微機原理及應用課程實驗思政融合

黃自鑫，黃麗坤，盧俊杰，徐麗

微機原理及應用課程實驗思政融合

黃自鑫，黃麗坤，盧俊杰，徐麗

（武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢 430205）

思政課程和課程思政同向同行是高校專業課程的必要改革發展路徑，是培養新工科人才的重要舉措．以微機原理及應用課程實驗為例，針對該課程實驗在教學內容、教學平臺和教學模式等方面存在的問題，構建“思政融入，學賽共軛”的教學體系．通過思政挖掘、校企合作和賽教融合三路徑，對課程實驗教學進行改革，旨在提升學生專業綜合能力與思想政治素養．實踐表明，該教學體系能夠有效提高學生綜合能力，達到課程思政目標和新工科人才培養需求．

微機原理及應用；課程思政；實驗改革；學賽共軛；新工科

新工科內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才．在新工科建設中構建好協同推進課程思政建設的體制機制，實現“1+1>2”的效果，是我國高等教育改革的一大關鍵[1]．教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》[2]中提出要全面推進高校課程思政建設，課程思政成為高校意識形態工作的重要組成部分．自提出課程思政以來，各高校精準把握思政課程與課程思政建設的價值內涵，開展了不同課程的思政改革，使思政課程和課程思政同向同行，取得了眾多優秀成果．

微機原理及應用是一門面向工程應用且具有很強專業性、實踐性與綜合性的課程，使學生了解計算機結構和工作原理，掌握匯編語言、接口技術等方面知識．在本課程的思政改革中，諸多學者對課程知識教學內容思政改革進行了探索，劉艷霞[3]等提出通過實際案例引導潤物細無聲地進行課程思政教育；周昕[4]等通過將知識點分成單元模塊，對每個單元針對性融入相關思政案例，提出采用線上/線下、教室/實驗室等多種途徑和手段，將課程思政落到實處．但針對該課程實驗部分，還鮮有學者進行思政探索．僅實現課堂教學思政改革不足以達到思政育人、培養新工科人才的目的．本文通過構建“思政融入，學賽共軛”教學體系，針對課程實驗教學環節中存在的不足，從思政挖掘、校企合作和賽教融合三個維度出發，對微機原理及應用課程實驗思政教學進行探索與改革．

微機原理及應用開設的課程實驗需要達到目的：首先，鞏固學生理論知識和提升專業技能．根據課程實驗教學設計，學生能夠掌握微型計算機的基本工作原理、應用匯編語言進行編程，獲得在自動化專業領域內應用微型計算機及相關技術的專業知識．其次，提高學生自主動手能力和創新能力．基于本課程實驗教學，學生自主進行驗證性、設計性和綜合性實驗的實驗操作，提高自主動手能力，充分發揮自我創新能力．最后，提升學生思想政治素養和道德水平．通過深入挖掘課程實驗中的思政元素，將知識點進行拓展，實現思政課程和課程思政同向同行．

1 課程實驗教學現狀

微機原理及應用課程實驗作為課上教學內容補充與擴展，能夠鞏固課上知識且提升專業技能，對課程實驗進行思政改革是整個課程思政改革的重要組成部分，完成好課程實驗思政改革，才能進一步推動新工科人才培養方案[5]．目前，微機原理及應用課程實驗仍沿用傳統平臺實驗，即使用一個集成化程度高的實驗平臺開展實驗教學，該方式的實驗開展主要存在三方面不足．

1.1 教學內容缺乏創新，思政育人融入匱乏

傳統課程實驗教學包括知識點講解和實驗操作兩部分內容．知識點講解是實驗操作前教師講解知識點和注意事項，內容較為枯燥；實驗操作圍繞集成化設備開展，操作步驟按照課本連接線路即可，內容缺乏創新，與新工科人才培養需求相差較遠．整個課程實驗過程注重純理論知識講解和實踐教學，缺乏思政探索與改革，存在思政元素融入少和融入差等問題．

