課程思政背景下本科院校單片機課程的教學改革

許莉娟　熊新　張美琪　劉聰

摘 要：針對當前本科院校汽車服務工程專業(yè)《單片機原理及應用》在實際教學過程中存在的內(nèi)容枯燥難懂、鮮有思想政治元素、學生學習效果差等問題，本文提出將課程思政引入教學目標以及教學全過程，并根據(jù)學情和專業(yè)特色對課程內(nèi)容進行項目化設置，以項目為課堂載體，突出“教學做”合一的教學模式，進行教學方法的改革探究，以提高學習效果，達到知識、能力、素養(yǎng)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的育人目標。

關鍵詞：單片機 課程思政 內(nèi)容項目化 專業(yè)特色 教學改革

1 單片機教學現(xiàn)狀

隨著單片機技術在汽車領域的廣泛應用，單片機技術在汽車工程領域的地位越來越要，汽車相關專業(yè)的畢業(yè)生了解和掌握一定的單片機基礎知識及編程技能成為一種必要[1]。

《單片機原理及應用》是一門理論性、實踐性、應用型都很強的課程，是汽車服務工程專業(yè)的學生在學習完電工電子，C語言等課程基礎上開設的一門重要的專業(yè)基礎課程，課程知識點多且分散，概念抽象。傳統(tǒng)教學方式，采用理論教學與實驗教學的模式[2]，往往側(cè)重于花大部分的課時進行各種理論知識和原理的講解[3]，實驗課時較少，且內(nèi)容多總學時少，

例如我院汽車服務工程專業(yè)單片機課程總學時為40，其中理論32，實驗8課時。整個教學過程沒有將汽車專業(yè)電控方面的知識和單片機知識有機結(jié)合，沒有體現(xiàn)專業(yè)特色[4]，且鮮有思想政治元素，所以大部分學生都普遍認為單片機課程枯燥難懂、匯編編程指令過于復雜且繁瑣，學習興趣低，主動性、積極性不高，更缺乏探索精神和創(chuàng)新精神。

基于以上分析，對于汽車服務工程專業(yè)《單片機原理及應用》課程的教學目標、教學內(nèi)容、教學方法等進行符合專業(yè)特色和學情的改革，并在教學過程中通過引入思政元素激發(fā)學習興趣，進行價值引領，有利于提高教學效果，實現(xiàn)知識、能力、素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的全方位的育人。

2 挖掘思政元素，設計教學目標

在傳統(tǒng)的知識目標、能力目標基礎上增加德育目標，同時將德育置于課程目標之首[5]，結(jié)合課程特點，充分挖掘理想信念和文化內(nèi)涵等思政元素，積極探索將課程思政融入課程目標，形成知識引領與價值引領相結(jié)合的課程目標。本課程引入的思政元素有：增強責任感、使命感，養(yǎng)成嚴謹、專注、積極的學習態(tài)度，將理論性和實踐性有機結(jié)合，采用正確的方法論，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、團隊協(xié)作的精神等[6]。思政元素的引入，豐富了課堂教學內(nèi)容，使單片機課堂并不只有專業(yè)知識的傳授，還對學生的價值觀進行了引領，提高了學生的素養(yǎng)。

增設的德育目標為：培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、家國情懷、職業(yè)精神、工匠精神、團隊精神、責任意識和紀律意識，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和民族自豪感，增強學生的工程素養(yǎng)和家國情懷。

3 教學改革探究

3.1 編程語言的選擇

因為車載智能控制中的主芯片里有不少用的都是51型號的單片機，所以教學內(nèi)容仍以51單片機作為學習芯片。但是鑒于單片機程序設計匯編語言指令部分是獨立的，不容易被理解、記憶，而C51語言既有高級語言的優(yōu)點，又有匯編語言特點，與匯編語言相比，C51語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯優(yōu)勢，易學易用，在有限的教學時間內(nèi)，可以降低學習難度，故換選C51編程語言進行講解。

3.2 教學項目的設置

目前市場上的教材內(nèi)容有比較多的理論知識，且各部分內(nèi)容還是獨立的。教材通常分為很多個理論模塊，教學時一般按順利依次介紹，但是在實際分析和設計一個項目內(nèi)容時，需要聯(lián)系很多個理論模塊的知識點，傳統(tǒng)的教學過程中，很多學生很難將已經(jīng)學過的那些離散的知識點聯(lián)系起來，完全沒有一個系統(tǒng)、整體的概念，針對具體實踐項目還是不知道怎么有效使用單片機去實現(xiàn)。

