關于單片機項目化教學的課程思政教學方案研究與設計

程正梅

（湖南人文科技學院信息學院 湖南·婁底 417000）

1 概述

《單片機原理及其應用》是我校電子信息工程、通信工程等多個電子類專業的必修課程，對于培養學生的實踐動手能力和項目設計能力都有很大的幫助，是在校大學生四年必須掌握的一門與設計相關的課程。為了更好、更深入地學好這門課程，我校的任課老師對課程的教學方法進行了多次的改革，并取得了不錯的成效。但是在課程教學中融入思政元素方面的研究可能挖掘得還不夠深刻。現在我們國家生活水平逐步提高，人民的幸福指數也越來越高。當代大學生出生在黨的關懷和呵護下，缺少吃苦耐勞的鍛煉機會，也沒有經歷過艱苦歲月的洗禮，所以在學習專業知識的同時，對他們進行思想政治教育變得尤為重要。要讓學生擁有一顆感恩的心，并明白自己奮斗的意義，從而找到自己未來發展的方向。更是培養學生牢記使命，成為有學識、有擔當、有責任、愛國、愛家的新世紀人才是大學教育的重要環節。在此，筆者就單片機項目化教學過程中融入思政元素的教學設計方案做了相關的研究，并整理出了幾個思政元素與教學設計的融合方案。

2 思政教學理念與教學設計的融合

針對我校大部分學生動手實踐能力比較薄弱，對于知識架構的整體把握不太好，缺少創新創造能力的劣勢。也為達到建設應用型本科大學的目標，我校的《單片機原理與應用》課程采用的是項目化驅動教學方法。本課程中一共詳細講述了11個項目的開發與設計，由淺入深，層層遞進，把單片機的知識結構與項目實踐較好地結合，在學習知識的同時很好地鍛煉了項目開發的能力。結合現有的教學方法，在教學過程中融入課程思政元素并與目前的知識結構設計與思政元素的結合來看，主要體現在以下幾個方面。

2.1 培養學生的愛國情懷、增強學生的民族使命感

只有祖國強大，我們的生活和安全才能有保障。我們都知道我們今天的幸福生活來之不易，加強學生的愛國情懷教育，增強學生的民族使命感本就應該是培養學生的重要項目。在項目一單片機的介紹中，通過介紹單片機的種類，發展歷史、型號、生產工藝和產出等多方面全方位介紹單片機發展現狀。從而引出我國單片機發展現狀和技術瓶頸，進而上升到我國芯片的發展現狀，以及我國存在的多種芯片設計技術難題的分析和科技發展面臨的危機。從多角度讓學生意識到我國單片機發展、芯片發展相對落后這一觀點。激發學生的民族情懷，愛國熱情。從而引出單片機的未來發展需要同學們應用所學知識為祖國未來的單片機設計事業、芯片開發事業貢獻自己的力量。進而培養學生的愛國意識和民族情懷。少年強則國強，只有科技發達，國家強盛，我們的生活才會有保障，所以學生應該有生于憂患死于安樂的意識，提醒學生時刻不忘初心，牢記使命，祖國將來的單片機以及芯片設計事業需要同學們擔當重任。

2.2 培養學生理論聯系實際，從失敗中總結經驗的意識

在項目二點亮LED燈中，從C語言的程序設計開發、電路的硬件設計原理以及程序下載實現等過程中來引導學生進行項目的開發和應用。以此培養學生的實踐動手能力。在講解理論知識的時候，會引出課題：比如點亮一個LED燈，在共陽極LED中，撰寫程序P0^0=0，并不能使同學們手中開發板中的流水燈的第一個LED燈點亮，但是程序又不報錯，這是為什么呢？通過問題的提出，引導學生多動腦思考。進而引出單片機的開發是硬件和軟件相結合的一門課程，需要理論聯系實際，根據自己的硬件電路連接，編寫自己的程序，從而才能點亮LED燈。引導學生從失敗中總結經驗完成項目的開發設計，從而培養學生的設計能力和糾錯能力。失敗是成功之母，失敗不可怕，可怕的是失去面對失敗的勇氣。單片機項目設計是一個需要不斷糾錯的過程，所以在面對問題時，還應該培養學生面對失敗的勇氣，堅持不懈的斗志，最后的勝利才會屬于自己。培養學生理論聯系實際，從失敗中總結經驗的意識，也可以延伸到生活的其他方面，這也是單片機思政教育的重要意義所在。

