基于項目式單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程融入思政元素的教學(xué)改革研究

陳燕慧，顧宗磊

（臨沂大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院，山東臨沂 276000）

2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡稱《綱要》）。《綱要》指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措。”筆者以單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程為例，在課堂教學(xué)中，以模塊化的形式融入思政元素，認(rèn)真探索思政元素對教師和學(xué)生產(chǎn)生的積極影響。對于工科的課堂教學(xué)而言，思政教育尤為重要。今后，學(xué)生在學(xué)習(xí)和工作中都要表現(xiàn)出精益求精的大國工匠精神、愛國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

一、單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)是我校機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生的必修課，在先修課程和后續(xù)課程中起到橋梁作用。從目前的課堂教學(xué)來看，教師很少在重要的知識模塊融入思政元素，重點關(guān)注學(xué)生對課本中的理論知識的掌握情況，僅僅通過期末紙質(zhì)試卷的成績高低判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，忽略了工科機(jī)械電子類專業(yè)對學(xué)生知識能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的知識比較抽象，綜合了計算機(jī)、電子技術(shù)、C語言等多門課程的難點和重點。尤其是單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、編程語言、特殊功能寄存器的設(shè)置和應(yīng)用，學(xué)生在學(xué)習(xí)中覺得知識點比較抽象和枯燥，最終降低了學(xué)習(xí)單片機(jī)知識的興趣，無法提高積極性和主動性，學(xué)習(xí)效果達(dá)不到預(yù)期[1]。

二、單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的課堂教學(xué)融入思政元素的意義

單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程作為機(jī)械電子工程專業(yè)的必修課，課程目標(biāo)要求學(xué)生能熟練掌握51單片機(jī)的基本概念、硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，熟悉Keil C51編程語言，并初步具備單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件制作和軟件開發(fā)的能力。結(jié)合機(jī)械學(xué)院學(xué)科的發(fā)展和對知識更新的要求，在課堂教學(xué)過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生在掌握基本理論的同時，要做到理論與實踐相結(jié)合。

在單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)和改革過程中，教師要融入思政元素，實現(xiàn)專業(yè)知識與思政教育相結(jié)合，提高課堂教學(xué)的效果，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感和創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的求知欲。通過思政教育，教師也能獲得更好的發(fā)展，提高自身的人文素養(yǎng)。教師在課堂教學(xué)中融入思政元素，不管是對于教師還是對于學(xué)生，都具有重要的理論意義和實踐意義。

三、挖掘課堂教學(xué)中的思政元素

在單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)過程中，教師要根據(jù)課程特點，以模塊化的形式對課程內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，重組知識結(jié)構(gòu)，在每個模塊中都融入思政元素。教師要從實踐中出發(fā)，深入挖掘課程中的思政元素，借助編程軟件Keil C51和電路仿真軟件Proteus進(jìn)行聯(lián)合仿真。此外，教師還要采用理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式，使學(xué)生邊學(xué)邊做，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂教學(xué)融入思政元素的設(shè)計如表1所示。

表1 課堂教學(xué)融入思政元素的設(shè)計

四、典型教學(xué)案例設(shè)計

單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的知識點比較多，概念比較抽象，知識點之間的聯(lián)系比較復(fù)雜。因此，在課堂教學(xué)過程中，教師可以采用案例分析這一教學(xué)模式，將思政元素融入教學(xué)中，使學(xué)生掌握和理解單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程。筆者選擇了智能家居中具有代表性的案例“物聯(lián)網(wǎng)智能護(hù)眼燈設(shè)計”作為案例分析的案例，該案例是筆者與學(xué)生共同完成的[2]。

（一）新課導(dǎo)入

在國家的大力扶持下，為了滿足個人的智能化需求，智能家居應(yīng)運而生。本案例的單片機(jī)核心控制單元選用STC89C52，該單片機(jī)由深圳市宏晶科技有限公司獨立研發(fā)，是性價比比較高的一款單片機(jī)。筆者選用該芯片逐步引導(dǎo)學(xué)生了解中國芯片的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。當(dāng)前，國際競爭愈發(fā)激烈[3]，這在很大程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)知識的熱情。教師要讓學(xué)生認(rèn)識到中國的發(fā)展要靠實力、靠技術(shù)，鼓勵學(xué)生多參加競賽。在制作競賽作品時，學(xué)生一定要支持國貨，選用我國獨立研發(fā)的芯片。

（二）教學(xué)方案設(shè)計

1.系統(tǒng)總體方案設(shè)計

筆者要求學(xué)生查閱相關(guān)的資料，從實際出發(fā)，設(shè)計合理的系統(tǒng)方案，繪制控制系統(tǒng)框圖。學(xué)生選擇了具有代表性的國產(chǎn)芯片STC89C52作為控制核心單元，該芯片是我國具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，支持在線編程ISP，方便下載程序。

2.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

筆者通過帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)基礎(chǔ)知識、仿真軟件Proteus等，要求學(xué)生將所學(xué)知識進(jìn)行模塊化、系統(tǒng)化，目的是使學(xué)生具備繪制電路原理圖的能力，使學(xué)生了解到理論從實踐中來，同時理論又能指導(dǎo)實踐。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計

