课程思政融入单片机课程的探索与实践

燕曼君

（重庆三峡学院，重庆 404100）

0 引言

单片机原理及应用课程作为机械电子工程专业的一门专业基础课，在整个课程体系中起到十分重要的作用，在学习本课程之前，学生需要掌握高级语言程序设计、模拟信号电路、数字信号电路等课程，在掌握本课程后，学生可以独立进行功能电路设计，同时也可以加深对单片机的学习，比如，嵌入式、物联网等开发类课程，这种承接关系不仅仅能够提高学生自身开发能力，同时也能更加适应社会需求。

“立德树人”是教育的重中之重，为落实“立德树人”这一环节，让时代新人担当起民族复兴的大任，“课程思政”是其中一项重要举措，其具有基础性和全面性，在传播知识的过程中，同时也能够实现价值引导的目的。要积极探索高等学校各门类课程中所包含的思政要素，全部学校、教师、课程均具有育人功能，使得各课程与思政课可以同向进行，构建三全育人大格局。本文以单片机原理及应用课程为例，分析目前课程所存在的问题，探索和实践思想政治课与专业课相结合的途径和方法，进而分析得出结论。

1 思政元素与教学的融合实施途径

“三全育人”的目标是将学生培养成具有扎实专业技能和良好科学文化艺术素养的高素质人才，同时要有正确的世界观、人生观、价值观，以知识传授作为教学主体的传统模式越来越不适用，因此亟须进行改革。目前，思政建设已经逐渐融入课程中，有许多相关报道，但是仍然存在很多不足，经过总结得到以下几点：

1.1 元素融入难

部分任课教师希望将课程思政元素有机融入课程中，但是融入方法存在误区，因此使得思政元素添加十分突兀、生硬，教师难于表达，学生难以接受。

1.2 覆盖性低

单片机课程是以实现理论结合实践为目标的，因此，在理论中要加入思政元素是必然，但是却忽略了实践操作中的思政映射，导致课程思政不能在本课程中实现全面覆盖。

1.3 研究体系不完善

目前单片机课程的相关研究较少，体系不够完善，可以参考的有价值的文献资料较少，因此将课程思政融入本课程中的需求更广。

因此，本文从教材、教师、教法三方面入手，深度探索融合课程思政与专业课程的途径。

1.3.1 加强师生交流，教材融合思政

单片机原理及应用课程中包含了许多思政元素，比如人生观、价值观、辩证法、爱国主义、学术道德等多方面的内容。因此，要充分发掘单片机课程中的思政元素，将其巧妙地融入教材编写、理论课堂、实践课堂以及日常的交流中，在此过程中可以起到教书育人的作用，同时也可以让师生之间的关系更加融洽。

1.3.2 以赛促教，教师先行

教师要坚定“教书育人，育人重于教书”这一理念，将思政元素结合课程特点、教学理念逐渐融入教学过程中，从人生观的形成，科学探索的激发、价值观的塑造等几方面利用自己的言行、所见所闻、科学家的典故、工程建设的艰辛去感染学生。对于单片机原理及应用这门工科专业课程，可以通过参加各类型技能比赛，提高自身的技能水平，而且可以深刻体会精益求精、追求卓越的工匠精神。在各类型比赛中，不仅锻炼了学生撰写文档的能力，同时其动手能力也在不断提高，在过程中不断发现不足然后不断进步。

1.3.3 线上、线下教学融合

传统教育教学一般采用线下模式，随着互联网的日益渗透，线上和线下模式逐渐呈现出互补的状态。因此要将线上模式以及线下模式充分结合起来，同时利用教学资源的优点，增强教师与学生间交流。单片机原理及应用是一门工科类课程，这门课程采用线上仿真与线下实践相结合的方式，同时将理论知识穿插其中，使课堂的内容更加丰富具体，让学生对单片机的开发进行全面理解，使他们对我国单片微型计算机的发展过程、发展方向有更加深刻的领会。

2 案例分析

在课程设计的过程中，并非将所有内容均加入思政元素，而是应该选取合适章节融入，其次要明确思政目标，推动课程发展，最后要根据反馈不断调整设计过程，形成教学案例。如何能让思政元素自然地融入教学中呢？首先要充分发挥学生的主体地位，以学生所感兴趣的点作为引入，然后可以进行问卷调查及时得到反馈，同时将学生认为有意思的部分融入教学设计中。深入挖掘单片机原理及应用课程中所蕴含的思政元素，选取案例分析这些思政元素所蕴含的教育意义，评估其可以达到的教育教学效果。