2.3 培養學生在生活中應用單片機的能力

單片機的應用和發展已經體現在我們生活中的方方面面了。怎么引導學生發現生活中的單片機設計，怎么運用單片機設計改善我們的生活也是單片機教學最重要的內容。在這一過程中以項目八溫度傳感器 DS18B20的使用為例，在該項目中重點講解了溫度傳感器DS18B20的溫度數據模式，時序設計以及怎樣使用溫度傳感器進行溫度測量的過程。引導學生進行室溫，手指溫度的測量儀設計，從而多方面思考，在實際生活怎么應用溫度傳感器。自2019年公共衛生事件突發以來，對我們的健康、生活和工作帶來了多方面的影響，尤其是人的體溫測量變成了日常觀測的重要數據，進入學校、超市、搭乘交通工具等都需要測溫。這一情況伴隨的是，跟溫度測量的相關的儀器在市面上供不應求，與之相關的溫度傳感器的市場價格也水漲船高，供應一度缺貨。在教學過程中會引導學生根據自己手中的開發板設計體溫測量儀，從而培養學生在實際生活中應用單片機開發的能力。同時還提醒同學們多從身邊發現單片機設計的影子，多從實際生活中學習單片機知識，這樣才是真正的應用。

2.4 培養學生的創新創造能力

在最后的課程綜合設計環節，將學生分成2人一組，進行項目設計訓練，安排給學生22個設計題目，涉及了多功能電子琴、遙控電子密碼鎖、智能交通燈、智能空調等多方面的設計，具體到設計的方方面面，產品要求有自己的特色和創新點。在這一過程中學生要掌握DXP電路板設計與制作，軟件編程，多種課程知識的綜合應用也是培養學生綜合運用知識的一個重要環節。多次的硬件電路和軟件程序聯調，既可以鍛煉學生的設計作品的耐心，又可以觀察學生掌握知識深度，從而為以后的教學設計做比較，進而對學生的教學查漏補缺。

在多次的調試后，最終完成作品，最后通過課程答辯，完成作品的展示。知識的綜合運用到具體的產品開發是最能檢測學生所學知識效果的。通過對所學單片機知識的延伸，開發具有新的功能的單片機產品是一件非常有成就感的事情，這樣也能更大地激發學生的學習興趣。為后面學生參加電子設計大賽打下堅實的基礎。最終考核項目的設計完成有助于提高學生的自主學習能力和設計能力，也有助于學生創新能力的培養，更有助于培養學生綜合運用知識的能力。

3 結論與展望

《單片機原理及其應用》這門課本來就是一門實踐性很強的課程，在學習過程中要求同學們邊學邊動手展開設計，所以這門課程的思政德育教學的進行也是比較順利的。在把握國家方針政策的同時，將課程思政做到位也是豐富單片機教學的一種重要手段。在培養學生的技能知識的同時，也能培養學生的愛國意識、知行合一的理念、綜合運用知識和創新能力更是顯得尤為重要。一個人要是技術過硬，品行不端，將會是社會和人民的災難，新聞中出現的高智商犯罪說的就是這類“有才無德”的人。所以對學生進行思想政治品德的教育是比技術知識教育更重要的教育。尤其是從事單片機設計專業的學生是祖國未來的科技工作者，其中有的學生可能會是從事航天、軍事等重要領域方面的人才。品德過硬就更不能松懈，為國家培養出品學兼優的人才才是本科教育的重要意義所在。而單片機教學設計中的思政元素的挖掘是為單片機教學錦上添花，更為我們培養技能技巧和品德品質雙重優秀人才提供了一個很好的途徑。在今后的教學過程中應該更深入地挖掘思政元素與單片機教學的更好融合，不斷完善課程思政的內涵和外延，真正做到靈活有效地進行教學。