“单片机原理及应用”课程思政的思考与实践

孙宝法

(安徽文达信息工程学院 计算机工程学院，合肥 231201)

教育是国之大计、党之大计，承担着立德树人的根本任务。思政课是落实立德树人根本任务的关键课程，发挥着不可替代的作用。[1]大学学习阶段对于大学生的世界观、人生观、价值观的启迪、培养、形成、定型具有决定性的影响，是解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题的关键时期，高等学校必须坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人。[1]

为了完成立德树人这项艰巨的任务，除了通过思政课程这个主渠道、主战场、主阵地之外，还应该深度挖掘高校各学科门类专业课程蕴含的思想政治教育资源，解决好各类课程与思政课相互配合的问题，发挥所有课程育人功能，构建全面覆盖、类型丰富、层次递进、相互支撑的课程体系，使各类课程与思政课同向同行，形成协同效应。[2]

以《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》《高等学校课程思政建设指导纲要》等重要文件为指导，本文阐述教学团队关于“单片机原理及应用”课程思政建设的几点思考，以及教学团队在“单片机原理及应用”课程思政建设方面的探索、实践与初步成果。

1 “单片机原理及应用”课程思政建设的意义

落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体。全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。所有高校、所有教师、所有课程都必须承担好育人责任，使各类课程与思政课程同向同行，将显性教育和隐性教育相统一，形成协同效应，构建全员全程全方位育人大格局。[2]

“单片机原理及应用”是电子信息工程、通信工程、物联网工程、自动化、计算机科学与技术等本科专业的核心专业课，在应用型人才培养过程中具有重要的地位与作用。学生通过本课程的学习与实践，掌握单片机应用系统设计的基础知识、基本理论与基本方法，掌握单片机硬件系统设计的接口技术，具有单片机应用系统程序设计的能力，具备单片机应用系统软硬件联合调试的基本技能，为将来从事单片机应用系统开发打下坚实的基础。学习该课程，既能够帮助学生复习“电路基础”“模拟电子技术”“数字电子技术”“传感器原理与应用”“C语言程序设计”等先修课程，同时，为学习“嵌入式系统”“智能仪器设计与制作”“物联网系统综合设计”等后继课程奠定基础，是知识传授和能力培养的重要环节。[3]

另一方面，“单片机原理及应用”课程中蕴含了很多思政元素，既有世界观、人生观、价值观等方面的内容，又有辩证法、科学思维方法、爱国主义等方面的内容，还有学习态度、学术道德、学习方法等方面的内容。充分发掘课程中蕴含的思政元素，在理论课堂、实验、实训、课外活动和日常交流中，巧妙地融入这些思政元素，既教书又育人，将会产生潜移默化、润物无声的效果。

2 “单片机原理及应用”课程思政建设的现状

在当今全社会普遍倡导课程思政的大背景下，不少“单片机原理及应用”的任课教师已经参与到课程思政建设中来了。近年来，经常可以看到有关“单片机原理及应用”课程思政建设的报道。从近两年发表的论文情况来看，“单片机原理及应用”课程思政建设呈现出了良好的势头，通过梳理和分析，教学团队认为，目前“单片机原理及应用”课程思政建设主要存在如下不足。

(1)对“单片机原理及应用”课程思政的认识高度不够。有的教师认为，思想政治教育是思政老师、辅导员和学院领导的事，与己无关；也有的教师认为，自己一直在从事教书育人的工作，没必要在“单片机原理及应用”教学过程中专门强调课程思政；还有的教师认为，在大学阶段，专业课的课时比较少，教学任务重，没有时间进行课程思政；等等。显而易见，这些看法是片面的、狭隘的，将严重影响“单片机原理及应用”课程思政的实施与落实。

(2)“单片机原理及应用”课程思政的实施方法简单粗糙。有些教师受到全国上下课程思政建设大环境的影响，他们也尝试着在教学过程中加入一些课程思政元素，不过，从他们的做法来看，所添加的课程思政元素显得很牵强，像贴膏药一样，生硬、突兀、不自然。教师在讲授这些内容时，自己都觉得尴尬，很难引起学生的共鸣。这种处理方法，不但达不到预期的效果，有时甚至还会起反作用。

