基于“思政+”的混合教学模式探索与实施——以“单片机原理及应用”课程为例

■ 徐 明

（福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000）

高校要以“立德树人”为中心，全面推进课程思政建设，将德育与专业课教学有机结合，积极开展课程思政，充分发挥各类课程的协同育人作用，确保把青年学生培养成“德育与能力”并举的社会主义建设者和接班人。这就要求高校要在专业课教学中融入思政元素，落实立德树人根本任务，全面提升学生的思想政治素养[1]。“单片机原理及应用”课程是电子信息工程技术专业的专业核心课，是一门实践性、应用性很强的课程，旨在培养学生的单片机软硬件初步开发设计能力。在以往的课堂教学中，通常采用线下传统教学模式，教师为主，存在课堂讲授程式化、课程组织机械化、学习动机难内化、学习评价简单化等明显问题。由于学生理论基础差、课堂学习兴趣不高、课程学时有限不能满足学生的学习需求等因素，容易造成学生学习参与度不够、教学效果差等问题，传统教学理念需要变革。另外，以往的授课过程更多注重专业知识传授和技能培养，较少关注学生政治认同、国家意识、文化自信、人格养成等思想政治方面的教育导向，未能与思想政治课形成合力、有效实现协同育人。根据教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》等文件精神，对“单片机原理及应用”进行课程思政教学改革是非常必要的。

一、“思政+”混合教学模式的探索

（一）修订教学目标，加入思政育人

“单片机原理及应用”课程主要讲授51 单片机的系统结构、编程思想、时钟系统、中断技术、定时器、数码管显示、ADC 等内容。本课程采用项目化教学方式，通过课程学习，让学生能够掌握51 单片机产品设计及开发的基本流程，培养学生的实践能力、创新能力、研发能力和团队协作能力，为后续参加职业技能竞赛以及从事智能产品相关设计工作奠定坚实基础。

以课程导入为抓手，由教师介绍单片机相关情况，引导学生查阅资料了解我国相关的研究进度、现状及未来的发展趋势。培养学生的民族自豪感、科技自信心及专业认同感，培养学生的团队协作的意识，端正价值取向。在项目教学中，将职业技能培训与价值观指导相结合，基于工程应用背景，以综合实践为载体，采用小组研讨、团队合作、课程设计等方式，围绕严谨、高效等积极价值取向开展综合化教学，在培养与巩固学生专业技能的同时提升其创新实践能力，增强学生的社会责任感，深化联系的客观性与人的主观能动性的关系。只有遵循事物的内在联系，才能达到预期的效果。例如，项目六LED数码管显示的简易秒表设计，根据动态数码管“视觉暂留”的特点，引入“耳听为虚，眼见为实”俗语，通过学习让学生明白“耳听、眼见”都不一定为实，所以做人“耳闻之不如目见之,目见之不如足践之,足践之不如手辨之”。通过技能竞赛题目引入“中国速度”激发学生爱国之情，主动学习。

（二）深挖课程思政元素，形成特色课程思政建设模式

通过对信息产业发展脉络的梳理和单片机相关产品开发过程的深入分析，深挖了课程中的23 个思政元素。一个个鲜活的事例，激发了学生的爱国情怀。从产品开发过程的关键环节剖析出精通操作、科学严谨、勇于创新等12 个职业素养。全程渗透课堂教育，有效提升了学生的综合素质[2]。比如，在可控花样彩灯教学任务中，突出主题元素抗疫测温报警灯和安全意识、社会主义核心价值观等学生活动元素。在简易数字电压表教学任务中，突出主题元素，学好科学知识和扬起理想风帆、创新意识等学生活动元素。

（三）探索基于课程思政的线上线下混合式教学

基于校级教学资源库，开发了丰富的单片机原理及应用课程资源，建设课程思政专题。专题有图片、视频、案例、故事、历史、现实、作业。试题内容丰富，满足了基于线上线下混合式课程思政教学的要求，有效地使课程思政教学形成闭环，让课程思政教学落实到教学的每个环节，构建师生之间新型课堂生命共同体[3]。学生通过自主探究、预习小测、互助答疑等线上环节课前预习新知，课中通过预习点评巩固要点、案例导入任务呈现、头脑风暴思政融入、问题导向任务分析、合作探究任务实施、作品展示任务评价、归纳总结拓展升华等线上线下环节获取知识，课后通过在线测试问卷、拓展任务提交、动态掌握学情等线上环节拓展提高。

从创新课程思政模式、构建资料库等层面，将思政教学贯穿教学全过程。课堂教学由单向的知识传授转向师生对话，教学方式由机械的封闭式转向灵活的开放式，教学过程从程式化预设转变为预设和生成，学生在师生、生生地交往和互动中主动建构知识和提升技能。这样一来，课堂教学活动成为教师和学生沟通、合作的交往过程。教学课堂不仅成为师生共同参与建构的合作学习共同体、实践活动共同体，更是生命共同体[4]。

