課程思政在單片機原理及應用課程中的實施與探索

王春榮，夏爾冬，張雯娟，高浩

（1.三明學院機電工程學院；2.機械現代設計制造技術福建省高校工程研究中心，福建 三明 365004）

1 前言

近年來，課程思政教育在高校中越來越重要，各個高校大力推行課程思政和德育教育。工科專業的學生多數對思政元素的理解較淺，如何在工科核心專業課程中實施課程思政教學是當前教師應該思考的問題。本文以單片機原理及應用課程為例，探索了課程思政的教學方法。單片機原理及應用是機電一體化、自動化、電子工程等專業的核心課程，在新工科人才培養過程具有舉足輕重的作用，其先修課程主要有電路基礎、C語言程序設計、模擬電子技術等。學生學習完本課程后，應具備設計、制作相關電子設備、機器人的能力，以及后續學習嵌入式系統等課程的基礎理論知識。

本文作者對標工程教育認證和新工科人才培養目標，以單片機的原理及應用課程的第二章第2節為單片機的硬件結構為例開展思政教育，以項目式的形式展開，在教學過程中將實踐能力培養與德育教育相結合。此章節為單片機內部結構的重點知識。學生要編寫程序控制單片機完成各種規定的動作和功能，必須熟悉掌握單片機的內部結構。單片機技術在智能制造、自動化和人民生活等領域廣泛應用，為我們生活帶來了便利、智能，這得益于祖國的繁榮和穩定，其根本原因是國家堅定不移地走中國特色社會主義道路，從而推動了各行各業的發展和單片機技術的進步。

2 課程思政元素的融入

單片機的原理及應用課程注重學生的實踐能力與創新能力，在實踐技能培養的過程中與思政元素結合教育教學，不但可以提高學生專業技能，而且對學生的思想政治方面也具有極大的提高。在實際教學過程中，可以使堅持中國共產黨的全面領導、改革開放與外交、團隊精神以及人生規劃等元素進行融合，營造濃厚、輕松的思政氛圍，提高學生的思政水平。

3 案例的設計與實施

3.1 思路與理念

掌握單片機的硬件結構是學習單片機的基石，圖1為單片機的硬件結構圖，其由中央處理器（CPU）、程序存儲器（ROM）、特色功能寄存器、數據存儲器（RAM）、4個I/O口、串行接口以及中斷系統等。此外，還包括負責各個模塊之間通信的總線（DB,AB,CB）。

圖1 單片機硬件結構圖

CPU是單片機的核心部件，控制著單片機的各個部件，學習此部件時，要引導學生堅持中國共產黨的全面領導地位不動搖；單片機內各個部件需按照一定的時序進行配合完成設定的操作，在此要引導學生理解、認識團隊精神的重要性，每個人都是團隊的一員；I/O口是單片機與外部進行信息交互的接口，在此要引導學生認識改革開放與外交的重要性；中斷系統可根據各個任務的重要性進行分時處理，在此要引導學生，合理分配自己的大學時間和人生規劃，在人生各個階段就應做最應該做的事情。通過對單片機硬件結構的學習，引導學生在大學階段該如何樹立正確的價值觀與人生觀。

3.2 案例具體實施

（1）學習CPU核心部件，CPU模塊是單片機的核心部件，單片機的RAM、ROM、I/O口、串行口和中斷系統等的工作都受其控制，即CPU對單片機中的各個部件起著絕對控制的作用，使得單片機能夠按照編寫的程序完成預設的工作。CPU在單片機中具有核心地位（圖2）。

圖2

（2）學習I/O口。單片機是通過I/O口與外部設備鏈接，進行信息交互，外部傳感器輸入的信號、單片機處理完的信息都是通過I/O口來進行交互，可以說是單片機的“眼睛”“耳朵”（圖3）。

圖3

（3）學習時序控制。單片機的CPU與其各個部件之間是通過總線連接，以一定時序各部件相互配合完成預設的工作，如果在工作過程中某一部件未根據相應的時序完成自己的工作，將導致單片機無法完成相應的工作。在課堂中，通過介紹團隊的分工協作，讓學生認識到團隊合作與團隊精神的重要性，特別是在參加各類競賽中，都是以團隊參賽的，在團隊中各個成員都扮演著不可替代的作用，能否取得立項的比賽成績，往往都是團隊一起努力的結果，借此讓學生切身體會到團隊精神的重要性（圖4）。

圖4 單片機時序

（4）學習中斷技術，引導學生合理分配時間、規劃人生。中斷技術使得單片機可以對任務進行優先級劃分，較為緊急和重要的任務可以設置較高的優先級，單片機將執行優先級較高的任務后執行優先級較低的任務。在課堂教學中，教師可針對現在大學具有豐富的課余時間，應合理進行規劃，光陰似箭，在正確的時間要做正確的事情，并對自己的日常事務也進行優先級劃分。如將學習、學科競賽等現階段最為緊急和重要的事情列為最高級，其余時間再去處理其他優先級別低的事務，這樣才能充實自己的大學生活、規劃好自己的人生、不虛度大學光陰（圖5）。

圖5 中斷技術

4 結語

為提高學生的思想政治水平，營造濃厚、有趣的思政學習氛圍，本文以單片機硬件結構學習為例，探索了思政教育與單片課程融合教學的思路與理念，形成了思政引領的工科專業核心教學方法。通過本文凝練的教學方法，使學生在學習專業知識的過程中能更加深刻地理解和領會到思政元素，從而認識堅持中國共產黨的全面領導的意義、改革開放與外交、團隊合作的重要性，規劃自己的人生，做到思政元素與專業課程的融合，實現思政教學目標。本文提出的課程思政實施方法，對工科轉的其他專業課程具有一定的參考價值。