(3)“单片机原理及应用”课程思政的覆盖度不够，在课程教学过程中，未能做到全流程实施课程思政。大部分教师只在理论课堂上加入一些课程思政元素，而在实验、实训和课外活动和日常交流中，几乎没有意识到要实施课程思政。

(4)“单片机原理及应用”课程思政的研究较少。就作者有限的信息来源和不全面的检索结果而言，很少看到关于“单片机原理及应用”课程思政建设的省级以上教研项目。近期，在中国知网网站进行文献检索，以“篇名”作为检索主题，以“单片机、课程思政”为检索词发起检索，只能搜索到23条记录；在超星读秀网站进行检索，搜索到9条记录；在维普网网站进行检索，只搜索到了1条记录。相对于全国数千个开设单片机课程的专业点来说，这些数字确实是太小了，说明“单片机原理及应用”课程思政建设的研究成果很少。从全国范围来看，目前“单片机原理及应用”课程思政建设尚处于起步阶段，高等级的教研立项不多，大多数项目仍然属于探索性质，所研究的问题相当单一，没有形成体系，研究成果比较少，研究水平有待提高。

3 “单片机原理及应用”课程思政建设的方向

针对目前“单片机原理及应用”课程思政建设的现状，为了使“单片机原理及应用”课程思政建设富有成效，应该明确“单片机原理及应用”课程思政建设的方向。[4]

(1)提高任课教师课程思政的站位。提高任课教师对“单片机原理及应用”课程思政建设的认识，让所有教师都承担起教书育人的责任，使“单片机原理及应用”课程与思政课程同向同行，将显性教育和隐性教育相统一，形成协同效应，把“单片机原理及应用”课程思政建设落到实处。

(2)提升任课教师课程思政建设的能力。邀请相近课程的课程思政建设省级质量工程项目的主持人作报告，向任课教师推荐相近课程的课程思政建设网站或教研论文，通过示范、交流，启发大家进行课程思政建设的思路。在此基础上，鼓励大家大胆尝试，通过实践，提高所有任课教师进行“单片机原理及应用”课程思政建设的能力。

(3)构建三全育人的格局。继续发挥理论课堂教学的重要作用，使理论课堂成为实施“单片机原理及应用”课程思政建设的主要阵地，同时，在实验、实训、课外活动、日常交流和网上互动平台，也要有意识地融入思政元素，让学生在融洽的气氛中自然地接受教育，构建全员、全程、全方位育人的大格局。[5]

(4)开展课程思政建设研究。鼓励骨干教师开展“单片机原理及应用”课程思政建设的研究，积极申报高水平的课程思政建设项目，进行“单片机原理及应用”课程思政建设的探索与实践，总结探索与实践的做法与成果，撰写高质量的研究报告，发表高水平的研究论文。

4 “单片机原理及应用”课程思政建设的实践

基于前文所述的对“单片机原理及应用”课程思政建设的思考，教学团队进行一系列的探索与实践。

4.1 充分挖掘“单片机原理及应用”课程思政元素

教学团队带头人充分调动大家的积极性，发挥团队优势，深入挖掘“单片机原理及应用”课程中每章内容所蕴含的思政元素，分析这些思政元素所蕴涵的教育意义，评估这些思政元素能够达到的教育效果，得到如下典型结果。[6]

在介绍MCU的发展历史时，重点介绍中国MCU的发展，特别介绍深圳弘晶公司的STC单片机的功能与优点，使学生能够在世界大环境中了解中国MCU的发展历程、现状、趋势，培养世界眼光，提高学生的格局。在课程设计、毕业设计等实践性环节，在设计单片机应用系统时，我们建议学生尽量用国产芯片，培养学生的家国情怀，激发学生的爱国热情。

