基于单片机与接口技术的思政元素与专业课程知识融合路径研究

孙杨 冯嵩 陈丽娜 雷利 金增楠

（沈阳城市建设学院，辽宁 沈阳 110167）

前言：全面推进课程思政建设，有利于改善高等院校教学现状，培育更多优质人才。而作为高校教育中的专业课程，单片机与接口技术课程的实践操作性较强。为了进一步强化学生的思想觉悟，需在传递专业课程知识的同时，为其提供思政指导，便于学生在协同效应作用下，拥有较高的思政水平，为其良性发展奠定基础。

一、单片机与接口技术的思政元素与专业课程知识融合的必要性

单片机与接口技术作为专业课程，在其教学中融合思政元素，能够进一步将学生培育成应用型人才，使其不但能够拥有扎实的专业技能，而且还能形成良好的职业素养。因此，于专业课程中实现课程思政融合具备一定的现实意义。此外，单片机与接口技术是机械类教学专业课，有着显著的实践性，不但要求学生深刻理解理论内容，而且还需在课程学习中产生实践运用能力。在其融合思政元素后，学生的学习热情将得到有效激发，使其在未来进入工作岗位时，也能保持冷静的状态积极处理专业问题，甚至能在工作期间形成正确的职业观，对我国信息技术领域的壮大发展能够产生良性影响。基于此，专业课任课教师应意识到课程思政融合的重要性，在具体教学环节，转换教学理念，为学生进行思政教育，既要建立端正的社会主义核心价值观，又要培养工匠精神以及爱国主义情怀，促进学生的优质成长[1]。

二、单片机与接口技术的思政课程目标及其课程简介

（一）思政课程目标

在新时代背景下，教师团队需积极构建三全育人格局。作为专业课程教学中的必修课，单片机与接口技术实施课程思政，要求教师先行树立明确的教学目标，始终坚守初心，从融合内容、融合途径等方面，为学生打造良好的课程思政教学条件。关于单片机与接口技术课程思政目标的设置，具体包含下述三个方面：第一，在专业课程知识中融入思政元素，是为了确保学生成为高素质强技能人才，借此提升专业课程教学有效性；第二，在课程思政视域下。教师需注重创新思维的培育，而且还应当加强爱国情怀以及协作能力、责任感的培养，促使学生在课堂上能够逐步形成工匠精神，这也是践行科技强国目标的重要依据。

（二）专业课程简介

单片机与接口技术专业课程中，具体以Arduino UNO 控制器为研究主体，共计分为8 个教学项目，且每个项目都设有三个甚至五个教学任务，经过教学任务的深化，能够促使学生逐渐实现知识体系的完善。在学成后，学生的单片机开发以及机型功能拓展及其实践运用能力都将有所提升。在教学中，为了保持课程进度的稳定开展，还需搭配实践课，辅助学生深度掌握实际应用技巧，切实改善学生理论知识储备量以及技能基础。

此处列举项目1 与项目2 举例说明，项目1 以创建单片机系统为主，包含了单片机系统初步认识、Arduino IDE 编程软件的应用。项目2 中重点讲解单片机控制LED 灯，从LED 灯的闪烁功能、点亮方式、闪烁频率的调整以及亮度提升等方面分别为其设计教学任务，最终在教师传递的专业课程知识中，实现学生的科技认知能力。在专业课程知识中，教师除了需要为学生提供理实一体化项目化教学环境外，还需要以思政素养作为教学重点，增强学生的课堂体验，继而达成课程思政目标[2]。

三、基于单片机与接口技术的思政元素与专业课程知识融合路径

（一）建立各门课程的协同育人教育机制

以单片机与接口技术为教学主体，于专业课程中渗透思政元素，还应当切实建立完善的协同育人教育机制，注重各门课程知识的有效融合，进而根据实际需要结合多学科，培养学生的独立设计项目的应用能力。同时，教师还需要把控好课程教学整体与局部知识的关系。虽然在教学中每门学科都具备一定的课程特色，且教学重点以及教学内容均存在明显差异，在对于教学目标大体上有着相似处。例如培育学生的实践应用能力等，而且其情感目标多有共通，这就需要在课程思政视域下，教师需要实现多学科知识的融合教师，不仅仅局限于单片机与接口技术的专业课程上，更为主要的是应当以思政课程为辅，指导教师引领学生逐步达成全新的教学目标。

例如在“点亮LED 灯”课程中，要求学生从本课程的学习中掌握LED点亮原理，而在实际教学中，教师可利用案例导入法，为学生建立完善的知识框架，一方面，可联合C 语言、电力学等多门学科，帮助学生构建课程融合思维。对于LED 灯的点亮过程中，常涉及程序编写，在其启动闭合电路时，需保证在程序执行中，能从编程中获得实现LED 灯点亮的提示，而且对于LED 灯线路的正确连接，也是决定LED 灯是否亮起的重要因素。只有学生能各学科知识中汲取经验，才能加深学生对专业课程知识的理解。此外，在课堂上，教师还需要注重学生思维习惯的养成。在分析LED 灯点亮原理过程中，需产生反推思维，即点亮的响应程序来源于智能家居控制系统，而在设计此系统时，还需进行编程，编程中又需要运用C 语言，并且需运用电力学理论知晓LED 灯的内在构造。专业课任课教师需积极与其他课程任课教师保持良好的沟通关系，随时进行教学互动，分析如何正确的培育学生的学习习惯。在协同育人教育机制下形成协同效应，以便学生能够有机会课堂上接触丰富的课程知识。