1.2 教學平臺資源不足，課程實驗設備老舊

課程實驗傳統教學平臺采用EL-IOT-II型物聯網創新實驗系統，大部分實驗線路已經固定，操作空間小，且實驗多為2～3名學生一組共用一個實驗平臺，實驗過程中動手機會少．此外，集成化程度高的實驗系統線路受損后難以修復，無法保障實驗順利完成，學生難以通過課程實驗透徹地理解相關知識，專業技能也難以獲得鍛煉契機．

1.3 教學模式思維定勢，實驗考核形式單一

平臺實驗目前是本課程實驗唯一的教學模式，即按照平臺配備的實驗手冊操作即可完成實驗，操作簡單、思維定勢，導致大部分學生較關注實驗結果而忽視對實驗箱上硬件電路和程序設計的分析，不利于提升學生綜合能力．而考核作為課程實驗學習效果的良好反饋方式，現階段所采用的考核只針對日常考勤和實驗報告這兩個環節進行，考核方式缺乏合理性，較難體現成績差異性．

針對微機原理及應用課程實驗進行思政改革，一方面可以緩解課程實驗枯燥乏味的現象，在課程實驗過程中添加人文知識樂趣，潛移默化地提升學生思想政治素養，提高課堂積極性；另一方面可以提高學生自主學習積極性，以課程競賽等為載體加深學生對課程實驗知識點的掌握程度，助力實驗知識點鞏固和學生專業能力培養．

2 “思政融入，學賽共軛”教學體系

針對課程實驗存在的問題及課程實驗教學目標，微機原理及應用課程實驗需從教學內容、教學平臺和教學模式等方面開展教學探索與改革．基于此，提出一種“思政融入，學賽共軛”的教學體系，通過挖掘課程實驗中蘊含的思政元素并與實驗有機結合，達到豐富教學內容、提升學生思想政治素養的目的；開展校企合作拓寬實驗教學平臺，獲得多樣的教學資源；采用賽教融合的教學模式，針對實驗內容開展課程競賽，充分激發學生的學習興趣和創新思維，提高學生自主學習和解決問題的能力．通過多種途徑對本課程實驗進行全方面的探索與改革．

2.1 思政挖掘，豐富教學內容

工科教育當以培養優秀的新工科人才為教育目標．在本課程實驗教學中，教師要從愛國主義教育、人生價值教育和理想信念教育等多重維度挖掘課程實驗思政元素，把馬克思主義立場觀點與科學精神的培養結合起來，注重學生思想政治素養教育，提高學生綜合能力．從宏觀層面來看，教師應結合當前社會背景下職業人的通用能力和基本素質來開展課程實驗教學；從微觀層面來看，教師應結合本專業人才培養要求，有針對性地挖掘課程實驗所蘊含的思政元素．

“思政融入，學賽共軛”教學體系實施前，微機原理及應用課程平臺共設七個實驗，按性質分為三種類型：驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗．驗證性實驗是讓學生按照實驗操作流程，驗證實驗結論的真實性；設計性實驗在給定的操作流程外，學生發揮自我想象，設計所需實驗內容；綜合性實驗考驗學生的綜合能力，包括實驗設計和驗證，是學生綜合能力的體現．“思政融入，學賽共軛”教學體系實施后，引入紅外循跡小車實物制作實驗，將平臺實驗、實物實驗與思政元素相融合，在實驗基礎上拓展思想政治知識，達到課程實驗全過程思政育人目的．“思政融入，學賽共軛”教學體系中各平臺實驗及紅外循跡小車組成模塊包含的思政元素點見表1．