在讲授AT89C51的硬件结构时，融入了芯片制作的集成化、微型化、光刻机等知识，通过具体事例教育学生，对于先进技术，既要虚心学习又要自主创新，要求学生能够辨析闭门造车、拿来主义、学习创新的本质差别。通过中兴、华为危机，培养学生的爱国主义情操，要有置之死地而后生的勇气和担当。引述网上最新消息，华为最近储备了一些手机芯片，似乎解决了燃眉之急。对这个事例进行发挥，启迪学生的忧患意识，启发他们的前瞻性思维方式，要求学生认识到，我们不能苟安于一时，要向前看，必须大力发展微纳技术，要拥有自己的光刻机。

在讲解AT89C51的中断与定时系统时，通过对TMOD、TCON、IE、IP等控制寄存器的讲解，向学生说明一个基本道理，为了开发单片机的控制功能，制作符合实际需求的单片机应用系统，必须掌握单片机的基本理论，使学生理清理论与实践的关系，理论来源于实践，反过来，理论又指导实践。

关于AT89C51的串行通信技术，提示学生观察串行通信技术的应用场合，指出应用型大学要学以致用，在学习一种技术时，应该了解它的应用，做到理论联系实际。另外，结合手机数据线、USB等具体应用，引导学生思考：串行通信技术存在哪些缺点？目前已经有哪些替代技术？从日常生活的应用实例出发，无缝接入课程思政元素，培养学生的辩证的思维方法，使学生认识到，任何实物都有两面性，既有优点，又有缺点，我们要学会鉴别，扬长避短，针对具体应用场合，选择合适的技术。

对于AT89C51的资源扩展的教学，指出解决单片机资源不足的两种思路：一种是在原有资源的基础上进行资源扩展，另一种是换用功能更强的芯片。而在高新技术快速发展的当下，第二种思路往往是更加方便、快捷、经济的解决方案。通过点拨，培养学生的发散性思维方式，不要被教材所束缚，而要学会在多种方案中进行权衡，选择合适的解决方案。

AT89C51模拟信号处理主要介绍ADC、DAC的工作原理。在教学过程中，联系实际应用，结合典型家用电器控制器的工作过程，阐述单片机控制系统的特点，说明单片机特别适合于构建嵌入式控制系统，具有十分广阔的应用前景，以此激发学生的学习兴趣和学习热情，增加学习的目的性，做到学以致用。

在总结单片机应用系统设计与实现的过程中，帮助学生理解系统的概念：输入→处理→输出→反馈→输入…；提示学生，在设计一个应用系统时，考虑问题要全面，解决问题要细致；培养学生全局化、系统化的思维方式，在进行系统设计时，要做到大处着眼，小处着手；做到耐心、细致、持之以恒，锤炼工匠精神。

在本课程教学的全流程，帮助学生认识到：学习是一个循序渐进的过程，必须遵循认知规律，从易到难，温故而知新；科学有险阻，苦战能过关；不能冒进，欲速则不达。

4.2 提高团队成员进行课程思政建设的能力

教学团队带头人带领团队成员探索和谐、自然的课程思政教学方法，克服当下课程思政普遍存在的牵强、生硬、贴膏药式的通病。[7]

(1)任课教师率先垂范。教师的基本职责就是教书育人，而教书与育人是有区别的。教书是传授知识和技能，育人则是培养学生的世界观、人生观、价值观，教导学生今后如何做人，如何做事。教书育人二者既有联系，又相互独立。教书比较容易做到，而育人则难以达成。众所周知，身教重于言教，说到不如做到，说得好不如做得好。作为教师，其一言一行都是学生的参照，应该处处为人师表。在教学活动中，团队成员常常以身作则，起示范带头作用。例如，在设计单片机应用系统时，我们要求学生使用国产芯片。为了使这个要求具有说服力，我们在自己开发的单片机综合训练板中使用的就是深圳弘晶公司的STC单片机。