根據(jù)學情和專業(yè)特點，結(jié)合單片機在汽車上的廣泛應用，將課程內(nèi)容進行項目化處理[2]，打破教學章節(jié)界限，以項目案例為載體，合理分配理論知識點，并針對每個項目挖掘思政元素，循序漸進地合理地推進項目化教學，將理論教學與實踐教學有機融合，實現(xiàn)“教學做”合一的實踐教學模式，使學生在實踐中掌握關鍵理論知識，培養(yǎng)應用開發(fā)思維。實施的部分項目見表1。

3.3 改變教學方法、豐富教學手段

改變傳統(tǒng)學習方式，老師講，學生被動的聽。采用現(xiàn)代教學方式，把老師與學生的上課角色進行改變，學生是主角，老師是配角，以項目為課堂載體，突出“教學做”合一的教學模式。

（1）翻轉(zhuǎn)課堂、發(fā)布項目

教師運用翻轉(zhuǎn)課堂先通過QQ群發(fā)布項目，按照項目化教學方式，把項目任務分解，讓學生承擔任務，根據(jù)任務的要求，去尋找任務的解決方法，有目的、有針對性的學習，從而能把之前學習的離散知識塊聯(lián)系起來，不斷提高學生的綜合學習的能力。教師通過平臺不斷收集問題，課堂上進行重點和針對性的講解，以問題驅(qū)動內(nèi)容，在教學過程中循序漸進，引導學生掌握課程知識和學習方法，提高學生的思維能力。

（2）“可視化”的項目分析與實施

教學地點可以是教室和機房，每個同學自帶筆記本電腦，里面已經(jīng)安裝了Keil C51編程開發(fā)軟件、Proteus仿真軟件以及PC機與單片機的串口通信驅(qū)動軟件。教學過程中， 教師重點分析、詳細講解一個實際應用項目，從項目設計要求、設計方案確定、硬件電路設計、軟件設計、仿真調(diào)試各個環(huán)節(jié)進行遞進式詳細講授，講授過程中穿插引入相關的思政元素，并通過Protues仿真軟件、 Keil C51編程開發(fā)軟件演示電路原理圖和程序的設計過程，、并聯(lián)合仿真調(diào)試，讓學生直觀的看到仿真效果、使單片機課堂更加形象，提高了學生的學習興趣。

教師完成項目分析與設計講解后，要求學生動手實踐，通過實踐去驗證方案的可行性，并進一步加深理解項目的設計步驟以及所利用的理論知識，并在實踐過程中提出新的問題，突出“教學做”合一的教學模式，激發(fā)學生的科學探索精神。

有了第一個項目的學習經(jīng)驗，在學習接下來的教學項目時，教師就扮演配角，將課堂時間留給學生，學生可以運用同樣的方法進行項目的分析和設計，教師只需花較少的課堂時間穿插講解一些難懂的知識點，以及答疑解惑，從而提高了學生的學習主動性和積極性。

4 總結(jié)

思政背景下的單片機課程思政元素的挖掘及其教學內(nèi)容設計、教學方法的改革經(jīng)過不斷探索和實踐，取得了一定的成效，學生參與度明顯提高，學習氛圍相比之前更濃厚。將教學內(nèi)容項目化，使學生明白“為何學”“學了有何用”，激發(fā)了學生學習興趣，提高了學習效果。學生的知識、能力和素養(yǎng)得到全方位均衡發(fā)展。隨著單片機技術在汽車領域的廣泛應用，任課教師還需不斷學習了解汽車領域最新的行業(yè)動態(tài)，根據(jù)行業(yè)的動態(tài)不斷的改革和完善汽車服務專業(yè)單片機的教學。

基金：鹽城工學院教改研究課題（JYKT2019A032）;鹽城工學院教改研究課題（JYKT2019B064）。

參考文獻：

[1]陳新芬，王林艷.汽車專業(yè)“教學做”合一單片機教學實踐研究[J].科技創(chuàng)新導報，2016，31（126）：126-128.

[2]劉海洋，侯占峰，陳智，閆建國，佟鑫.探索項目式教學方法在汽車單片機原理及應用課程中的應用[J].教育現(xiàn)代化，2019，25（054）：144-145、154.

[3]張娜.基于項目化《汽車單片機應用技術》教學的探討[J].福建電腦，2018，05（095）：158、175.

[4]邵金菊，高松，譚德榮，侯汝紅.面向應用型人才培養(yǎng)汽車單片機實踐內(nèi)容設計[J].教育現(xiàn)代化，2018（44）：144-147.

[5]張琦，孟俊煥，吳延霞，史振萍.《單片機原理及應用》融入課程思政的實踐與探索[J].汽車教育，2020（22）：192-193.

[6]李麗.單片機原理與接口技術課程思政融合設計與創(chuàng)新[J].經(jīng)濟師，2021（6）：169、171.