表1 平臺實驗與紅外循跡小車模塊的思政元素點

根據微機原理及應用課程實驗單元的內容，深入挖掘課程實驗中隱藏的思政元素，以內容總結的方式，融入“隱性思想政治教育”理念，用滲透性的、潛移默化的方式使學生在耳濡目染中受教育[6]．如在講解串口通訊時，串口通訊是指計算機主機與外設之間以及主機系統與主機系統之間數據的串行傳送，由此關系為切入點，結合“一帶一路”工程，我國作為“主機”帶動歐亞非大陸其他“主機”以及“外設”新一輪生產力革命，推動全球基礎設施現代化，推動世界經濟發展，例舉“一帶一路”為我們日常生活帶來的有利影響，以此引導學生積極參與祖國建設．在引導學生進行實物制作時，同樣融入“隱性思想政治教育”理念，將小車各個模塊涉及的知識與思政元素相結合，例如：在引導學生設計紅外循跡傳感器模塊時，紅外循跡傳感器模塊可比作小車前進的“眼睛”，其在小車前進時起到了決定性作用，如果紅外判斷失誤則小車將會偏離預定路線，以此聯想到生活中的選擇和判斷，引導學生樹立正確的是非觀，提高明辨是非的能力．通過增加思政典型案例，豐富課程實驗教學內容，達到整個實驗全過程思政融入的效果．

2.2 校企合作，拓寬教學平臺

思政教育工作離不開校企的鼎力支持，校企在資源上具有一定差異性，通過開展校企合作，促進企業資源與高校資源進行有機融合，有利于拓寬教學平臺，豐富教學資源，進一步提升思政教育效果[7]．

傳統微機原理及應用課程實驗采用EL-IOT-II型物聯網創新實驗系統作為實驗設備，該設備由實驗操作臺、物聯網傳感器掛箱、創新CPU掛箱及擴展模塊組成，功能齊全．但該平臺集成化程度高、平臺固定，實驗拓展空間不足，只開展平臺實驗，無法達到讓學生透徹理解所學實驗知識的目的．

學校和企業作為學生學習的兩個主要平臺，在知識教學和實踐教學上各有千秋（見圖1）．學校作為知識教學平臺，以理論知識教學為主，學生可以通過專業課程學習專業知識，提升專業技能，但由于設備、范圍等受限，理論知識難以實踐．企業作為良好的實踐教學平臺，可以在學生已有的理論基礎上提供實踐經驗、實踐場地等實踐資源供學生實踐學習，強化專業能力．

圖1 校企合作資源整合

通過校企合作，利用好學校理論性優勢和企業實踐性優勢[8]，學校可以吸收企業在具體實踐中所經歷的各種案例，與知識內容進行結合，加大教學力度，了解企業對實際人才的需求，促進對需求型人才的培養；學生可以前往企業進行參觀學習，了解理論知識的實際應用．同時，校企可以結合課程特色和企業特色開展賽事活動，能夠有效鞏固學生專業知識和提升動手能力及創新能力，學習企業文化，對學生成長規劃有一定的正面影響．

2.3 賽教融合，完善考核制度

課程競賽需要課堂理論教學與課外實踐活動的有機結合，既是專業理論知識能力的體現，也是學生創新實踐能力的展示．通過構建賽教融合模式，將教學和競賽的過程、資源和能力三個重要方面相互連接（見圖2）．學生可以更好地理解、融合課堂理論知識與課外實踐能力，促進學生個性化發展，激發創新意識和開拓思維，提高創新能力和綜合競爭力．

圖2 賽教融合教學模式

在平臺實驗環節，學生在教師指導下，參考實驗手冊即可完成．課程競賽環節則需要學生自己動手操作，整體采用以學生為主體、教師輔助指導的形式，其中實物制作作為競賽最關鍵的步驟．指導教師需要根據理論知識點介紹實物的設計步驟和模塊化設計方法，引導學生自行查閱資料和確定方案，在測試階段輔助學生完成代碼編寫和硬件電路設計．

課程競賽是在平臺實驗基礎上的學習拓展，本課程競賽選用紅外循跡小車，其制作過程中所涉及的知識點與平臺實驗相對應（見表1）．課程競賽包括實物測試和現場答辯兩個環節．實物測試環節采用得分制，賽道上設有五個不同得分點，學生將團隊小車放置于賽道，小車采用紅外循跡按要求經過得分點，運行一周后重回到起點，測試完成．現場答辯環節采用“3+2”答辯模式，即3 min答辯、2 min問答模式，考察學生團隊協作的整體效果，并分別對小組各成員就個人任務、硬件電路、軟件編程等方面進行提問，讓學生從“寫、做、說”三個方面都得到鍛煉．整個比賽全方位體現學生的專業知識學習、動手能力提升和創新能力培養情況，培養學生自主學習能力，真正做到“賽教融合”，讓學生以賽促學，以賽促用．