（四）建立“学习共同体”，培养学生社会责任感

将“学习共同体”理念引入“单片机”原理及应用课程，建立单片机课程学习共同体，使得教师与学生之间、学生与学生之间，可以深入交流与沟通。通过多维度互动（如微信群、超星学习通、腾讯课堂等）+多视角质量监控（如APP 线上单元测验、单元作业及互评、考试等，学习通的学情统计与分析、微信群纸质作业批改）等模式，有利于师生互动，教学相长，促使教学团队和学生得到共同成长，进一步促进了教学质量的提高。同时培养学生的集体主义精神与团队协作能力，帮助学生学会如何与人相处，增强学生的集体责任感，潜移默化地培养学生的社会责任感。

二、“思政+”混合教学模式的实施过程

以项目“红外测温仪”任务3“数码管显示模块的设计与制作”为例，在培养学生专业知识应用能力的同时，将创新能力和思政教育也融入教学过程。

项目“红外测温仪”来自合作企业的真实产品——红外测温枪，按照产品开发流程，遵循学生认知规律，将“红外测温仪”项目分为四个任务。

任务1：单片机最小系统的制作，让学生回忆一下之前学习的基础知识，温故而知新。

任务2：红外测温模块的设计与制作，重点学习一款医用红外温度传感器MLX90614 基本知识，及其与单片机的通信与编程。

任务3：数码管显示模块的设计与制作，在学生回忆以前学习过的多位数码管显示的基础上，结合此红外测温模块能够实时显示温度数据，增加项目实用性。

任务4：红外测温计软硬件调试，增加项目的实践性、先进性，提高学生的动手能力和专业能力。

整个教学过程，依据学生发展核心素养体系，全程渗透技术立身、岗位成才的思政内容。将吃苦耐劳、精益求精、民主自信等思政元素融入不同教学任务中，培养学生职业素养与情怀，将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，实现教学过程和生产过程对接。

（一）课前探究

在上课的前两天，通过学习平台推送微视频、技术资料和发布单元预习通知，学生自主学习数码管动态显示的电路连接，并尝试操作，完成个人班级座位号的动态显示仿真电路绘制并提交。

（二）课上提升

课前5 分钟，学生自主分享单片机的应用案例，提高自我学习意识。课中以“预习点评，巩固要点→案例导入，任务呈现→头脑风暴，思政融入→问题导向，任务分析→合作探究，任务实施→作品演示，任务评价→归纳总结，拓展升华”等七个环节开展教学活动。

第一个环节，预习点评，要点巩固。通过学习通平台统计功能，查看学生观看视频和课前作业完成情况，从硬件和软件两个方面点评动态显示与静态显示之间的区别和联系。

第二个环节，案例导入，任务呈现。播放央视纪录短片《同心战“疫”》，展现中国人民众志成城的抗疫历程，以显性教育强调中国精神，培养服务国家、服务人民的意识，激发学生的爱国情怀，引导引出本次课的教学内容——数码管显示模块的设计与制作。

第三个环节，头脑风暴，思政融入。通过观看视频，抛出议题“青年大学生如何完成自身融入民族复兴、科技复兴的使命？”分小组讨论并总结。

第四个环节，问题导向，任务分析。引导学生分析、讨论如何从虚拟仿真平台迁移至实际单片机产品制作，并分解成若干个子任务。即硬件平台搭建与测试→软件程序编写与调试→程序下载及软硬件联合调试→形成作品，编写测试报告和产品说明书。软件编写过程中，强调设计程序代码的核心是算法。算法在中国古代文献中称为“术”，最早出现在《周髀算经》《九章算术》中。在知识传授中以显性教育方式融入价值引领，增强学生对历史文化的认同感。

第五个环节，合作探究，任务实施。任务一：硬件平台搭建与测试。实施过程中，数码管的段码和位选码所对应的I/O 端口由小组讨论确定，并进行相应连接测试确认。任务二：软件程序编写与调试。主程序和中断子程序的功能及任务分配，主程序主要实现I/O 端口及定时器初始化，中断子程序实现秒表当前值的动态显示。任务三：程序下载及软硬件联合调试。STC-ISP 下载软件的使用注意事项，电脑串口驱动程序的安装、串口波特率的选择、下载到目标板上的操作步骤等。及时观察目标板现象，分析现象原因，小组合作，多回合调试直至成功为止。过程中学生可以在平台上和同学交流，尝试成功的同学可以将关键步骤拍成短视频，上传到平台上分享，供同学参考。任务四：撰写小组作品的端口设置及相关说明，测试过程中出现的问题及解决办法。

第六个环节，作品演示，任务评价。每小组推荐一位学生展示自己的作品，教师从实现方法、调试步骤、完成时间和团队分工等方面评价，做到公平、公正、客观。借助学习平台投票系统评选出比较好的学习小组。通过小组作品演示环节，一方面，培养学生语言表达能力和团队分工协作能力；另一方面，让学生表述作品的优缺点及后续改进的方向，是对知识技能要点的巩固和提升，也进一步塑造其精益求精的工匠精神。

