的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)，建設(shè)至少8 個(gè)課程思政案例，挖掘多種思政元素融入方式方法。

3 思政元素的探索與挖掘

在專(zhuān)業(yè)課程中引入思政元素，一定要遵循教書(shū)育人的規(guī)律，充分結(jié)合課程內(nèi)容，找到合適的結(jié)合點(diǎn)，再根據(jù)學(xué)科優(yōu)勢(shì)挖掘?qū)I(yè)課程中的思政資源，將思政的理論知識(shí)、價(jià)值理念和精神追求恰當(dāng)?shù)厝谌雽?zhuān)業(yè)課教學(xué)中，切忌生搬硬套，脫離課程內(nèi)容。在上述理論基礎(chǔ)上，單片機(jī)課程團(tuán)隊(duì)在對(duì)學(xué)生充分調(diào)研，課程教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)深入鉆研前提下，挖掘了如下可融入的思政元素。

3.1 正確認(rèn)識(shí)理論與實(shí)踐的相互關(guān)系

實(shí)踐是理論的基礎(chǔ)，即實(shí)踐對(duì)理論具有決定作用。單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，每節(jié)課都需要操作單片機(jī)開(kāi)發(fā)板連接硬件電路，編寫(xiě)軟件代碼，下載燒錄程序進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)踐促進(jìn)理論知識(shí)的理解。

理論所反映的是事物的本質(zhì)和規(guī)律，是事物的共性。理論對(duì)實(shí)踐有反作用，科學(xué)的理論對(duì)實(shí)踐具有積極的指導(dǎo)作用[8]，錯(cuò)誤的理論則有阻礙作用。課程涉及單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與原理、CPU、存儲(chǔ)器的組織和并行口結(jié)構(gòu)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行口的結(jié)構(gòu)和工作原理等知識(shí)，上述知識(shí)是進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，知識(shí)的理解和掌握程度決定了應(yīng)用單片機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

理論聯(lián)系實(shí)際是馬列主義、毛澤東思想的最基本原則之一。實(shí)踐不僅是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，而且是唯一標(biāo)準(zhǔn)，毛主席說(shuō)：“理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，是馬克思主義的一個(gè)最基本的原則”。二者相輔相成，缺一不可，理論對(duì)實(shí)踐具有指導(dǎo)作用，實(shí)踐對(duì)理論又有促進(jìn)作用。在單片機(jī)課程中，如果基礎(chǔ)理論知識(shí)不扎實(shí)，實(shí)踐就會(huì)脫節(jié)，而只學(xué)習(xí)理論欠缺實(shí)踐，那又忽略了單片機(jī)這門(mén)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的實(shí)際作用。因此，在本門(mén)課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生要將理論與實(shí)踐相結(jié)合貫穿課程學(xué)習(xí)始終。

3.2 正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系

本質(zhì)從整體上規(guī)定事物的性質(zhì)及其基本發(fā)展方向，現(xiàn)象從各個(gè)不同側(cè)面表現(xiàn)本質(zhì)[8]，假象從否定方面表現(xiàn)事物的本質(zhì)。人們認(rèn)識(shí)事物，就是要透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，把握事物的發(fā)展規(guī)律。這是一個(gè)艱苦、反復(fù)的過(guò)程。只有在實(shí)踐中通過(guò)對(duì)多方面現(xiàn)象的分析研究，去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，才能實(shí)現(xiàn)“從現(xiàn)象到本質(zhì)、從不甚深刻的本質(zhì)到更深刻的本質(zhì)的深化的無(wú)限過(guò)程”[9]。