（二）培养学生的工匠精神

单片机与接口技术是智能科技领域所需重要课程。以往在教学中，教师侧重于学生理论知识的掌握程度以及实操能力的具体表现。虽然确实能够实现理实一体化教育，具备一定的教学成效，但在此环境下培育的人才，其职业素养往往不高，并且经过学成进入岗位后的跟进调查，发现此部分人才的流失率较高，而且对于单片机系统的开发能力，未能实现精益求精，所设计的单片机产品，其品质也不高，由此证实在原有的教育工作中，因未能深度融合思政元素，造成学生的职业道德、职业能力及其职业品质多有缺失。因此，教师在实现专业课程知识与思政元素的融合时，还应当加强工匠精神的培育，使之真正成为科技领域的优质人才。

首先，需在教学内容上进行优化，从以往单方面讲解专业知识，转而向工匠精神的实例发展，包括在课堂上为学生讲述该领域具备工匠精神的先进人物，如借助多媒体设备为学生播放胡双线、高凤林、徐振超等先进人物工作时的视频片段，与文字叙述相比，更能直观调动学生匠心追求积极性，也能就此帮助学生深刻认识工匠精神内涵。

其次，教师需结合单片机与接口技术项目实践课程，指引学生在实际操作中发现问题、解决问题，并不断实现产品优质改良。

以“超声波测距”为例，教师应当在学生掌握超声波测距的原理后，掌握超声波测距的设计技巧，而后在操作中，需提高对测距传感器精度的应用。同时，在学生设计期间，会因初期生疏，而造成测距中的应用环境干扰、传感器的精度不高等情况，此时随着学生对测距传感器的使用，明确测距精度在不同环境下的应用情况，最终能够设计出符合实际应用效果的测距设备。教师可在学生实操中，不断给予鼓励，在激发学生创新思维的同时，也能保持钻研探索精神，从中深刻感知工匠精神的现实价值。

最后，教师需在项目拓展环节，为学生布设延伸任务，即根据学生在实践课程中汲取的设计经验，设计出更多带有测距功能的设备，应用在不同的情景下，并经过评估后选出具有重要实际应用的测距设备，以此在完成作业任务的流程中逐渐形成工匠精神。此外，在对学生的测距设备打分时，还需从创新性、协作精神以等多个方面对学生实施综合评估，确保评价结果更具参考作用，也能避免学生一味关注分数，而忽视了产品品质。只有教师在教学过程中时刻融入思政元素，才能促使学生形成良好的职业素养。

（三）增强学生爱国主义情怀，自强不息努力探索

我国在实现科技强国中国梦时，需要打造充足的人才团队。而单片机与接口技术作为工科人才培育中的重要专业课程，若能在教学环节融合思政元素，可对我国科技力量的强化产生促进作用。所以，教师在讲解专业课程知识的同时，需在课堂上实现学生爱国主义情怀的重点培育，使其保持自强不息精神，借助科技产品为我国科技领域的壮大发展提供助力。曾几何时，我国的科技水平处于落后状态，无论是零配件还是成品，都需要从他国购进，甚至依靠他国先进的技术，造成我国在技术层面上略显被动。而随着华为企业等知名企业自动研发芯片技术以及5G 通信技术的成功研发，无形中增强了我国的科技自信。基于此，作为未来科技行业发展的核心人才，教师需在教育工作中，于专业课程教学课堂上，采取有效措施，使之形成良好的爱国思维。

例如教师可通过美国的MCS 单片机与国产STC15 单片机予以比对，借此运用两种单片机的特色优势，促使学生能够充分了解国产产品的特色功能。在承认他国科技卓越的同时，也需认可本国产品。其中STC15 作为国产单片机，照比传统单片机，其运行速率更快，存储空间更大，因其具备串行口下载程序，实现了烧录程序的便捷化运行。这些优势的体现，都能进一步转变学生的固有观念。教师在课堂教学中，需从单片机系统的多元化研发成果上，指引学生全面分析国产单片机系统的实践价值，借此形成民族自豪感。

教师在为学生介绍“单片机原理”等基础课程时，可为学生讲述芯片的发展趋势，其中可重点以国产芯片为教学重点。例如2021 年华为研发了全新5 纳米新品，与往日的人工智能芯片比较，其功能及其性能均有所优化。国产产品的崛起能够切实扭转学生对国产产品的印象，以往部分学生以使用进口商品获得优越感。而随着我国技术的日益发展，国产科技产品也开始赢得了当代人的信赖。教师需从自主研发芯片技术以及国产单片机方面，为学生提供研讨话题，便于在互动中激发爱国主义精神。

结论：综上所述，在单片机与接口技术专业课程知识教学中，若能融合思政元素，能够为新时代教改工作指明方向。对此，在其实践教学阶段，应从协同育人教育机制、工匠精神、爱国主义情怀、团队合作能力的培育上着手，促使学生在深度掌握专业课程学习技巧基础上，具备崇高品质，借此为未来发展给予保障，为国家振兴事业储备坚实的人才力量。