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1、 基于课程思政教育理念的单片机原理及其接口技术课程教学改革 崔冉 胡明 吴静然10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.089摘 要 以“单片机原理及其接口技术”课程为例，根据课程专业性、理论性、应用性强的特点，挖掘知识点中蕴含的思政元素，将思政元素融入课程教学，提升学生的思政素养，培养大学生成为有责任感、有担当的工科人才。关键词 课程思政;单片机原理及其接口技术;思政教育;单片机;教学改革：G642.0 ：B：1671-489X（2020）21-0089-031 引言单片机是20世纪70年代出现的一种超大规模集成电路芯片，它将计算机资源集成到一片芯片上，是单片微型计算
2、机，英文简称为MCU（Micro Control Unit）。单片机自出现以来就具备了体积小、质量轻、性价比高、易于学习和应用的优势。随着半导体技术的不断进步，单片机的性能不断完善，处理能力得到几十倍的提升1。单片机的应用已渗透到各个行业，如家用电器、医疗设备、汽车电子、导航系统等。21世纪是智能化时代，单片机仍然将是这一时代的应用热点。51单片机已进入我国30多年，培养了几十万开发经验丰富的单片机工程师，但是目前单片机人才的缺口仍然很大。培养应用型单片机人才，特别是开发经验丰富、掌握最新单片机技术的工程师，是新时代电子信息技术发展的迫切需求。同时，学习使用单片机也是了解计算机原理与结构的最佳
3、选择。2014年，习近平总书记在北京大学师生座谈会上的讲话中指出：“才者，德之资也;德者，才之帅也。人才培养一定是育人和育才相统一的过程，而育人是本。人无德不立，育人的根本在于立德。”“凿井者，起于三寸之坎，以就万仞之深。”为深入贯彻全国高校思想政治工作会议和全国教育大会精神，贯彻落实习近平总书记系列重要讲话精神2，全国广大高校基于课程思政的教育理念深入推进专业课程教学改革。“单片机原理及其接口技术”是理工科电类专业的一门非常重要的专业基础课程，为后续专业课程的学习奠定了基础，对培养学生实践能力具有重要作用。探索在“单片机原理及其接口技术”课程中融入思政教育，是提升学生专业素养，增强学生大局观
4、、责任感和民族自豪感的重要手段。2 思政育人的目标设计“单片机原理及其接口技术”是理工科电类专业的重要专业基础课，具有理论性、实践性和应用性强的特点。从多年的教学实践及学生和教师的调研情况来看，这门课是非常重要的基础课，通过对课程的学习，能够让学生对单片机系统及设计产生清晰、系统、整体的认识。本课程的核心目标是提高学生的动手能力，激发学生的学习兴趣。更重要的是，本课程为电气相关专业的智能机器人及自动化后续课程的学习和创新实践的开展奠定了必要的基础。由于课程涉及单片机的基本概念、硬件结构、汇编语言、C51语言、中断系统、定时计数器、I/O口扩展、AD转换、串口及综合程序设计，课时量大，内容繁杂且
5、概念抽象，课内任务繁重，对部分学生来讲晦涩难懂。因此，在课程教学中往往只注重课程知识的讲解和相关题目的练习，鲜有思政元素，导致学生思政素养不足。思政育人有助于培养学生的团队协作能力、奉献精神和集体观念，提升学生的人格品质和思想境界，帮助学生端正价值取向，增强学生的家国情怀与民族自豪感。单片机的原理和设计是现代系统设计的研究热点。“单片机原理及其接口技术”是一门实践性和实用性很强的课程，课程围绕单片机硬件结构、汇编语言、C51编程语言、软硬件组合、外部资源调用等几个方面展开，所涉及的内容是前沿研究和技术应用的基本理论、研究方法和具体实现。根据课程的特点，传统的课程教学主要依赖于教师在课堂上讲解理
6、论知识，通过实验和实践训练促进学生对所学知识加深理解，并引导学生将理论与实践结合3。“单片机原理及其接口技术”课程理论性较强，如何开展课程思政，挖掘潜在课程思想政治内容是一个难题。本文结合单片机课程的特点、专业定位和教学模式，对教学内容进行梳理，并与思想政治材料进行有机结合，丰富课程内容，为教学与教育的一体化实施奠定基础。下面，本文将对“单片机原理及其接口技术”课程思政元素的挖掘进行深入探讨。3 思政元素的挖掘培养民族自豪感，激发学习兴趣 以课程绪论为培养学生学习兴趣的有力抓手，由教师介绍单片机在国内外的研究现状、应用领域、市场规模，引导学生通过查阅论文了解我国近几年在该领域的研究进度、现状及