考核是教學中不可缺少的環節，建立多角度和多能力的考核機制是課程改革的重點之一[9]．為解決傳統課程實驗教學中考核的問題，從培養人才的角度出發，結合“思政融入，學賽共軛”教學體系，微機原理及應用課程實驗考核總分為100分，各項分數比例及評價標準見表2．實驗考核采用“日常出勤+平臺實驗+實物制作+實驗報告+現場展示”的綜合考核機制，可以全方位評價學生對所學知識理解并掌握的情況，既能保證分數的公平性，真正反映學生的學習情況和學習效果，也能促使學生認真完成實驗課程的各個環節，真正達到實驗教學的目的，同時也能夠為教師調整和優化教學目標提供依據．

表2 綜合考核機制各項分數比例及評價標準

3 教學體系實踐與成效

課程思政的實施是一個綜合性過程，為檢驗“思政融入，學賽共軛”教學體系的有效性，開展“加簡杯”智能小車競賽，將課堂教學與課外教學相結合，充分發揮學生的動手能力和創新能力[10]．通過對比分析“思政融入，學賽共軛”教學體系實施前和實施后的學生課程實驗成績，驗證該教學體系的有效性．

3.1 教學實踐開展

為貫徹落實“思政融入，學賽共軛”教學體系，與無錫加簡智控技術有限公司展開合作，以“加簡杯”智能小車競賽為課題開展課程競賽活動，學生3～5人一組，在平臺系統實驗基礎上，將微機原理及應用課程的學習與匯編語言、模電、數電等課程系統結合起來，發揮自主創新能力，合作完成紅外循跡小車設計制作，開展紅外循跡小車競賽．

競賽分為小車競賽和現場答辯兩個環節，各占總分的50%．小車競賽賽道作為競賽的重要場地，其設計制作與檢驗學生能力緊密相關，“加簡杯”賽道（見圖3）包含彎道、圓環等難度較大的賽段，綜合考驗學生小車的運行情況．現場答辯環節采用“3+2”答辯模式，小組成員負責不同答辯部分，評委依據現場情況為組內成員打分．綜合小車競賽和現場答辯兩個環節評分，給予參賽隊伍最終分數，按最終分數進行排名．

以課程競賽的形式提升學生對知識的綜合運用能力、動手能力和創新能力，加深學生對專業知識的印象，提升自主學習、發現問題、分析問題、解決問題和探索創新的能力．在競賽過程中合理融入思政元素點，如在賽道上設置多個得分點，將小車循跡經過得分點比作不同人生階段的人生規劃，引導學生思考人生意義和合理規劃自己的人生，在競賽的同時也能提升學生思想政治素養．

3.2 教學成效分析

學生課程實驗成績能夠直觀反映教學體系的有效性．將2020級自動化專業實施教學改革的82名學生課程實驗成績與2019級自動化專業未實施教學改革的91名學生課程實驗成績進行對比（見圖4）．

圖3 “加簡杯”賽道示意圖

圖4 微機原理及應用課程實驗成績對比

從圖4可以看出，與實施教學改革前相比，實施教學改革后，學生課程實驗學習考核的平均成績顯著提升，2020級學生課程實驗取得90分以上的有11人，達到了總人數的14%，比2019級提升12%，60分以下人數為0人，達到了全員合格的標準．從整體成績上看，“思政融入，學賽共軛”教學體系能夠有效激發學生自主學習興趣，提升學習成績．

