《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程思政建設(shè)研究與實踐

許丹

（咸陽職業(yè)技術(shù)學院，陜西咸陽 712000）

1 課程思政內(nèi)涵

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系到培養(yǎng)什么樣的人、 如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。指出要用好課堂教學這個主渠道，堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。 由此，揭開了全國高校課程思政建設(shè)和改革的新篇章。

2020年年初新冠肺炎疫情突然襲來，為克服困難、開創(chuàng)新局面，中共中央召開會議，明確列舉了5G基站、 特高壓輸變電、 城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領(lǐng)域的新基建具體重點內(nèi)容。

在國家“新基建”大背景下，新型智慧城市的建設(shè)以智慧交通、 人工智能、 物聯(lián)網(wǎng)等為主要依托，V2X（Vehicle to X)是未來智慧交通運輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，嵌入式人工智能技術(shù)在V2X 實現(xiàn)的道路上占據(jù)了重要地位。 《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程講授智能產(chǎn)品的控制方法，主要學習處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/O 端口、圖形控制器、中斷、定時器等，開發(fā)環(huán)境的掌握和應(yīng)用程序的開發(fā)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力，是高職院校電子信息工程技術(shù)專業(yè)必修課中的一門核心課程[2]。

2 課程目標與思政目標

為了滿足市場需求，根據(jù)電子信息工程技術(shù)專業(yè)教學標準、人才培養(yǎng)方案、《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程標準，對接嵌入式軟件開發(fā)工程師和嵌入式軟件測試工程師職業(yè)崗位要求，專業(yè)課程需密切支撐專業(yè)人才培養(yǎng)的目標和能力要求。

在《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程教學過程中，以學生為主體，以職業(yè)能力培養(yǎng)為中心，以就業(yè)為導向，在學生熟練掌握嵌入式技術(shù)相關(guān)的理論和基本技能的基礎(chǔ)上，重點體現(xiàn)德育目標，有效地融入課程思政元素，在傳授新知識、新技術(shù)的同時，把立德樹人作為人才培養(yǎng)的根本任務(wù)，貫徹“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”三位一體的育人理念。整個過程中，“價值塑造”是人才培養(yǎng)的首要任務(wù)[3]。 旨在培養(yǎng)學生的愛國情懷、民族自豪感，使學生對四個自信、工匠精神、創(chuàng)新精神、愛崗敬業(yè)、團結(jié)互助等方面有更加深刻的認識和理解，提高學生的職業(yè)道德；培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、一絲不茍的從業(yè)精神，實現(xiàn)與思想政治理論的同向同行，為社會培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)高技能型人才，為中國特色社會主義事業(yè)培養(yǎng)合格的建設(shè)者和可靠的接班人。

具體德育目標有：

目標1： 通過嵌入式芯片的介紹，使學生具有“中國芯”意識，并進一步認識“中國制造2025”的根本目標，培養(yǎng)深厚的愛國情感和中華民族自豪感；

目標2：通過每一個任務(wù)的實施，要求學生對程序進行反復編寫、修改、優(yōu)化，使其具有質(zhì)量意識、環(huán)保意識、安全意識、信息素養(yǎng)，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、耐心專注的勞動精神和一絲不茍的工匠精神；

目標3：在任務(wù)實施的過程中，通過真實情景、小組合作等方式，多樣化的評價方式，集思廣益，取長補短，使學生的集體意識、團隊精神等得到提升；

目標4：通過互設(shè)故障、排錯，培養(yǎng)學生獨立分析、在挫折中前進探索精神和解決問題的能力。

3 課程思政的教學實施

2018年9月，習近平總書記在全國教育大會上明確提出，教育引導學生樹立高遠志向，歷練敢于擔當、不懈奮斗的精神，具有勇于奮斗的精神狀態(tài)、樂觀向上的人生態(tài)度，做到剛健有為、自強不息；教育引導學生培養(yǎng)綜合能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維[4]。

近幾年的新冠疫情讓人猝不及防，人們居家足不出戶，人和人不見面不交流，醫(yī)用、生活物資配送成為最大難題，此時，無人配送機器人派上大用場。本課程在教學過程中，以嵌入式智能小車為載體，引入實際生活中的“藥品配送機器人”典型工作案例。理論聯(lián)系實際，引導學生關(guān)心國家大事，關(guān)注國家科技發(fā)展新動態(tài)、新技術(shù)，特別是與行業(yè)相關(guān)的“新基建”、智慧城市、智慧交通、“V2X”等發(fā)展領(lǐng)域，培養(yǎng)學生的愛國情懷、民族自豪感、社會責任感。 在任務(wù)實現(xiàn)過程中吶喊勞動教育口號，幫助學生樹立勞動光榮、勞動偉大的價值觀，引導學生崇尚勞動，尊重勞動，熱愛勞動，培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)的勞動精神。在程序編寫、故障排查等方面體現(xiàn)“大國工匠精神”。注重培養(yǎng)學生堅守專業(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，努力頂起中國制造的脊梁。通過整個項目的實施，最終學生掌握了通過嵌入式技術(shù)控制智能小車的聲光啟動、自主巡航、智能領(lǐng)航等方法，具備了知識技能的綜合應(yīng)用能力，養(yǎng)成在工作過程中追求卓越、超越自我的創(chuàng)新精神及愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度[5]。

《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程由基礎(chǔ)篇、提高篇兩部分構(gòu)成。其中，基礎(chǔ)篇包含LED 控制設(shè)計與實現(xiàn)、跑馬燈控制設(shè)計與實現(xiàn)、 數(shù)碼管顯示設(shè)計與實現(xiàn)等3個項目； 提高篇包括按鍵控制LED 設(shè)計與實現(xiàn)、定時器應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)、 串行通信設(shè)計與實現(xiàn)等3 個項目。 具體如表1 所示。

