《微機原理》課程思政的認識與探究

楊瑞科，韓錦繡，武福平，張銳

(西安電子科技大學 物理與光電工程學院，陜西 西安)

一 引言

《高等學校課程思政建設指導綱要》指出課程思政建設要在所有高校、所有學科專業全面推進[1]。為落實把“立德樹人”作為教育根本任務的一種綜合教育理念，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面推進“課程思政”建設，不僅可構建全員、全程和全方位（三全）育人的大格局[2]，而且針對不同學科和專業特點提出了分類建設“課程思政”的意見和建議。這對于從事一線教學的專業課教師，如何將“課程思政”建設內容有機融入到專業課的教學過程中具有重要的指導意義，是“思政課程”和“課程思政”協同發揮效力及“課程思政”教學改革努力的方向和目標。

二 《微機原理》課程思政的必要性和重要性

雖然計算機技術發端于美國，但近年來，我國在移動支付、電子商務、超級計算、量子計算、人工智能、通信和雷達等眾多領域已走在世界前列，計算機類人才在貢獻社會進步、經濟發展和國防建設中起到中堅的作用。計算機技術目前已經滲透到各個學科和專業，是各個學科和專業學生的學習、研究、開發和應用及發展所依賴的基礎、基本技術和有力工具，已涉及到社會和經濟發展的方方面面。《微型計算機原理》課程是各種電子、信息、人工智能、儀器儀表、物理等類學科的專業基礎課程，開課學科和專業面廣泛，涉及的學生眾多。因此，開展微機原理課程思政的建設與探究，并針對不同學科和專業特點，開展相關專業的課程思政教學改革是實現立德樹人和三全育人根本任務的關鍵環節，是為國家和社會培養德、智、體、美、勞、專綜合素質全面發展的創新型人才的有力環節。

在《微機原理》課程思政建設和教學改革中，教師需要針對本課程的教學內容、特點及在相應專業中所處的位置，學生們的基礎和專業特點，探索將思政要素有機融入課程專業內容的方式、方法、途徑；同時需要不斷增強專業基礎課教師的課程思政意識和思政能力，認真挖掘課程思政案例，以協同育人為目的，以案例分析為切入點，做到知識教育與思政教育的同向同行，將知識傳授、能力培養、與育人進行合理深入的融合，達到了知識教育與思政教育相互促進的教學目標，以取得更好的教學和教育成效。

三 課程思政存在困難的成因分析

為了達到“思政課程”和“課程思政”協同育人的目標，充分發揮專業課教學和教師的優勢，就必須針對專業課教師特點、課程特點、考慮學生的基礎和專業特色等，對課程思政中存在的問題進行分析，探究問題解決的方法和途徑，實現更好的課程思政目標。我們采用具體問題具體分析方法，以理科物理類專業開設的《微型計算機原理》課程思政為例，從教師、課程和學生角度分別分析存在困難的成因，探討解決方法和途徑，實現協同育人目標。

（一） 專業課教師特點和思政認識和能力分析

在原有人才培養體系中，思政課程由從事思想政治理論教育的專任教師擔任；而目前為了實現三全育人，在大學里育人不僅僅是思政課程教師的任務，而是轉變為所有教師的任務和責任。對于一臺計算機，其核心部件是CPU，其直接決定著計算機的速度和效能及其發揮，它控制計算機各個部件并使它們協調工作。同樣，對于課程思政的落地和實施，教師就是最為關鍵的核心部件，專業課教師的思政認識水平和思政能力是確保課程思政在各個學科落實的關鍵所在。因此，對于專業課教師，通過課程思政，在教授本專業知識的同時，還要保證思政教育不重復、思政元素與本課程的內容和知識點有機融合，顯得不生硬且要具有說服力和富有成效。這種轉變的核心是從“專人教”到“人人教”，這對教師的綜合素質和能力提出了更高的要求。這種要求不僅僅是對專業知識在深度和廣度方面需要更進一步加強，知識儲備需要進一步擴充；最主要的是急需提高教師們對“課程思政”的認識水平，及努力改進和提升教師們的思政意識和思政能力；同時，還需認真改進整個教學設計，在不同的教學環節中體現出思政元素；并需使課程思政發揮長效機制，潛移默化地產生持久作用；這些對專業課教師的工作而言在質和量上都提出了很大的挑戰。

