思政视角下“嵌入式技术应用”课程教学实践研究

晏文靖

（无锡商业职业技术学院 物联网与人工智能学院，江苏 无锡 214153）

2022年12月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》，主张职业教育功能定位由“谋业”转向“人本”，更加注重人的全面发展［1］。高等职业教育要贯彻人的全面发展思想，必然要在人才培养过程中做到德技并修［2］。德技并修是立德与修技的有机融合，是思想素养与专业技能的同向同行，而课程思政是实现德技并修的必然路径。2020年，教育部颁布《高等学校课程思政建设指导纲要》，明确提出结合专业特点分类推进课程思政建设，将课程思政融入课堂教学建设全过程。工科专业课程由于知识结构与思政教育内容跨度大、专业教师思政教育能力受限等原因，存在课程思政难以有效融入的问题［3］。

“嵌入式技术应用”课程是物联网应用技术专业核心课程，基于主流嵌入式微处理器系统架构，培养学生嵌入式系统硬件驱动、软件编程、嵌入式产品开发调试的能力。本文阐述“嵌入式技术应用”课程思政的教学实践路径，从教学模式、内容体系等方面进行课程思政融入的总体设计，分为课前启化、课中内化、课后转化三个阶段实施课程思政教学。

一、“嵌入式技术应用”课程思政的必然与应然

（一）课程思政是培养嵌入式领域职业工匠的必然要求

中华优秀传统文化强调学技先习德，立德是学技的基础，只有拥有健康的人格与心理，才能拥有追求更高专业技艺技能所需的坚韧与勇气。学技是立德的进一步延伸与拓展，体现学生在专业知识与能力上的成长，能进一步坚定学生理想与信念，提高其职业素养［4］。新一代职业工匠需要面对更加复杂的技术问题、更高的工艺要求，而“嵌入式技术应用”课程综合实践性非常强，对学生综合职业素养的塑造具有关键支撑作用。

在“嵌入式技术应用”课程中引入课程思政，有助于加强对学生的价值引领，培养学生科技强国必备的专业素养、家国意识、世界胸怀，能够推动思想政治教育与技术技能培养融合统一，在课程教学过程中达到以德引技、以技润德、德技并修的效果。因此，在“嵌入式技术应用”课程融入思政元素，是培养嵌入式领域职业工匠的必然要求。

（二）课程思政是强化学生课程学习内生动力的应然之举

在课程中实施线上线下混合式教学，融入翻转课堂等教学理念，需要学生在课外完成大量教学内容学习。要想取得良好的教学效果，需要解决学生课程学习内生动力不足的问题，激发学生内在学习欲望［5］。通过课程思政，增加知识点背后的科学故事，树立学科偶像，提供积极向上的情绪价值，从情感上提升学生学习的内生动力。课程思政还可以培养学生的思辨精神，让学生以更广阔的视野思考问题，改善学习方法，增强学生学习内生动力。因此，在“嵌入式技术应用”课程中融入思政元素，是强化学生课程学习内生动力的应然之举。

二、基于课程思政的“嵌入式技术应用”课程设计思路

（一）建立融入课程思政的线上线下混合教学模式

课程以智能车型机器人开发为主线，包含硬件电路装配、软件开发、仿真调试、软硬件联合调试等完整项目化工作流程，从宏观、微观两个层面深入挖掘课程思政元素，实施线上线下相结合的教学。在宏观层面，引入大国工匠、中华优秀传统文化、现代化建设等思政故事，强化学生的科技报国责任意识，将智能车型机器人开发的实践活动融入工匠精神，提高学生的职业素养。在微观层面，结合具体知识点和技能点，培养学生的辩证思维能力，使学生自觉履行职业规范，逐步形成良好的职业习惯。微观层面还可以将教师积极的精神面貌、着装礼仪、责任担当等作为直接的思政元素，强调教师的行为示范引领作用。

采用“学—做—演—用”线上线下相结合的方式开展教学。课前利用在线课程平台进行预热铺垫，指导学生自主学习，解决“学”的问题，强化学生的独立思考能力；课中针对智能车型机器人“仿真调试+软硬件联调”规范实践，解决“做—演”的问题，强化学生的技能培养；课后利用第二课堂强化巩固，鼓励学生对智能车型机器人进行功能拓展，解决“用”的问题，实现学生创新能力的培养，并在课前—课中—课后全过程渗透工匠精神。

（二）重构德技并修的课程内容体系

课程内容以智能车型机器人开发为主线，分为九个项目，每个项目实现车型机器人的单个功能，确定一个思政主题，达到德技并修的效果。

以项目一为例，除了要介绍专业基础知识外，还具有课程导入作用，引导学生探讨嵌入式技术的发展历史、现状和趋势，因此，项目的思政主题定为发展之路，思政素材为华为、中兴事件。通过思政素材，引导学生了解事件的原因，以此增强学生科技兴国的使命感。该素材还能让学生认识到芯片国产化的技术趋势，使学生坚定走自主创新道路的决心。课程内容体系见表1。

