課程思政背景下本科院校單片機(jī)課程的教學(xué)改革

許莉娟　熊新　張美琪　劉聰

摘 要：針對當(dāng)前本科院校汽車服務(wù)工程專業(yè)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》在實際教學(xué)過程中存在的內(nèi)容枯燥難懂、鮮有思想政治元素、學(xué)生學(xué)習(xí)效果差等問題，本文提出將課程思政引入教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)全過程，并根據(jù)學(xué)情和專業(yè)特色對課程內(nèi)容進(jìn)行項目化設(shè)置，以項目為課堂載體，突出“教學(xué)做”合一的教學(xué)模式，進(jìn)行教學(xué)方法的改革探究，以提高學(xué)習(xí)效果，達(dá)到知識、能力、素養(yǎng)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的育人目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 課程思政 內(nèi)容項目化 專業(yè)特色 教學(xué)改革

1 單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

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

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門理論性、實踐性、應(yīng)用型都很強(qiáng)的課程，是汽車服務(wù)工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)完電工電子，C語言等課程基礎(chǔ)上開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程知識點(diǎn)多且分散，概念抽象。傳統(tǒng)教學(xué)方式，采用理論教學(xué)與實驗教學(xué)的模式[2]，往往側(cè)重于花大部分的課時進(jìn)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(xué)時少，

例如我院汽車服務(wù)工程專業(yè)單片機(jī)課程總學(xué)時為40，其中理論32，實驗8課時。整個教學(xué)過程沒有將汽車專業(yè)電控方面的知識和單片機(jī)知識有機(jī)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(xué)生都普遍認(rèn)為單片機(jī)課程枯燥難懂、匯編編程指令過于復(fù)雜且繁瑣，學(xué)習(xí)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(wù)工程專業(yè)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行符合專業(yè)特色和學(xué)情的改革，并在教學(xué)過程中通過引入思政元素激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行價值引領(lǐng)，有利于提高教學(xué)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(shè)計教學(xué)目標(biāo)

在傳統(tǒng)的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)基礎(chǔ)上增加德育目標(biāo)，同時將德育置于課程目標(biāo)之首[5]，結(jié)合課程特點(diǎn)，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(biāo)，形成知識引領(lǐng)與價值引領(lǐng)相結(jié)合的課程目標(biāo)。本課程引入的思政元素有：增強(qiáng)責(zé)任感、使命感，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、專注、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，將理論性和實踐性有機(jī)結(jié)合，采用正確的方法論，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、團(tuán)隊協(xié)作的精神等[6]。思政元素的引入，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，使單片機(jī)課堂并不只有專業(yè)知識的傳授，還對學(xué)生的價值觀進(jìn)行了引領(lǐng)，提高了學(xué)生的素養(yǎng)。

增設(shè)的德育目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、家國情懷、職業(yè)精神、工匠精神、團(tuán)隊精神、責(zé)任意識和紀(jì)律意識，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和民族自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和家國情懷。

3 教學(xué)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(jī)，所以教學(xué)內(nèi)容仍以51單片機(jī)作為學(xué)習(xí)芯片。但是鑒于單片機(jī)程序設(shè)計匯編語言指令部分是獨(dú)立的，不容易被理解、記憶，而C51語言既有高級語言的優(yōu)點(diǎn)，又有匯編語言特點(diǎn)，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(hù)性上有明顯優(yōu)勢，易學(xué)易用，在有限的教學(xué)時間內(nèi)，可以降低學(xué)習(xí)難度，故換選C51編程語言進(jìn)行講解。

3.2 教學(xué)項目的設(shè)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(dú)立的。教材通常分為很多個理論模塊，教學(xué)時一般按順利依次介紹，但是在實際分析和設(shè)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(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，很多學(xué)生很難將已經(jīng)學(xué)過的那些離散的知識點(diǎn)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(jī)去實現(xiàn)。

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

3.3 改變教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段

改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，老師講，學(xué)生被動的聽。采用現(xiàn)代教學(xué)方式，把老師與學(xué)生的上課角色進(jìn)行改變，學(xué)生是主角，老師是配角，以項目為課堂載體，突出“教學(xué)做”合一的教學(xué)模式。

（1）翻轉(zhuǎn)課堂、發(fā)布項目

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

（2）“可視化”的項目分析與實施

教學(xué)地點(diǎn)可以是教室和機(jī)房，每個同學(xué)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(jī)與單片機(jī)的串口通信驅(qū)動軟件。教學(xué)過程中， 教師重點(diǎn)分析、詳細(xì)講解一個實際應(yīng)用項目，從項目設(shè)計要求、設(shè)計方案確定、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計、仿真調(diào)試各個環(huán)節(jié)進(jìn)行遞進(jìn)式詳細(xì)講授，講授過程中穿插引入相關(guān)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(shè)計過程，、并聯(lián)合仿真調(diào)試，讓學(xué)生直觀的看到仿真效果、使單片機(jī)課堂更加形象，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師完成項目分析與設(shè)計講解后，要求學(xué)生動手實踐，通過實踐去驗證方案的可行性，并進(jìn)一步加深理解項目的設(shè)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(xué)做”合一的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神。

有了第一個項目的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，在學(xué)習(xí)接下來的教學(xué)項目時，教師就扮演配角，將課堂時間留給學(xué)生，學(xué)生可以運(yùn)用同樣的方法進(jìn)行項目的分析和設(shè)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(diǎn)，以及答疑解惑，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。

4 總結(jié)

思政背景下的單片機(jī)課程思政元素的挖掘及其教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法的改革經(jīng)過不斷探索和實踐，取得了一定的成效，學(xué)生參與度明顯提高，學(xué)習(xí)氛圍相比之前更濃厚。將教學(xué)內(nèi)容項目化，使學(xué)生明白“為何學(xué)”“學(xué)了有何用”，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效果。學(xué)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(jī)技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，任課教師還需不斷學(xué)習(xí)了解汽車領(lǐng)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(wù)專業(yè)單片機(jī)的教學(xué)。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]陳新芬，王林艷.汽車專業(yè)“教學(xué)做”合一單片機(jī)教學(xué)實踐研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)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(xué)方法在汽車單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中的應(yīng)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(jī)應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)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(yīng)用型人才培養(yǎng)汽車單片機(jī)實踐內(nèi)容設(shè)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(jī)原理及應(yīng)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(jī)原理與接口技術(shù)課程思政融合設(shè)計與創(chuàng)新[J].經(jīng)濟(jì)師，2021（6）：169、171.