目前，部分專業課教師對“課程思政”的認識還存在一些誤區，以為思政教育會干擾專業課的學習效果，影響理論和原理分析的連貫性，分散教師和學生的注意力，從而缺乏積極性和主動性。但是，實際上在正確處理思政教育和專業內容教育的關系后，授課中合理自然地加入課程思政元素不僅會提升專業課程教學中的思想和價值引領及人文氛圍，反過來還會促進專業課程的教學效果，使得教師的講授更生動和深入，學生的學習目的更明確，積極主動性更強。

還有教師認為課程思政會占用專業課程內容的教授時間。由于科學技術的快速發展，每個學科專業的信息量不斷增加，其教學方案都在不斷地改進，新的教學方案中均對專業基礎課程的學時進行不同程度的減縮，從而使得專業課內容講授學時更為緊張。而對于微機原理課程，其內容多而繁雜、理解難度大、要求基礎面廣、學時有限等，導致授課教師往往僅能關注到知識傳授和實踐能力的培養，無暇有更多的時間關注思政教育。長此以往，形成了專業課程教學過程中輕德重智的教學誤區。為了更好地解決好課程思政問題，就需要從教學目標、大綱、教學內容、教學方法及過程等多個環節進行深入改革和探索。

當然，教師課程思政能力是實施課程思政的關鍵所在，普遍有待于提高。部分專業課教師，由于能力水平、眼界視野、思政元素挖掘等多種原因，在專業課堂上出現生硬感和思政課程味道太濃，不能自然地、潛移默化地把思政融入到專業教學中，甚至出現低質量生搬硬套、強行灌輸等，使得課程思政效果不佳，缺乏深度和廣度。這就急需從各個方面努力提升教師們的思政認識、意識和能力，這不僅僅是教師本人需要探索的問題，更需要教學管理部門和人員更多探討和關注的問題，使得“課程思政”和“思政課程”相互互補，真正起到潤物細無聲的育人和育才的作用。

（二） 《微機原理》課程的特點分析

《微型計算機原理》是一門軟硬件結合的課程[3]，主體內容較為經典且基礎寬廣，部分學生在剛接受知識時存在一定困難，并以為與以后的學業和就業關系不密切，學習熱情和動力不足等，因此，在新形勢、新要求下提高教學效果存在一定挑戰性。且它需要多門前期課程作為基礎，對于學生的知識起點有一定要求，這對于部分基礎薄弱的學生，尤其對于理科物理類基礎的學生來說無疑是難上加難。

目前《微機原理》普遍課時少，理科專業該課程學時更少，而包含的內容多且十分繁雜，原理較難理解，使得教師教學壓力較大，為了完成教學任務而采取傳統的灌輸教學方式，對學生動手實踐能力培養強調得不夠，無暇顧及對學生的做人素養、學習目的和態度等方面的培養。學生只負責“聽”，被動生硬地接受專業知識，缺少實踐編程和設計的時間和動力，缺乏與任課教師之間的交流和互動。這種教學模式久而久之會嚴重制約大學生深入探索、主動學習與實踐的積極主動性，甚至使學生產生厭煩心理，降低教學的實效性。

因此，需從學生“不知道為什么學，學什么，有什么用”入手，改革課程目標、大綱和知識體系，優化教學內容，強調分析各部分知識的應用背景及與目前研究熱點問題的聯系，以課程思政育人目標為指導，應用為背景，興趣為導向，開展啟發式教學方法，完善實踐練習和配套設計環節，提高課程教學的靈活性和開放性，調動學生的主觀能動性，激發學生的熱情和探索興趣[4]。