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程需要不斷下載程序后通過(guò)觀察開(kāi)發(fā)板上的現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證硬件電路連接和程序設(shè)計(jì)的正確性，經(jīng)常會(huì)遇到很多難以理解的與實(shí)際預(yù)想不符的現(xiàn)象，是單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到的實(shí)際問(wèn)題，這時(shí)就需要透過(guò)現(xiàn)象思考導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因，是硬件或軟件設(shè)計(jì)有誤還是其他問(wèn)題。只有樹(shù)立正確的方法論，深入挖掘問(wèn)題根源，才能從根本上解決問(wèn)題。這就像面對(duì)百年未有之大變局下的復(fù)雜國(guó)際國(guó)內(nèi)新形勢(shì)和新問(wèn)題一樣，如何使學(xué)生端正態(tài)度，掌握處理和解決這些問(wèn)題的方法，培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，才能逐步成長(zhǎng)為合格的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

3.3 培養(yǎng)民族自豪感和認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)習(xí)原動(dòng)力

愛(ài)國(guó)，是人世間最深層、最持久的情感，是一個(gè)人立德之源、立功之本。愛(ài)國(guó)主義是中華民族精神的核心，是團(tuán)結(jié)奮斗、自強(qiáng)不息的精神紐帶。單片機(jī)原理與應(yīng)用中涉及微控制器等芯片技術(shù)的研發(fā)歷史和發(fā)展等內(nèi)容。我國(guó)作為世界上最大的芯片消費(fèi)國(guó)，在芯片行業(yè)中卻起步較晚，缺乏技術(shù)積累，長(zhǎng)期被人“卡脖子”，芯片高度依賴(lài)進(jìn)口，相關(guān)設(shè)備研發(fā)成本高，資金外流現(xiàn)象嚴(yán)重。以美國(guó)為首的一些發(fā)達(dá)國(guó)家一直在芯片領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，但他們卻以芯片知識(shí)產(chǎn)權(quán)作為遏制其他國(guó)家發(fā)展的手段，成為近年的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)話(huà)題，在“中興制裁事件”“華為制裁事件”“孟晚舟事件”，以及芯片法案、Chip4 聯(lián)盟等背景下，國(guó)產(chǎn)替代迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。近年來(lái)，在政策的引導(dǎo)支持下，在一代代芯片人的不懈努力下，我國(guó)在人工智能芯片領(lǐng)域發(fā)展迅猛，光芯片替代硅芯片成為未來(lái)芯片發(fā)展趨勢(shì)。在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)基本與西方處于同一起跑線(xiàn)，我國(guó)有機(jī)會(huì)形成以中國(guó)為主導(dǎo)的生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)全面引領(lǐng)。

通過(guò)芯片發(fā)展歷史和上述重要事件的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的民族認(rèn)同感，知恥而后勇，更要知難而上，將學(xué)生科技強(qiáng)國(guó)、民族復(fù)興的責(zé)任感和使命感內(nèi)化為學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，刻苦鉆研專(zhuān)業(yè)知識(shí)，勇于創(chuàng)新。錢(qián)三強(qiáng)曾經(jīng)說(shuō)：科學(xué)無(wú)國(guó)界，但科學(xué)家有祖國(guó)。每一個(gè)學(xué)生都應(yīng)該擁有這樣的愛(ài)國(guó)情懷，把每個(gè)小我的學(xué)習(xí)都放到促進(jìn)國(guó)家科技進(jìn)步的大局中來(lái)，牢固樹(shù)立四個(gè)自信，“科技強(qiáng)國(guó)，從我做起”，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而奮斗。

3.4 培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，鍛造“四心”，練就工匠精神

“人心齊，泰山移”。只有團(tuán)結(jié)協(xié)作，形成合力，才有共筑偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)的動(dòng)力，才有戰(zhàn)勝困難、披荊斬棘的勇氣，才有逢山開(kāi)路、遇水搭橋的毅力。在學(xué)生時(shí)代，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，為走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中團(tuán)結(jié)協(xié)作尤為重要，尤其是課下實(shí)踐作業(yè)環(huán)節(jié)，學(xué)生形成若干小團(tuán)隊(duì)，根據(jù)教師布置的設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料、電路設(shè)計(jì)、電路圖繪制、焊接電路、編寫(xiě)軟件代碼、軟硬件調(diào)試、作業(yè)匯報(bào)與展示等，在這個(gè)過(guò)程中，哪個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，都會(huì)嚴(yán)重影響大局。因此，“團(tuán)結(jié)協(xié)作”是要?jiǎng)?wù)，只有團(tuán)結(jié)協(xié)作，各司其職，才能齊心協(xié)力高效、高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)。要讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中牢固樹(shù)立“團(tuán)結(jié)就是力量”意識(shí)，敢于擔(dān)當(dāng)，不怕苦不怕累，通過(guò)小組磨合與實(shí)踐，不斷錘煉學(xué)生的虛心、細(xì)心、耐心和恒心，深入培養(yǎng)學(xué)生執(zhí)著專(zhuān)注、精益求精、一絲不茍、追求卓越的意識(shí)和工匠精神。