2.1 案例一：本课程概述部分的课程思政案例设计

2.1.1 教学目标

本案例的目标是让学生能够掌握单片机的基本概念、发展历程以及基础知识。

2.1.2 案例具体设计

在单片机的发展过程中，重点介绍中国科技工作者在单片机领域的不懈努力，以深圳弘晶公司为例，使学生能够在世界大环境中了解中国单片机的发展历程、现状、趋势，培养世界眼光，提高学生的格局。在介绍51系列单片机的硬件结构时，把芯片制作的先进技术作为实例，教育学生自主创新的重要性。引述新闻，华为海思在其内部信中提到，保密柜里的备胎芯片“全部转正”。把华为事件作为培养学生爱国主义情操、坚韧不拔意志的主要实例，进行讨论分析，加强学生的忧患意识，要让学生意识到我国要大力发展微纳技术，要拥有自己的光刻机的重要性。

2.1.3 教学融合与实施

首先，让学生自由讨论单片机的概念，随后讲解单片机的作用及适用范围，并说明本课程是以微型计算机开发来展开内容的，以计算机发展历程为主线。之后，以STC单片机作为课程案例，讲述中国单片机的发展，让学生对先辈们的奋斗精神有所感悟。接着讲述目前国内单片机的发展水平及影响。最后以华为海思为例讲述芯片制造的艰苦奋斗历程，讲述我国在世界芯片制造产业方面的地位及发展趋势，启迪学生要不断创新、勇往直前，为大国制造贡献自己的力量。

2.2 案例二：时钟系统实验中的课程思政案例设计

2.2.1 教学目标

本案例主要是让学生掌握单片机的定时器/计数器以及数码管的功能，设计一款国庆节倒计时系统。

2.2.2 案例具体设计

在时钟系统设计的实践教学环节，以中国当前的发展成果以及科技强国战略为例，提升学生的民族自豪感。因此在时钟系统的设计过程中，将爱国情怀的元素融入设计中，设计一款针对国庆节倒计时的时分秒系统。同时，在整个开发的过程中，每一条指令都要撰写严谨，这就要求单片机工程开发者要一丝不苟，在实践的过程中不仅要提高自身能力，还要培养优良的工程素质，培养工匠精神。

2.2.3 教学融合与实施

首先，讲解单片机定时器/计数器以及数码管的特性，随后让学生讨论各自的应用。之后，以普通分秒表为设计基础，引导学生思考：普通分秒表存在哪些缺点？从日常生活的应用实例出发，例如，国庆节倒计时系统，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，要学会鉴别，扬长避短，针对具体应用场合，选择合适的技术。在实践过程中，可能会遇到许多问题，比如即使仿真成功，但是仍然难以在实验箱上成功显示，那么就需要学生自己动手解决问题，精益求精，检查看是否接线桩出现问题，或者是否出现元器件损坏，不能只停留在初步仿真实现的地方。除了使用已有的单片机实验箱之外，学生可以自己选择合适的元器件、动手去焊接，然后不断发现问题、解决问题，反复琢磨，锐意进取。

2.3 案例三：温度传感器实验中的课程思政案例设计

2.3.1 教学目标

本案例主要是掌握温度传感器工作原理，让学生将单片机的定时器/计数器和DS18B20温度传感器结合起来，实现温度的实时显示。

2.3.2 案例具体设计

在本系统设计环节中，首先介绍温度传感器的工作原理，将已经成熟的代码和传感器工作时序图结合到一起进行学习，最后根据原理编写代码，代码相较于之前的内容较为复杂，在这个过程中培养学生精益求精的精神。以疫情期间医护人员利用测温枪点测为例，将其作为实际应用需求，设计一款可以实时检测温度的测温仪。同时，在这个过程中将抗击疫情的实例融入其中，培养学生团结协作、不懈奋斗的精神。

2.3.3 教学融合与实施

首先，回顾单片机定时器/计数器以及数码管的特性，介绍温度传感器工作原理，随后让学生讨论各自的应用。之后，以测温仪为设计基础，引导学生思考：“目前测温仪能实现哪些功能？我们还可以从哪些方面进行创新？”从日常生活的应用实例出发，如医护人员进行测温。同时为了保护一线医护人员安全、节省劳动力，是否可以再设计一款远程且能精确测量体温的仪器，然后引出红外测温仪，让学生不断进行思考，有助于培养学生的探索及创新精神。在面对这场全球性疫情的大风暴中，中国表现出了勇往直前的精神，全国人民共同努力，团结一心，抗击在一线的工作人员表现出无比坚韧的品质等，这些都可以自然穿插到教学设计中，培养学生的爱国主义精神和临难不屈的坚毅品格。

3 结语

将课程思政融入单片机原理及应用课程思政建设理念已经深入人心，通过在教学环节融入思政元素，采用案例教学，培养工匠精神及良好的工程素质，帮助学生树立正确的“三观”；以赛促教，锻炼师生积极思考，开拓创新。然后总结出目前单片机原理及应用课程中存在的问题，提出三点融合方法，最后结合三个案例进行详细分析。可以将本课程教学为例的课程思政教学改革应用到其他类型专业课程的实践中，为社会培养更多德才兼备的优秀人才。