《微机原理》课程思政的认识与探究

杨瑞科，韩锦绣，武福平，张锐

(西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安)

一 引言

《高等学校课程思政建设指导纲要》指出课程思政建设要在所有高校、所有学科专业全面推进[1]。为落实把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面推进“课程思政”建设，不仅可构建全员、全程和全方位（三全）育人的大格局[2]，而且针对不同学科和专业特点提出了分类建设“课程思政”的意见和建议。这对于从事一线教学的专业课教师，如何将“课程思政”建设内容有机融入到专业课的教学过程中具有重要的指导意义，是“思政课程”和“课程思政”协同发挥效力及“课程思政”教学改革努力的方向和目标。

二 《微机原理》课程思政的必要性和重要性

虽然计算机技术发端于美国，但近年来，我国在移动支付、电子商务、超级计算、量子计算、人工智能、通信和雷达等众多领域已走在世界前列，计算机类人才在贡献社会进步、经济发展和国防建设中起到中坚的作用。计算机技术目前已经渗透到各个学科和专业，是各个学科和专业学生的学习、研究、开发和应用及发展所依赖的基础、基本技术和有力工具，已涉及到社会和经济发展的方方面面。《微型计算机原理》课程是各种电子、信息、人工智能、仪器仪表、物理等类学科的专业基础课程，开课学科和专业面广泛，涉及的学生众多。因此，开展微机原理课程思政的建设与探究，并针对不同学科和专业特点，开展相关专业的课程思政教学改革是实现立德树人和三全育人根本任务的关键环节，是为国家和社会培养德、智、体、美、劳、专综合素质全面发展的创新型人才的有力环节。

在《微机原理》课程思政建设和教学改革中，教师需要针对本课程的教学内容、特点及在相应专业中所处的位置，学生们的基础和专业特点，探索将思政要素有机融入课程专业内容的方式、方法、途径；同时需要不断增强专业基础课教师的课程思政意识和思政能力，认真挖掘课程思政案例，以协同育人为目的，以案例分析为切入点，做到知识教育与思政教育的同向同行，将知识传授、能力培养、与育人进行合理深入的融合，达到了知识教育与思政教育相互促进的教学目标，以取得更好的教学和教育成效。

三 课程思政存在困难的成因分析

为了达到“思政课程”和“课程思政”协同育人的目标，充分发挥专业课教学和教师的优势，就必须针对专业课教师特点、课程特点、考虑学生的基础和专业特色等，对课程思政中存在的问题进行分析，探究问题解决的方法和途径，实现更好的课程思政目标。我们采用具体问题具体分析方法，以理科物理类专业开设的《微型计算机原理》课程思政为例，从教师、课程和学生角度分别分析存在困难的成因，探讨解决方法和途径，实现协同育人目标。

（一） 专业课教师特点和思政认识和能力分析

在原有人才培养体系中，思政课程由从事思想政治理论教育的专任教师担任；而目前为了实现三全育人，在大学里育人不仅仅是思政课程教师的任务，而是转变为所有教师的任务和责任。对于一台计算机，其核心部件是CPU，其直接决定着计算机的速度和效能及其发挥，它控制计算机各个部件并使它们协调工作。同样，对于课程思政的落地和实施，教师就是最为关键的核心部件，专业课教师的思政认识水平和思政能力是确保课程思政在各个学科落实的关键所在。因此，对于专业课教师，通过课程思政，在教授本专业知识的同时，还要保证思政教育不重复、思政元素与本课程的内容和知识点有机融合，显得不生硬且要具有说服力和富有成效。这种转变的核心是从“专人教”到“人人教”，这对教师的综合素质和能力提出了更高的要求。这种要求不仅仅是对专业知识在深度和广度方面需要更进一步加强，知识储备需要进一步扩充；最主要的是急需提高教师们对“课程思政”的认识水平，及努力改进和提升教师们的思政意识和思政能力；同时，还需认真改进整个教学设计，在不同的教学环节中体现出思政元素；并需使课程思政发挥长效机制，潜移默化地产生持久作用；这些对专业课教师的工作而言在质和量上都提出了很大的挑战。

目前，部分专业课教师对“课程思政”的认识还存在一些误区，以为思政教育会干扰专业课的学习效果，影响理论和原理分析的连贯性，分散教师和学生的注意力，从而缺乏积极性和主动性。但是，实际上在正确处理思政教育和专业内容教育的关系后，授课中合理自然地加入课程思政元素不仅会提升专业课程教学中的思想和价值引领及人文氛围，反过来还会促进专业课程的教学效果，使得教师的讲授更生动和深入，学生的学习目的更明确，积极主动性更强。