（三） 學生基礎和特點分析

“課程思政”的關鍵點應落在大學生的德和才的共同教育和協同發展上，引導大學生形成正確的“三觀”、積極向上的學習態度、良好的學習興趣和行為習慣、健康的專業倫理及科學信仰。

然而，由于大學生所處的年齡階段、校園、社會及網絡環境等因素，使其容易受到多種思潮的影響。加之個性活躍，心理還不夠成熟，“三觀”不穩，學習的積極性和主動性不足[4]。同時，理工科學生普遍存在輕視思政內容的現象，不怎么注重個人素質和修養的培養，總以為學好專業課知識才有助于深造和就業，而思政的學習只是文科生和個別專業學生的任務，對專業課學習中的思政教育不重視，對其作用不關注、不感興趣，不愿投入更多的時間和精力。對于理科學生的學習，更注重理論學習的嚴謹性和邏輯的連貫性，學習微機原理課程時的基礎較薄弱，且課程中的思政元素不明顯，即：如果對內容和原理掌握不透徹的情況下，對其中蘊含的思政元素可能會理解不到位。這表明在理科學生的微機原理課程中引入思政元素更困難，這就給微機原理課程的專業教學與課程思政的有機結合帶來了新的挑戰。

四 《微機原理》課程思政的探索

計算機技術為什么能在各行各業中起不可替代作用，這與計算機系統的組成、原理和管理系統與體系是緊密相關的。那么，在微機原理的學習過程中，深入體會和掌握這些原理、方法和技術時，更要與我們的生活、學習、各種社會團體、集團公司的運營與管理、甚至國家的管理等聯系起來。也就是需要深入挖掘微機原理中的思政要素和管理技術，在學習專業原理知識的同時，分析探討其中的思政問題，把專業知識和思政元素有機地結合，讓學生在掌握專業知識的同時，養成良好的生活習慣，樹立優良的學風、嚴謹的科學態度和正確的價值觀，增強個人自信、民族自信，培養團結協作的精神，使其將來能成為社會主義建設中的有用人才，恪盡職守努力工作。下面給出我們《微機原理》課程思政中的幾個案例。

（一） 以CPU的地位闡述黨的核心領導地位

計算機的飛速發展主要決定于CPU技術的高速發展，計算機應用領域廣泛，已滲透于各個領域，決定于CPU的控制和管理功能的強大及理念和技術的先進性。

整個計算機系統完美體現了整體與部分的關系原理。計算機系統能夠完美地高效能的運行，就是靠CPU對計算機的各個部件合理、有效、步調一致地協調控制管理，使其各個部件聯合起來盡可能地發揮其最大效率。計算機整體并不是這些組成部分的簡單鏈接，計算機在CPU控制下，通過總線鏈接各個部件，通過時序控制，使得各個部件步調一致、統一協調的工作，才能使整體的功能得到升華，創造出更大的價值。

計算機為什么可以在各行各業中發揮能效，主要由于CPU先進的控管功能，使得計算機功能愈來愈強大，在我們生活、學習、科研、社會管理等方方面面，只要引入計算機技術，可使其效率有質的飛躍。因此，目前使得計算機技術的應用領域幾乎無所不在。

同樣，我們中國人民能有今天這樣的安定、幸福美滿的小康生活，離不開共產黨的核心領導，像計算機CPU一樣，黨不斷發展強大、國家民族就強大、經濟就可協調穩定的發展，人民生活就可持續提高。

黨發展壯大，組織、管理、協調功能增強，祖國強盛、民族安定團結。這次通過新冠病毒肺炎疫情的防治，以及整個國家的疫情防控過程，體現出在黨的核心領導下，各個部門團結協調工作，舉國上下萬眾一心、齊心協力抗擊疫情，有效地控制疫情蔓延。認識和理解國家實行武漢“封城”的必要措施，雖然交通暫時“中斷”，經濟受到一定的影響，但是，黨和國家始終把人民的生命安全放在首位。充分彰顯了國家管理和治理能力，使學生們增強了家國情懷[5]。