表1 “嵌入式技术应用”课程内容体系

三、融入课程思政的教学实施

下面以项目六——智能小车转向灯控制为例，阐述课程教学的具体实施过程。

（一）教学实施总体设计

项目六教学共4课时，160分钟。依据学情分析，确定本项目的知识、能力和思政目标。知识目标为能够理解基本定时器的定时时间、分频比、自动重装载值之间的关系，并进行计算。能力目标为能够根据计算值，在STM32CubeMX中对定时器进行配置，编写用户功能代码，下载到智能小车平台实现转向灯控制功能。思政目标为强化规范意识，从小事入手浸润良好的职业习惯。

项目教学实施总体分为课前启化、课中内化、课后转化三个阶段。课前，依托教学平台发布预习任务，统计分析学生的学习情况。课中，以任务驱动为主线，通过实物作品引任务、学生探究教师点评分析原理、查阅资料探方案、模拟实操仿真做、实物联调练技能，“引、析、探、仿、练”五个教学环节层层递进。课后，借助校内创新工作室、职业技能大赛等平台进行举一反三。项目六教学实施的具体步骤如图1所示。

图1 项目六教学实施步骤

（二）教学实施具体过程

课前启化环节以线上方式进行。课前教师通过线上课程平台发布智能小车转向灯控制项目资料包，指导学生进行课前预习，完成课前预习测试，并根据资料包中的电路原理图，完成转向灯模块的焊接、组装与测试，上传焊接与测试视频。发布大国工匠张冬伟用焊枪书写荣耀的事迹材料，引导学生感受精益求精的工匠精神内涵，组织学生在讨论区发表事迹材料观后感。

课中内化的“引任务”环节用时5分钟，播放小车转向灯控制演示视频，引出本次的任务内容。“析原理”环节用时25分钟，引导学生从课前预习资料中分析定时器工作原理，归纳总结基本定时器的结构与外部引脚，同时，教师根据课前预习测试结果进行部分原理的着重阐述。在学生摸透原理后，进入“探方案”环节，用时40分钟，要求学生分组讨论实现小车转向灯控制任务的实施方案，再进行方案汇报展示，讨论各方案的优缺点，并指导各组进一步改进。“仿真做”环节用时40分钟，各组根据方案进行程序编写。首先在STM32CubeMX软件中采用图形化方式进行工程配置，生成初始代码，工程配置过程强调步骤操作的规范性。在工程配置完成后，再对初始代码进行补充，完成程序编写。学生在程序编写过程中，教师应巡回指导，检查方案的正确性，提醒学生对照国家标准，从变量命名、代码缩进、文件结构等方面加强代码的规范性。在程序编写完成后，使用Protues仿真软件调试程序。仿真调试允许反复试错，减小硬件的损耗，且仿真软件中有丰富的外围器件，可以突破开发板或者实训平台的限制。针对单元模块的开发与测试，仿真是更快捷的验证方式，特别是在线上教学期间更具有效性，但是其具有一定的局限性，有很多硬件调试经验是仿真无法得到的，需要在后续环节弥补。“练技能”环节用时50分钟，将程序下载到课前焊接组装好的智能小车平台，进行软硬件联合实物调试，完成智能小车转向灯控制。实物调试可弥补仿真调试的不足，而且用智能小车，可以使学生直观感受，更好地激发学生的兴趣。实物调试环节结合学生课前提交的焊接与测试视频，采用学生自评和互评相结合的方式，评价视频中焊接前的准备、焊接操作的姿势、焊接后的检查等是否符合电路焊接操作规范。学生实物调试过程也是将软件与硬件结合，不断试错、纠错、总结经验的过程，可能是一行代码不规范造成的错误，或者是硬件焊接不规范造成的虚焊、漏焊等错误，需要花费大量时间进行调试，这个过程无形中让学生认识到规范的重要性，同时培养了学生做事的专注度和恒心。在课堂最后，教师要总结工程配置过程的规范、代码的规范、电路焊接的规范等细节，再次强调做事规范的重要性，只有遵循相关行业规范，才能保证工程项目的质量。同时，结合大国工匠张冬伟事迹，指出规范是精益求精的基础，是工匠精神的基石，并由做事规范引申到做人规范，引导学生做人做事要坚守规矩、坚持规范、坚定规则。

课后转化环节主要依托嵌入式技术创客工作室展开活动。课后要求学生结合全国高等职业院校技能大赛“嵌入式技术与应用”开发赛项内容，完成定时器功能在小车上的拓展，如定时采集电池电压并送LCD显示、定时发送无线数据实现智能小车与手机端的通信等。邀请职业院校技能大赛获奖选手就“嵌入式技术与应用”比赛的安全操作规范进行经验分享和示范操作。课后环节进一步拓展了课程思政的同心圆半径，通过第二课堂开展全过程课程思政。

四、教学成效与反思

“嵌入式技术应用”课程以专业技能知识为载体，发挥了课程特色，充分挖掘了课程中的文化基因和价值范式，从教学模式、内容体系等方面进行课程设计，融合了思政元素和专业内容，达到了“日学而不察、日用而不觉”的思政教学效果。课程思政有助于培养学生的责任意识，锻炼学生的思辨能力，提升学生的职业素养，促进学生对专业知识更好吸收，起到了反哺课程专业教学的作用。

在后续课程建设中，将进一步开展以学生为中心、能力和价值导向的教学设计，凝练普适性的思政元素融合范式，向专业其他课程推广，完善物联网专业的课程思政顶层设计。