还有教师认为课程思政会占用专业课程内容的教授时间。由于科学技术的快速发展，每个学科专业的信息量不断增加，其教学方案都在不断地改进，新的教学方案中均对专业基础课程的学时进行不同程度的减缩，从而使得专业课内容讲授学时更为紧张。而对于微机原理课程，其内容多而繁杂、理解难度大、要求基础面广、学时有限等，导致授课教师往往仅能关注到知识传授和实践能力的培养，无暇有更多的时间关注思政教育。长此以往，形成了专业课程教学过程中轻德重智的教学误区。为了更好地解决好课程思政问题，就需要从教学目标、大纲、教学内容、教学方法及过程等多个环节进行深入改革和探索。

当然，教师课程思政能力是实施课程思政的关键所在，普遍有待于提高。部分专业课教师，由于能力水平、眼界视野、思政元素挖掘等多种原因，在专业课堂上出现生硬感和思政课程味道太浓，不能自然地、潜移默化地把思政融入到专业教学中，甚至出现低质量生搬硬套、强行灌输等，使得课程思政效果不佳，缺乏深度和广度。这就急需从各个方面努力提升教师们的思政认识、意识和能力，这不仅仅是教师本人需要探索的问题，更需要教学管理部门和人员更多探讨和关注的问题，使得“课程思政”和“思政课程”相互互补，真正起到润物细无声的育人和育才的作用。

（二） 《微机原理》课程的特点分析

《微型计算机原理》是一门软硬件结合的课程[3]，主体内容较为经典且基础宽广，部分学生在刚接受知识时存在一定困难，并以为与以后的学业和就业关系不密切，学习热情和动力不足等，因此，在新形势、新要求下提高教学效果存在一定挑战性。且它需要多门前期课程作为基础，对于学生的知识起点有一定要求，这对于部分基础薄弱的学生，尤其对于理科物理类基础的学生来说无疑是难上加难。

目前《微机原理》普遍课时少，理科专业该课程学时更少，而包含的内容多且十分繁杂，原理较难理解，使得教师教学压力较大，为了完成教学任务而采取传统的灌输教学方式，对学生动手实践能力培养强调得不够，无暇顾及对学生的做人素养、学习目的和态度等方面的培养。学生只负责“听”，被动生硬地接受专业知识，缺少实践编程和设计的时间和动力，缺乏与任课教师之间的交流和互动。这种教学模式久而久之会严重制约大学生深入探索、主动学习与实践的积极主动性，甚至使学生产生厌烦心理，降低教学的实效性。

因此，需从学生“不知道为什么学，学什么，有什么用”入手，改革课程目标、大纲和知识体系，优化教学内容，强调分析各部分知识的应用背景及与目前研究热点问题的联系，以课程思政育人目标为指导，应用为背景，兴趣为导向，开展启发式教学方法，完善实践练习和配套设计环节，提高课程教学的灵活性和开放性，调动学生的主观能动性，激发学生的热情和探索兴趣[4]。

（三） 学生基础和特点分析

“课程思政”的关键点应落在大学生的德和才的共同教育和协同发展上，引导大学生形成正确的“三观”、积极向上的学习态度、良好的学习兴趣和行为习惯、健康的专业伦理及科学信仰。

然而，由于大学生所处的年龄阶段、校园、社会及网络环境等因素，使其容易受到多种思潮的影响。加之个性活跃，心理还不够成熟，“三观”不稳，学习的积极性和主动性不足[4]。同时，理工科学生普遍存在轻视思政内容的现象，不怎么注重个人素质和修养的培养，总以为学好专业课知识才有助于深造和就业，而思政的学习只是文科生和个别专业学生的任务，对专业课学习中的思政教育不重视，对其作用不关注、不感兴趣，不愿投入更多的时间和精力。对于理科学生的学习，更注重理论学习的严谨性和逻辑的连贯性，学习微机原理课程时的基础较薄弱，且课程中的思政元素不明显，即：如果对内容和原理掌握不透彻的情况下，对其中蕴含的思政元素可能会理解不到位。这表明在理科学生的微机原理课程中引入思政元素更困难，这就给微机原理课程的专业教学与课程思政的有机结合带来了新的挑战。

四 《微机原理》课程思政的探索

计算机技术为什么能在各行各业中起不可替代作用，这与计算机系统的组成、原理和管理系统与体系是紧密相关的。那么，在微机原理的学习过程中，深入体会和掌握这些原理、方法和技术时，更要与我们的生活、学习、各种社会团体、集团公司的运营与管理、甚至国家的管理等联系起来。也就是需要深入挖掘微机原理中的思政要素和管理技术，在学习专业原理知识的同时，分析探讨其中的思政问题，把专业知识和思政元素有机地结合，让学生在掌握专业知识的同时，养成良好的生活习惯，树立优良的学风、严谨的科学态度和正确的价值观，增强个人自信、民族自信，培养团结协作的精神，使其将来能成为社会主义建设中的有用人才，恪尽职守努力工作。下面给出我们《微机原理》课程思政中的几个案例。