7、发展趋势。以国内宏晶公司生产的STC单片机为例，介绍STC15系列单片机与传统51单片机的价格、技术和资源对比，彰显国产单片机的优势，培养学生的民族自豪感、科技自信心及专业认同感。单片机系统相关实例及实验结果具有可视化的特点，有一定的趣味性。在教学过程中，教师应注重展示实例的运行过程及效果，以单片机应用实例为切入点，结合人工智能技术的应用前景，展示单片机设计为日常生活带来的便利，展现单片机技术对于生产生活的重要性，以加深学生对单片机系统的理解，激发学生的学习兴趣。培养团队协作意识，端正价值取向 在系统设计和实践教学中，将实践技能培養与价值观引导相结合，以工程应用背景为基础，以综合实践为载体，采
8、用专题研讨、团队合作、课程设计等方式，围绕严谨、高效、协作、节能、安全等积极的价值取向开展实践教学，在训练与巩固专业技能的同时，提升学生创新实践能力，培养学生的工程理念，增强学生的社会责任感。注重整体和部分关系 单片机系统的整体运行由各个硬件模块及软件语言协同工作完成，没有各个硬件模块部分，就没有整体单片机系统;没有程序语言的命令，各个硬件模块也无法协同工作。各硬件模块及编写的程序语言都是单片机系统这个整体的部分，整体和部分在事物中的地位和功能是不同的，也是互相关联的，两者不能分离，而是相互影响和制约。整体是由部分组成的，整体的功能依赖于各部分的功能;而部分又制约着整体，在一定的条件下，关键部
9、分的性状直接决定了整体的性状。同时，部分是整体的部分，离开了整体，部分也就失去了本来的意义4。学习单片机系统要有全局观，从整体着眼，且不能忽视各硬件模块和软件语言的局部作用。通过单片机的软硬件各个模块的协同工作，引导学生将整体与部分的关系应用于其他工程应用及生产生活中。部分是整体的组成要素，每个模块、每个个体、每个部分都是构成整体的不可或缺的基础要素，缺一不可，独立存在的部分无法充分发挥其重要作用。深化联系的客观性与人的主观能动性的关系 单片机硬件部分的工作依靠程序开发人员编写的程序指令。实验教学环节不仅能够深化课堂所学的理论知识，同时能培养学生的理论联系实际、团结协作、自主创新和求真务实的精
10、神。在实验教学中，经常有学生因理论学习不够深入，找不到拼写错误，编写程序不规范，不会调试程序而无法实现实验现象。单片机硬件部分是单片机本身客观存在的、固有的，不以人的意志为转移。实验现象不理想是因为没有认清单片机硬件部分的联系，不能忽视或否定联系，更不能主观捏造联系，把客观不存在的主观联系强加给单片机硬件。只有遵循事物的内在联系，才能达到预期的效果。客观存在与主观能动性的关系同样适用于其他工程实践任务。实践成效是结果，人的主观能动性是成因，严谨的工作态度、扎实的专业素养、渊博的理论知识是工程实践成功的关键，引导学生深化理解联系的客观性与主观能动性的关系。强调现象与本质的辩证关系 汇编语言和C5
11、1都是单片机的程序语言，前者是底层的程序语言，而后者是高级语言。使用不同类别的程序语言或者使用不同的设计方法，均可以实现相同的实验现象。比如按键控制LED灯的显示（图1），可以用中断系统实现，也可以用定时计数器实现，或者用扫描按键实现;可以用匯编语言编程，也可以用C51编程实现。因此，仅从实验现象无法断定程序设计的语言及流程，无法轻易得知系统的稳定性、效率和能耗。这就涉及现象与本质的辩证关系，实验现象是外在方面的，是表面的、丰富多彩的;程序设计是单片机系统的内部方面，是其本质，是比较深入的、稳定的。现象是可以直接认识的，本质则只能间接地认识，根据现象与本质的辩证关系，引导学生深入研究实验现象背
12、后的程序设计本质。现象的实现是较为容易的，但是不同的设计人员实现现象所采用的技术水准，程序模块的设计方法，硬件端口的连接，程序的可读性、可维护性、鲁棒性是存在较大差异的。仅关注功能的实现而忽略了本质属性的设计，是经不住实践和时间的考验的。4 结语课程思政元素的融入是加强大学生思想政治教育的重要途径，在为学生讲解专业知识的同时，深挖课程中蕴含的思政元素，用正确的方式把正确的人生观、价值观、世界观和思维方法传授给学生，让学生认识到自己是祖国的未来，肩负着国家繁荣昌盛的责任，激励学生努力学习、报效国家。参考文献1何宾.STC单片机原理及应用M.北京：清华大学出版社，2015.2丁冲，杨文荣.基于课程思政理念下的“电路”课程教学改革J.电气电子教学学报，2019（6）：70-72，96.3赵志宏.单片机技术应用课程思政元素的探讨J.智库时代，2019（23）：77-78.4周欣，宋敏，周小勇.基于“工匠精神”的机械创新设计实践课程探索与研究：以西安航空学院机械创新设计实践课程为例J.西安航空学院学报，2019（1）：87-91. -全文完-