表1 《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》內(nèi)容安排

3.1 芯片選型，節(jié)約資源，肯定自我價值

《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》課程主要學習通過嵌入式微處理器控制進行程序編寫，控制硬件電路，實現(xiàn)所需功能。 該課程在設(shè)計過程中有一個重要步驟是元器件選型，也就是結(jié)合任務(wù)目標、資源利用、功能需求選擇合適的芯片。

能夠滿足功能的芯片特別多，我們始終堅持資源的合理分配，以“按需分配”為原則。 在教學過程中，讓學生先從功能最簡單的芯片入手，深刻理解芯片的結(jié)構(gòu)、原理、各引腳的功能以及可用之處，隨后逐級加深，進行功能擴展，利用線上顯現(xiàn)、課前課后加大學生學習的廣度和深度，激發(fā)學習潛能。但是有些學生沒有很好的規(guī)劃，一味地追求功能強大一的芯片，這樣做有一定的風險。 功能強大的芯片固然好，但是其引腳數(shù)量多，接口多，功能復雜，在程序調(diào)試時勢必龐大而繁瑣，處理不當便會造成功能失敗，使學生產(chǎn)生挫敗感；功能強大的芯片實現(xiàn)簡單的功能，有種殺雞用牛刀的感覺，造成資源的大量浪費，而且徒增設(shè)計工作量，只有物盡其用、合理規(guī)劃、充分利用芯片功能，才能達到學習的精神程度[6]。 故在學習當中，我們會適時引導學生，適合自己的才是最好的，充分挖掘芯片的功能，節(jié)約資源，挖掘自身的優(yōu)勢，肯定自我價值，才是正確的人生觀、價值觀。

3.2 語音吶喊，激發(fā)熱情，樹立勞動精神

習近平總書記在全國教育大會上明確提出“要在學生中弘揚勞動精神，教育引導學生崇尚勞動、尊重勞動，懂得勞動最光榮、勞動最崇高、勞動最偉大、勞動最美麗的道理，長大后能夠辛勤勞動、誠實勞動、創(chuàng)造性勞動”。 這對勞動教育提出了新的更高要求。

實際生活中，眾多平凡崗位中“我勞動，我快樂”的勞動精神振奮人心，他們的動容面孔也深入人心。 但是，仍然有部分人的勞動意識淡薄，缺少奉獻精神。 我們圍繞這個主題，啟用智能小車語音芯片，為勞動教育吶喊助威，喚醒我們當代大學生的勞動意識。 學生在實施的過程中，通過小組奮力合作，完成嵌入式芯片控制語音芯片，吶喊出自己對勞動教育的口號：“我勞動，我快樂”“勞動最光榮，勞動最偉大”“明勞動之理，通工匠之道”“奮發(fā)圖強，立志報國”……做的過程中，他們熱情高漲；驗證結(jié)果時，他們歡呼雀躍。 通過不斷鉆研、刻苦勤奮的勞動過程，體現(xiàn)出來當代大學生的人文精神，代表著當代大學生的人生觀、價值取向、職業(yè)道德。 在今后的學習工作中，能夠與時俱進、開拓創(chuàng)新的精神風貌。

3.3 智能領(lǐng)航，展現(xiàn)未來美好畫卷

20 世紀末，隨著社會經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，城市化水平越來越高，機動車保有量迅速增加。交通擁擠、交通事故救援、交通管理、環(huán)境污染、能源短缺等問題已經(jīng)成為世界各國面臨的共同難題。

近些年來，人工智能的人機交互部分愈加豐富和智能，從圖形交互發(fā)展到可視化技術(shù)，再發(fā)展到語音識別、自然語言理解、圖像和視頻的識別、虛擬現(xiàn)實等，這些交互技術(shù)催生了機器人、人工智能等的發(fā)展。 在未來世界里，無人駕駛是必然趨勢。 V2X（Vehicle to X) 是未來智能交通運輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。 它使得車與車、車與基站、基站與基站之間能夠通信，從而獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，從而提高駕駛安全性，減少擁堵，提高交通效率，提供車載娛樂信息等。該課程借助全國職業(yè)院校技能大賽“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)” 大賽平臺，將賽項的部分內(nèi)容引入到課程教學中，并在學期末進行“智能領(lǐng)航”的競賽活動，實現(xiàn)智能小車完成規(guī)定的賽道任務(wù)。 通過競賽，充分展示學生積極向上、奮發(fā)進取的精神風貌和思政教育改革的成果。在鍛煉學生綜合能力的同時，還培養(yǎng)出一批會知識、懂技術(shù)、知前沿的嵌入式技術(shù)技能人才，促進學生全面掌握行業(yè)企業(yè)對高素質(zhì)嵌入式技術(shù)技能人才培養(yǎng)需求及相關(guān)職業(yè)崗位的技能要求，不斷提高自身的專業(yè)水平和與實踐能力，實現(xiàn)以賽促教、以賽促學、以賽促改、以賽促建。

4 結(jié)語

《嵌入式開發(fā)系統(tǒng)》是一門軟件和硬件相結(jié)合的專業(yè)核心課程，涉及的內(nèi)容抽象、廣泛。 在授課過程中，我們適時有效地引入思政元素，在培養(yǎng)學生掌握知識、 掌握技術(shù)的同時，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀，激發(fā)學生的愛國情懷，培養(yǎng)學生的大國工匠精神，會用科學高效的方法處理學習中遇到的問題，處理自己人生中的問題，這樣潛移默化的教育方式讓學生更容易接受，達到教書育人、立德樹人的目的。