（一） 以CPU的地位阐述党的核心领导地位

计算机的飞速发展主要决定于CPU技术的高速发展，计算机应用领域广泛，已渗透于各个领域，决定于CPU的控制和管理功能的强大及理念和技术的先进性。

整个计算机系统完美体现了整体与部分的关系原理。计算机系统能够完美地高效能的运行，就是靠CPU对计算机的各个部件合理、有效、步调一致地协调控制管理，使其各个部件联合起来尽可能地发挥其最大效率。计算机整体并不是这些组成部分的简单链接，计算机在CPU控制下，通过总线链接各个部件，通过时序控制，使得各个部件步调一致、统一协调的工作，才能使整体的功能得到升华，创造出更大的价值。

计算机为什么可以在各行各业中发挥能效，主要由于CPU先进的控管功能，使得计算机功能愈来愈强大，在我们生活、学习、科研、社会管理等方方面面，只要引入计算机技术，可使其效率有质的飞跃。因此，目前使得计算机技术的应用领域几乎无所不在。

同样，我们中国人民能有今天这样的安定、幸福美满的小康生活，离不开共产党的核心领导，像计算机CPU一样，党不断发展强大、国家民族就强大、经济就可协调稳定的发展，人民生活就可持续提高。

党发展壮大，组织、管理、协调功能增强，祖国强盛、民族安定团结。这次通过新冠病毒肺炎疫情的防治，以及整个国家的疫情防控过程，体现出在党的核心领导下，各个部门团结协调工作，举国上下万众一心、齐心协力抗击疫情，有效地控制疫情蔓延。认识和理解国家实行武汉“封城”的必要措施，虽然交通暂时“中断”，经济受到一定的影响，但是，党和国家始终把人民的生命安全放在首位。充分彰显了国家管理和治理能力，使学生们增强了家国情怀[5]。

这能充分地体现出坚持中国共产党的核心领导地位，我们国家就能像计算机系统一样快速崛起，经济高速协调发展，社会繁荣昌盛。由此可见，对于一个国家、一个政党而言，核心导向理念至关重要，科学的领导能够提升大学生的社会责任意识，也能够使政党在大国治理过程中，力挽狂澜，引领航向。从根本上来说，思想政治教育与专业技术人才的培养目标具有一致性[6]。

（二） 总线及其时序教学中对团队成员协作严谨性体现

在总线操作及时序内容的教学中自然融入对团队各个成员管理的严谨性和高效的协作精神教育。通过计算机原理知识教学把团队合作的思政教育自然而然地相互融合，取得较好的协同效果。

在总线操作过程中，在CPU时序的控制下，系统各个部件需严格按照时序工作，若有哪个部分有误或延迟，就会影响系统速度和性能，甚至导致任务无法按时完成，严重点还会导致系统混乱。这就好比一个学习或科研团队，要想完成一个任务，必须以时间进展为先后次序，需解决的关键问题为节点，以优化最短路径分析为算法，通过时间先后次序把他们贯穿起来，有条不紊地实施任务的各个环节关键问题，高效地完成任务。这就要求，每一部分通力合作、严密配合，不能有误或不能延迟地完成各自的任务。同时督促和提醒同学们要不断发挥和培养个人专长、学习有用的知识和技能，在以后的工作和生活中充分发挥个人能力并在团队和社会中正确找到个人定位，发挥出“1+1＞＞2”的效能。因此，在学习和掌握计算机系统总线和时序分析内容的同时，可引导学生把学到计算机总线管理和时序分析的方法有效地应用于学习、生活、团队的运转和管理中，达到专业知识和课程思政元素的有效结合及相互促进。

（三） 汇编指令和程序设计中体现出的严谨性和任务模块细化分析

汇编指令是汇编程序的基本语句，在CPU设计时，谨慎严格的定义和筛选出相应的操作指令系统，这是计算机计算和管理功能能否有效发挥的基础，在编程时必须严格按照指令的格式、应用规则来使用，否则，编写的程序就无法运行，也有可能对系统造成破坏。这就像一个政党的党章、国家的各种章程及法律法规、公共道德等，使得学生明白，像人生的编程一样，必须无条件地严格遵守，否则，就会受到制裁和处罚。若将单条指令或语句与程序形象比喻为个人与社会，指令的标准就等同于做人的准则，通过类比，告诫同学们只有把握好基本准则、价值观念和职业操守，个体才能成为社会中一粒金子般的人才或一个有用的螺丝钉。