第七个环节，归纳总结，拓展升华。教师通过作品制作的步骤及要点综述，引导学生将各个实施阶段中的知识、技能要点串接联系成一个整体，进一步巩固学习效果。

最后，教学任务完成之后，引导学生清点实训工具、实训设备复原和实训场地清洁，对学生进行劳动教育，培养其质量、安全意识和6S 管理意识。

（三）课后拓展

课后学生通过拓展任务——硬件电路不变，修改程序，实现温度高于38 度时，警示灯闪烁报警，将作品短视频或照片上传完成拓展任务，进一步提升单片机应用系统开发技能水平。

三、“思政+”混合教学模式的意义与效果

（一）推进“四真”进课堂，强化思政铸魂

第一，真实项目双师授课，强技育心。校企共同参与课堂教学实施过程，企业工程师讲项目需求、案例经验，把握项目进度。团队教师讲理论技术，把控教学进程，双师教学有效提升学生技能和职业素养。

第二，真实岗位对接生产，定岗定责。对接单片机产品开发流程设计教育过程，以产品开发五个岗位设计教学小组。在真实开发过程中培养学生识岗位、明职责、懂规范、会操作的职业素养。

第三，真实过程并行步骤，精益求精。遵循认知规律，利用虚拟仿真、游戏、人工智能等多种信息化手段，激发学生学习兴趣。采用“析、定、编、赛”四循环递升步骤，突破重点，采用“仿、真、测、评”四循环递升步骤，化解难点，实现做中学、做中教、评中导的教学目标。

第四，真实技术现身说法，激发情怀。全程贯穿国产信息技术发展相关典型案例。通过参与制定世界标准的华为、崛起的国产芯片等国产技术案例，潜移默化地培养学生职业情怀。

（二）线上线下混合教学，极大提升教学效果

第一，从易智教平台签到、问卷、讨论及随堂练习、实体课堂的讨论参与度等课堂表现，课后纸质作业反馈，课后的超星学习通单元测验、单元作业及互评、讨论区回帖等学情分析来看，大部分学生达到了教学目标，效果良好，有部分优秀的学生说这种课堂课后可看回放，学习效果优于实体课堂。

第二，多维度互动的线上线下混合教学模式实现了从以“教”为中心向以“学”为中心的转变，学生的学习状态得到改变。线上拓展资源为学生提供了更高阶的舞台，使学生对知识的掌握更加宽广深厚。

第三，对“超星学习通”App 的掌控，便于课程思政的有机融入，便于实时学情分析。同时，多维度互动+多视角质量监控有利于师生互动，教学相长，促进了教学团队和学生得到共同成长，进一步促进了教学质量的提高。

学生的课堂纪律和学习态度均有了明显进步。教学模式改革后，学生积极参与课堂活动，几乎没有出现课堂睡觉、玩手机等情况，课后作业提交率达98%。通过线上课程学习的人数相较之前有较大幅度增加，学生参加电子爱好者协会组织的活动也更加积极。课程结束后采用问卷调查的方式，特别针对思政元素的引入对于课程内容的理解度调查学生的满意度。从反馈结果来看，超过77%的学生认为课程思政的引入对于课程内容理解帮助较大，可见思政元素引入对于课程内容起到正反馈激励作用。与近三年的学生学习情况相比，考核成绩、学生到课率、抬头率、满意度均有大幅增加，均超过85%；通过课堂引导、团队协作、规范操作等流程，学生责任意识和使命感及职业素养有了明显提升。

（三）促进了专业内涵发展

依据学生发展核心素养体系，全程渗透技术立身、岗位成才的思政内容。将吃苦耐劳、精益求精、民主自信等思政元素融入不同教学任务中，培养学生职业素养与情怀。让学生不断感受时代脉搏和国家需求，延伸知识、技能背后的精神力量，提高学生的思想道德修养和服务国家、服务社会的社会责任感。

通过“思政+”的线上线下混合模式改革，近两年“单片机原理及应用”课程的学习取得以下成果。学生获得省级“福建省职业技能大赛嵌入式应用赛项”二等奖和三等奖各1 项，获得省级“福建省职业技能大赛物联网应用赛项”二等奖和三等奖各1 项；课程组教师发表教科研论文3 篇；获批发明专利1 项和实用新型专利4 项。

四、结语

高等职业教育不仅要在专业知识层面上给予学生教育和帮助，更要在精神层面上给予其引领和关注。本文借助新一代信息技术探究适合高职学生学情和课程自身特点的线上线下混合教学模式，以“单片机原理及应用”课程为例，探索在混合式教学过程中思政元素的融合途径以及其在课堂教学中的实施过程与方法，实现课程教学与思政教育的有机融合[4]。同时，在课堂教学实践活动中，师生共同参与建构，通过师生之间的对话、交流、合作、交往等教学互动，整合诸多课堂要素并引领其关系建构，展示和促进师生生命活力发展的动态生成的开放系统，从而构建新型课堂学习共同体，全面提升学生培养质量，取得了一定效果，对高职工科类理实一体化课程开展课程思政和教学改革有较好的借鉴作用。