(2)任课教师重视并加强师生互动。韩愈在《师说》中写道：师者，所以传道授业解惑者也。“授业”致力于知识传授和能力培养，而“传道”则属于价值塑造的范畴。在传道、授业的过程中，如果学生遇到问题，存在疑惑，老师应该引导学生解除疑惑，这就是在强调师生互动，鼓励师生相互研讨。在平等和谐的相互研讨的气氛中，很容易把思政元素自然地融入话题之中，甚至学生会主动把思政元素代入话题，此时，教师只需做一些引导就可以了。例如，为了做到理论联系实际、学以致用，培养学生的工匠精神，团队成员带领学生参加全国大学生智能车大赛、安徽省物联网创新大赛等学科竞赛。在平常训练中，师生共同面对遇到的单片机方面的技术问题，探讨解决问题的方法；在激烈的比赛过程中，师生共同处理突发情况，提高大家的团队意识和合作精神。

(3)任课教师关注社会热点问题，因势利导开展思政教育。在教学过程中，结合当前IT发展的国内外形势，介绍我国在单片机、高端芯片等方面取得的巨大成就，引导学生树牢“四个意识”，坚定“四个自信”，坚决做到“两个维护”；敢于直面目前手机芯片遇到的问题和困难，强调说明与计算机、电子等学科密切相关的技术瓶颈问题，特别说明IT方面的卡脖子技术，以及发达国家对中国的技术封锁等行为，激发学生的爱国热情；鼓励学生以自己比较全面的综合素质，迎接挑战，努力学习，继续深造，练就过硬的本领，为中国IT的发展尽一份力。

4.3 在教学的全流程实施课程思政

根据4.1所挖掘的“单片机原理及应用”课程所蕴含的思政元素，在课堂教学、实验、实训、课外活动、日常交流、学科竞赛等场合，巧妙地融入相关的思政元素，引导同学们树立正确的世界观、人生观和价值观，激发学生的爱国情怀，提升学生的学术道德，培养学生的工匠精神；在“单片机原理及应用”课程思政建设网站上发起一些课程思政的问题，引导学生进行讨论，提高同学们对这些问题的认识；在网站上发布课程思政测试题，检查课程思政建设的效果。

4.4 开展课程思政建设研究

教学团队积极开展“单片机原理及应用”课程思政建设的研究。2020年，教学团队成功申报了校级质量工程项目“课程思政示范课——单片机原理及应用”。由于项目研究目标比较明确，内容相当丰富，方法富有新意，学校推荐该项目申报省级质量工程项目，同年，教学团队成功申报了省级质量工程项目“课程思政示范课——单片机原理及应用”。在项目研究过程中，教学团队查阅了大量课程思政建设的资料，下载、研读了十几篇“单片机原理及应用”课程思政建设的研究论文，团队成员相互切磋交流，不断总结经验，撰写了项目研究报告，撰写了教研论文。[8]

5 结束语

基于“单片机原理及应用”课程思政建设的目标和计划，进一步完善了“单片机原理及应用”的教学材料，修订了“单片机原理及应用”教学大纲和实验教学大纲，适当融入了课程思政元素；重新编写了“单片机原理及应用”教案，重新制作了“单片机原理及应用”教学课件，把课程思政元素嵌入到课堂教学之中；重新编写了“单片机原理及应用”实验指导书，训练学生严谨、细致的工作作风，培养学生的工匠精神；制定了“单片机原理及应用”课程思政考核方案，编制了“单片机原理及应用”课程思政考核测试题和参考答案。

目前，“单片机原理及应用”课程思政建设的理念已经深入人心，团队成员已经习惯于把课程思政的理念落实到教育教学的全过程。通过案例教学，培养学生的爱国热情；通过自然融入的思政元素，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观；和学生一道参加学科竞赛，锤炼师生勇于面对挑战、愈挫愈勇、坚持不懈、精益求精的工匠精神。

虽然在“单片机原理及应用”课程思政建设方面付出了一定的努力，取得了一些初步的成果，但是，教学团队将继续秉承以生为本的原则，践行OBE的教育理念，本着持续改进的态度，坚持以德立身、以德立学、以德施教，加强对学生的世界观、人生观和价值观的培养，为社会培养更多德智体美劳全面发展的人才，为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人。