在对一个任务进行程序设计时，首先需要对任务进行分析和分解，将复杂问题简单化、模块化，进行算法分析，结构可灵活选择，尽可能地采用标准模化模块和算法进行处理，并逐步细化到应用标准语句和指令来实现。编写的程序在保证结果正确的前提下，算法逻辑思维要清晰、可读性强，健壮性好，时间和空间效率高。

在对学生的程序设计训练过程中，让学生学习汇编编程、提高程序设计能力的同时，让他们明白对复杂棘手问题着手处理的方法，将程序设计中的化整为零、模块细化、程序效率分析等方法应用于学习、生活和工作，解决的复杂问题。对自己本人小到微机原理课程的学习和大学的学业规划，大到职业规划和人生规划，都可借鉴程序设计的思路和方法。

(四） 存储器扩展中体现出的深度和广度的扩展

计算机的存储器组成，由于单片容量不能满足要求，就需多片链接，即需进行存储器的扩展。在计算机存储器芯片的链接上，根据CPU档次选择所需的存储器芯片，存储器的链接扩展，不仅仅是存储单元的扩展，还可进行存储位的扩展（即：容量和字位扩展）。扩展链接方式多样化，可根据任务要求灵活选择。这方面的学习也让大学生明白掌握知识时，不仅仅要从广度上涉猎，还需要从深度上去探究，即要从纵向和横向都要去探究。当然，对于大学生来讲，主要的还是先要掌握基础知识和基本技能，开阔学科视野，然而，也需要根据自己的学科专业做一些探索性的深入研究，了解专业发展状况，学习课题研究方法，了解研究过程，明白做一名研发者应该具有的基础知识、专业技能、诚信、自信和善于合作等素养。

（五） 输入/出接口教学中体现出的综合分析、实践能力和创新意识的培养

通过简单输入/输出（I/O）接口芯片学习和简单I/O接口实例原理分析，让学生掌握一个系统设计的方法和过程，清楚设计中需要的基础知识和可以借鉴以前的设计经验，明白前期课程的重要性及其虚心学习他人经验和向他人请教的重要性，但要自觉遵守职业道德，尊重他人技术成果，尊重知识产权，拒绝学术不端行为。

可编程接口芯片的学习和应用分析，在学习掌握芯片功能和应用实例原理的基础上，强调分析可编程芯片如何与CPU及外设以程控的方式进行信息交换，可编程芯片如何在CPU和外设之间起到桥梁作用，及CPU对其控制和芯片控制外设工作的主要方式方法。使学生们掌握这些专业知识的同时，使学生明白我们的学习、开发小组，科研团队，及各种社会团体等的运转，可以借鉴计算机的管理，即，必须在党和国家的统一领导和指挥下，在社团领导的具体领导和管理下，充分发挥各个团体内部成员的能动性和团结协作精神，努力实现并完成相应的任务和目标。

当然，通过计算机I/O接口芯片的学习，让同学们清楚，计算机功能的扩展，应用领域拓展，除了CPU的技术的发展和改进外，I/O接口芯片的发展尤为关键，尤其是可编程接口芯片的发展和技术的更新换代，会给计算机的应用带来惊人的变化。因此，通过接口技术的学习，让我们清楚，对于学生们的学习和开发小组，组长的德、管、才、干等能力的重要性，对于科研团队及社会集团，其各个层次领导组织和管理能力的重要性，其领导组织和管理能力是决定于任务和目标能否顺利完成和达到的关键所在。那么，对于课程思政，教师的作用就尤为重要，是实现育人与育才协同发展目标最为关键的环节。

五 结语

为了实现课程思政与思政课程同向同行，构建“三全”育人格局，我们基于理科学生的微机原理课程开展了课程思政探究。首先，针对《微机原理》课程教学中缺少课程思政元素，难以实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体教学目标的问题，及学生工科基础薄弱，重理论轻实践，且课时有限等问题，分析了课程思政较难实现的成因；讨论了专业基础课教师，微机原理课程，和现代大学生们的各自特点和专业特点，为课程思政提出一些改革建议，并从教学目标入手，对教学内容进行较细致的分析，给出了与不同章节教学内容相关联的思政案例，把专业知识和社会知识联系起来，通过课程思政元素和案例的引入实施和检验，不但让学生明白了“为什么要学、为谁学、和做怎样人”，同时，也让学生更加清楚自己“怎样学、怎样做、和怎样能做得更好”等问题和方法，在提升思政意识的同时很好地改善了教学效果。也能让我们教师和教学管理部门更加清楚地认识到“课程思政”的重要性及在协同育人中的效力和作用，打造双能型教师队伍势在必行。