單片機(jī)要控制外圍的各個模塊，必須具有正確的程序。筆者要求學(xué)生通過運用不同的設(shè)計思路，編制正確的程序。各個不同的程序，最終實現(xiàn)的目的是一樣的。教師要及時引入思政元素，告誡學(xué)生要有正確的人生觀，充分利用好自己的青春年華，豐富自己的內(nèi)涵。

4.軟件和硬件聯(lián)合仿真

教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)編程軟件和仿真軟件Proteus進(jìn)行聯(lián)合仿真。在仿真調(diào)試階段，學(xué)生往往會出現(xiàn)很小的錯誤，比如程序中把I/O口中的P0寫成p0，導(dǎo)致程序無法運行。在設(shè)計電路原理圖時，如果學(xué)生沒有合理選擇電阻、電容等元件的參數(shù)，都會無法進(jìn)行仿真，也無法得出自己想要的結(jié)果。在硬件和軟件設(shè)計過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生養(yǎng)成一絲不茍的態(tài)度，從小事做起，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。

五、融入思政元素的教學(xué)方法和考核方式改革

（一）教學(xué)方法改革

1.思政教師團(tuán)隊建設(shè)有待加強(qiáng)

合格的老師首先應(yīng)該是道德上的合格者，好老師首先應(yīng)該是以德施教、以德立身的楷模。師者為師亦為范，學(xué)高為師，德高為范。教師是學(xué)生道德修養(yǎng)的鏡子。高校要想將課程思政融入課堂教學(xué)中，教師團(tuán)隊的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。教師的個人素養(yǎng)、教學(xué)方法、教學(xué)理念都會影響教學(xué)效果。高校要鼓勵教師多參加線上教學(xué)活動的培訓(xùn)，充分利用線上線下混合教學(xué)等方法，優(yōu)化教學(xué)方案，豐富課堂教學(xué)。教師要在課堂教學(xué)中融入思政教育，密切關(guān)注相關(guān)專業(yè)發(fā)展的前沿，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，提升思政教育能力[4]。

2.挖掘思政元素，并將其融入課堂教學(xué)

單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程采用模塊化教學(xué)，教師根據(jù)各個模塊的特點深挖思政元素，將思政元素不斷融入教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)。教師在教學(xué)中融入思政元素，學(xué)生不但能學(xué)到專業(yè)知識，而且能增強(qiáng)對機(jī)械電子工程專業(yè)的認(rèn)同感，接受到愛國主義教育。當(dāng)教師講到“按鍵控制LED流水燈”時，從表面現(xiàn)象來看，不同的學(xué)生實現(xiàn)的效果都是一樣的，但是程序的編制方法多種多樣。例如，若學(xué)生運用高級語言C51編制程序，可通過定時或中斷來完成程序的編制，也可通過鍵盤掃碼的方法來完成。這充分體現(xiàn)了現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系，教師要及時引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。

3.豐富課堂的教學(xué)方法

在課堂教學(xué)中，教師可以采用新課導(dǎo)入式、模塊化、案例分析法、分組討論法等教學(xué)方法。學(xué)生在機(jī)房聽課時，教師要讓學(xué)生邊做邊學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。教師要充分利用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，借助多種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，在有限的時間內(nèi)，讓學(xué)生能盡可能多地學(xué)習(xí)知識。教師要把課堂上的知識點分解為點、線、面，最后再對知識點進(jìn)行梳理，加深學(xué)生對單片機(jī)知識的了解。

4.主講教師加強(qiáng)課堂互動

在課堂教學(xué)過程中，主講教師根據(jù)芯片的國內(nèi)外發(fā)展形勢，引導(dǎo)學(xué)生積極開展課堂討論。教師根據(jù)學(xué)生討論的情況，在教學(xué)內(nèi)容中融入思政元素，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中，積極樂觀地解決當(dāng)前的技術(shù)瓶頸問題，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，鼓勵學(xué)生以飽滿的熱情迎接錯綜復(fù)雜的挑戰(zhàn)，為祖國的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量[5]。

（二）考核方式改革

傳統(tǒng)的考核方式較為單一，主要以期末閉卷考試為主，部分學(xué)生考前集中突擊，死記硬背。在軟件編程的試題中，如果題目要求稍微改變，學(xué)生就無法編制正確的程序。這樣，教師就無法對學(xué)生作出客觀正確的評價。目前，高校可以采用過程化考試對學(xué)生進(jìn)行考查，將考核貫穿教學(xué)的整個過程。在課堂教學(xué)中，教師可以利用一部分時間講解本節(jié)課的基本知識、難點和重點，將大部分時間留給學(xué)生消化知識點。學(xué)生仿照教材典型實例，按照自己的要求修改電路原理圖和程序。學(xué)生可以利用Proteus和Keil進(jìn)行軟、硬件聯(lián)合仿真。如果課堂時間比較少，教師就要給學(xué)生布置課下設(shè)計作業(yè)，讓學(xué)生以小組的形式完成不同控制系統(tǒng)的設(shè)計。通過這樣的方式，教師能培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生將平時學(xué)習(xí)落到實處。教師不斷完善過程化考核，效果明顯，避免了學(xué)生死記硬背、囫圇吞棗。

六、結(jié)束語

綜上所述，教師可以在單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)中融入思政元素，豐富教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)方法和考核方式，充分發(fā)揮育人功能，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，為國家的建設(shè)培養(yǎng)合格的接班人。