4 思政元素融入課堂改革與實(shí)踐

通過(guò)在課程中深入挖掘思政元素，不斷探索在授課內(nèi)容中的融入方式與細(xì)節(jié)，單片機(jī)教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了幾個(gè)典型課程思政教學(xué)案例，包括芯片發(fā)展歷史下的中國(guó)創(chuàng)新路、“任正非、張汝京、陳向東、姚永平、郭天祥、周立功”等芯片與單片機(jī)領(lǐng)域典型人物史、“中國(guó)地圖”尋跡車(chē)設(shè)計(jì)等，如表1 所示。

表1 思政元素融入課程教學(xué)中的具體示例

由于諸多思政元素都是穿插在教學(xué)過(guò)程中，隨著教學(xué)內(nèi)容的展開(kāi)以恰當(dāng)?shù)姆绞秸宫F(xiàn)給學(xué)生，通過(guò)學(xué)生的自身實(shí)踐與感受，深入領(lǐng)會(huì)科學(xué)家精神、大國(guó)工匠精神、工程師素養(yǎng)等，因此，并未形成單獨(dú)思政案例，如：?jiǎn)纹瑱C(jī)編程中的守規(guī)矩、講紀(jì)律；串口通信中的遵守協(xié)議、通信安全與法治意識(shí)；數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示中的現(xiàn)象與本質(zhì)關(guān)系辯證法；定時(shí)器/計(jì)時(shí)器中的誠(chéng)實(shí)與守信；中斷控制中的方法論；學(xué)習(xí)過(guò)程中的理論與實(shí)踐關(guān)系；實(shí)踐環(huán)節(jié)中的求真務(wù)實(shí)、敬業(yè)、愛(ài)崗、精益求精、追求卓越、工程素養(yǎng)以及創(chuàng)新精神等等。通過(guò)在課堂上引入思政元素，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，學(xué)生熱愛(ài)學(xué)習(xí)的氛圍濃厚，同時(shí)，同學(xué)間互相幫助，共同進(jìn)步，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中取得了優(yōu)異的成績(jī)，尤其是在學(xué)院組織的第七屆尋跡車(chē)競(jìng)賽中斬獲多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，而且錘煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識(shí)，塑造了學(xué)生的優(yōu)良品格，學(xué)生課后收益頗豐。

同時(shí)，教師團(tuán)隊(duì)在授課過(guò)程中也增長(zhǎng)了知識(shí)，與學(xué)生亦師亦友的關(guān)系更為融洽，獲得了學(xué)生的一致好評(píng)，育人的同時(shí)也豐富了自己的內(nèi)心世界，成為了一支優(yōu)秀的教師團(tuán)隊(duì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)從單片機(jī)原理及應(yīng)用課程現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前國(guó)家“三全育人”、課程思政要求和目標(biāo)，從課程內(nèi)容中深入挖掘思政元素，以實(shí)踐環(huán)節(jié)為主要接入點(diǎn)，探索恰當(dāng)融入方式與實(shí)施細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)的幾個(gè)思政教學(xué)案例通過(guò)課程實(shí)踐不斷完善，并在其他內(nèi)容中恰當(dāng)融入思政元素，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)的真正融合，為課程團(tuán)隊(duì)后續(xù)繼續(xù)深入開(kāi)展課程思政提供了有益的探索和經(jīng)驗(yàn)。