這能充分地體現出堅持中國共產黨的核心領導地位，我們國家就能像計算機系統一樣快速崛起，經濟高速協調發展，社會繁榮昌盛。由此可見，對于一個國家、一個政黨而言，核心導向理念至關重要，科學的領導能夠提升大學生的社會責任意識，也能夠使政黨在大國治理過程中，力挽狂瀾，引領航向。從根本上來說，思想政治教育與專業技術人才的培養目標具有一致性[6]。

（二） 總線及其時序教學中對團隊成員協作嚴謹性體現

在總線操作及時序內容的教學中自然融入對團隊各個成員管理的嚴謹性和高效的協作精神教育。通過計算機原理知識教學把團隊合作的思政教育自然而然地相互融合，取得較好的協同效果。

在總線操作過程中，在CPU時序的控制下，系統各個部件需嚴格按照時序工作，若有哪個部分有誤或延遲，就會影響系統速度和性能，甚至導致任務無法按時完成，嚴重點還會導致系統混亂。這就好比一個學習或科研團隊，要想完成一個任務，必須以時間進展為先后次序，需解決的關鍵問題為節點，以優化最短路徑分析為算法，通過時間先后次序把他們貫穿起來，有條不紊地實施任務的各個環節關鍵問題，高效地完成任務。這就要求，每一部分通力合作、嚴密配合，不能有誤或不能延遲地完成各自的任務。同時督促和提醒同學們要不斷發揮和培養個人專長、學習有用的知識和技能，在以后的工作和生活中充分發揮個人能力并在團隊和社會中正確找到個人定位，發揮出“1+1＞＞2”的效能。因此，在學習和掌握計算機系統總線和時序分析內容的同時，可引導學生把學到計算機總線管理和時序分析的方法有效地應用于學習、生活、團隊的運轉和管理中，達到專業知識和課程思政元素的有效結合及相互促進。

（三） 匯編指令和程序設計中體現出的嚴謹性和任務模塊細化分析

匯編指令是匯編程序的基本語句，在CPU設計時，謹慎嚴格的定義和篩選出相應的操作指令系統，這是計算機計算和管理功能能否有效發揮的基礎，在編程時必須嚴格按照指令的格式、應用規則來使用，否則，編寫的程序就無法運行，也有可能對系統造成破壞。這就像一個政黨的黨章、國家的各種章程及法律法規、公共道德等，使得學生明白，像人生的編程一樣，必須無條件地嚴格遵守，否則，就會受到制裁和處罰。若將單條指令或語句與程序形象比喻為個人與社會，指令的標準就等同于做人的準則，通過類比，告誡同學們只有把握好基本準則、價值觀念和職業操守，個體才能成為社會中一粒金子般的人才或一個有用的螺絲釘。

在對一個任務進行程序設計時，首先需要對任務進行分析和分解，將復雜問題簡單化、模塊化，進行算法分析，結構可靈活選擇，盡可能地采用標準?；K和算法進行處理，并逐步細化到應用標準語句和指令來實現。編寫的程序在保證結果正確的前提下，算法邏輯思維要清晰、可讀性強，健壯性好，時間和空間效率高。

在對學生的程序設計訓練過程中，讓學生學習匯編編程、提高程序設計能力的同時，讓他們明白對復雜棘手問題著手處理的方法，將程序設計中的化整為零、模塊細化、程序效率分析等方法應用于學習、生活和工作，解決的復雜問題。對自己本人小到微機原理課程的學習和大學的學業規劃，大到職業規劃和人生規劃，都可借鑒程序設計的思路和方法。