結合競賽成績和綜合考核機制，可以從理論知識和專業技能、動手能力和創新能力以及思想政治素養和道德水平三維度反映學生學習情況．分析2020級學生“加簡杯”課程競賽成績可以看出，學生課程實驗考試全部合格，直觀反映學生專業知識掌握情況良好；小車拼接全部合格，小車競賽過程中7個小組未完成任務，12個小組不同程度完成任務，學生動手能力和創新能力均得到提升；現場答辯整體情況良好，80%的學生都能夠完整敘述自己工作情況，流利回答評委問題，學生思想政治素養和道德水平得以提升．

4 結語

新工科人才培養不僅需要扎實的專業知識，也需要良好的思想品德．本文通過構建“思政融入，學賽共軛”的教學體系，對微機原理及應用課程實驗進行教學探索與改革，采用思政挖掘、校企合作和賽教融合的途徑促進本專業學生學習，通過課程實驗講解和開展課程競賽驗證“思政融入，學賽共軛”的教學體系的有效性．開展課程實驗思政改革，有效地提高了學生學習主動性，引導學生樹立正確的人生觀，在學習專業知識時增加人文情懷，提高了學生的綜合素養，有利于培養思想健康向上的新工科人才．

[1] 王永華．新工科人才培養模式創新的三個維度[J]．中國高等教育，2021（19）：50-52．

[2] 中華人民共和國教育部．高等學校課程思政建設指導綱要[EB/OL].（2020-06-01）．http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html．

[3] 劉艷霞，戴佺民，于鑫，等．“微機原理與接口技術”課程思政初探[J]．中國電力教育，2020（10）：51-52．

[4] 周昕，李蘭英，韓劍輝，等．融合思政育人目標的微機原理與接口技術課程大綱設計的探索實踐[J]．中國現代教育裝備，2021（13）：90-92．

[5] 陳純鍇，湯春明，李秀艷，等．新工科背景下信號處理類課群體系改革與實踐[J]．高師理科學刊，2022，42（12）：86-89．

[6] 王敏．課程思政：新時代高校育人理念的實踐回應[J]．高教學刊，2022，8（34）：171-175．

[7] 于瑞霞，武昌新，朱姝，等．科研院所校企聯合培養理工專業拔尖人才的探索與實踐[J]．工業和信息化教育，2023（4）：15-18．

[8] 郝保英，王濤．“大思政課”視域下高校思政課的實踐性論析[J]．思想理論教育導刊，2022（10）：106-112．

[9] 曹一鵬，毛艷娥，吳昊．工程教育專業認證視域下“單片微型計算機原理及應用”課程建設的思與行[J]．工業和信息化教育，2023（3）：21-25．

[10] 曹忠亮，巢淵，丁力，等．以競賽項目為載體的控制技術基礎課程改革[J]．高師理科學刊，2022，42（11）：91-94．

Integration of experimental ideological and political theory of microcomputer principle and application course

HUANG Zixin，HUANG Likun，LU Junjie，XU Li

（School of Electrical and Information Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China）

Ideological and political courses and ideology and politics education parallel is the necessary reform and development path of college professional courses，is an important measure to train new engineering talents．Taking the course experiment of microcomputer principle and application as an example，aiming at the problems existing in the teaching content，teaching platform and teaching mode of the course experiment，the teaching system of integration of ideology and politics，conjugation of learning and competition is constructed．The experimental teaching of the course is explored and reformed through the three paths of ideological and political mining，school-enterprise cooperation and integration of competition and education．It aims to improve students′ comprehensive professional ability and ideological and political accomplishment．The practice shows that the teaching system can effectively improve students′ comprehensive ability，achieve the ideology and politics education goals and new engineering talent training needs．

microcomputer principle and application；ideology and politics education；experimental reform；learning competition conjugation；new engineering

TP368∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2024.02.017

1007-9831（2024）02-0083-06

2023-04-27

武漢工程大學教學研究項目（X2021015）；武漢工程大學研究生教育教學改革研究項目（2020JYXM13）；中國自動化學會青少年人工智能創新后備人才培育工程2022年度教科研項目（HBRC-JKY-144）

黃自鑫（1988-），男，湖北安陸人，副教授，博士，從事欠驅動系統控制、智能控制研究．E-mail：huangzx@wit.edu.cn