(四） 存儲器擴展中體現出的深度和廣度的擴展

計算機的存儲器組成，由于單片容量不能滿足要求，就需多片鏈接，即需進行存儲器的擴展。在計算機存儲器芯片的鏈接上，根據CPU檔次選擇所需的存儲器芯片，存儲器的鏈接擴展，不僅僅是存儲單元的擴展，還可進行存儲位的擴展（即：容量和字位擴展）。擴展鏈接方式多樣化，可根據任務要求靈活選擇。這方面的學習也讓大學生明白掌握知識時，不僅僅要從廣度上涉獵，還需要從深度上去探究，即要從縱向和橫向都要去探究。當然，對于大學生來講，主要的還是先要掌握基礎知識和基本技能，開闊學科視野，然而，也需要根據自己的學科專業做一些探索性的深入研究，了解專業發展狀況，學習課題研究方法，了解研究過程，明白做一名研發者應該具有的基礎知識、專業技能、誠信、自信和善于合作等素養。

（五） 輸入/出接口教學中體現出的綜合分析、實踐能力和創新意識的培養

通過簡單輸入/輸出（I/O）接口芯片學習和簡單I/O接口實例原理分析，讓學生掌握一個系統設計的方法和過程，清楚設計中需要的基礎知識和可以借鑒以前的設計經驗，明白前期課程的重要性及其虛心學習他人經驗和向他人請教的重要性，但要自覺遵守職業道德，尊重他人技術成果，尊重知識產權，拒絕學術不端行為。

可編程接口芯片的學習和應用分析，在學習掌握芯片功能和應用實例原理的基礎上，強調分析可編程芯片如何與CPU及外設以程控的方式進行信息交換，可編程芯片如何在CPU和外設之間起到橋梁作用，及CPU對其控制和芯片控制外設工作的主要方式方法。使學生們掌握這些專業知識的同時，使學生明白我們的學習、開發小組，科研團隊，及各種社會團體等的運轉，可以借鑒計算機的管理，即，必須在黨和國家的統一領導和指揮下，在社團領導的具體領導和管理下，充分發揮各個團體內部成員的能動性和團結協作精神，努力實現并完成相應的任務和目標。

當然，通過計算機I/O接口芯片的學習，讓同學們清楚，計算機功能的擴展，應用領域拓展，除了CPU的技術的發展和改進外，I/O接口芯片的發展尤為關鍵，尤其是可編程接口芯片的發展和技術的更新換代，會給計算機的應用帶來驚人的變化。因此，通過接口技術的學習，讓我們清楚，對于學生們的學習和開發小組，組長的德、管、才、干等能力的重要性，對于科研團隊及社會集團，其各個層次領導組織和管理能力的重要性，其領導組織和管理能力是決定于任務和目標能否順利完成和達到的關鍵所在。那么，對于課程思政，教師的作用就尤為重要，是實現育人與育才協同發展目標最為關鍵的環節。

五 結語

為了實現課程思政與思政課程同向同行，構建“三全”育人格局，我們基于理科學生的微機原理課程開展了課程思政探究。首先，針對《微機原理》課程教學中缺少課程思政元素，難以實現價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體教學目標的問題，及學生工科基礎薄弱，重理論輕實踐，且課時有限等問題，分析了課程思政較難實現的成因；討論了專業基礎課教師，微機原理課程，和現代大學生們的各自特點和專業特點，為課程思政提出一些改革建議，并從教學目標入手，對教學內容進行較細致的分析，給出了與不同章節教學內容相關聯的思政案例，把專業知識和社會知識聯系起來，通過課程思政元素和案例的引入實施和檢驗，不但讓學生明白了“為什么要學、為誰學、和做怎樣人”，同時，也讓學生更加清楚自己“怎樣學、怎樣做、和怎樣能做得更好”等問題和方法，在提升思政意識的同時很好地改善了教學效果。也能讓我們教師和教學管理部門更加清楚地認識到“課程思政”的重要性及在協同育人中的效力和作用，打造雙能型教師隊伍勢在必行。