高等职院校科专业课程承载思政元素的途径探索＊——以“单片机应用技术”课堂设计为例

钱雪微，李迎霞，岳晓瑞，刘慧敏

（1.湖北城市建设职业技术学院，湖北武汉 430205；2.湖北职业教育软件技术专业郝自勉工作室，湖北武汉 430205）

著名“现代教育学之父”赫尔巴特认为：不存在无教育的教学。学生的思想政治教育问题不能同整个教育过程剥离开来，而是同整个教育问题广泛、全面地联系在一起，教书育人真正做到融会贯通。2020-05，教育部关于《高等学校课程思政建设指导纲要》（下称《纲要》）中提出要切实将教育教学作为最本质的工作，深入挖掘各类课程特别是专业课中所蕴含的思想政治元素，让学生通过学习、掌握事物的发展规律，通晓天下道理，丰富专业知识的同时增长见识，磨炼品格，最终成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[1]。《纲要》对于课程思政的对象和范围、思政元素内容以及评价机制、保障机制等进行了阐述，为高校德育育人和专业知识育人指明了方向，提供了保障，成为现阶段高等教育专业课程教学过程中的重要课题。

目前高等院校80%的课程为专业课程，专业课程与思政元素相结合是目前以德育人的重要组成部分，借助此教育契机，将思政元素与专业知识相结合，使学生在思维过程中，更好地理解工科专业课中的思政信息内容。

工科专业一直以来非常重视自然科学教育，一方面其相关理论内涵为马克思主义主要理论，是思想政治教育内容的核心，由此可见工科专业与思想政治教育之间的关联以及与马克思主义理论的密切性。单片机相关的课程一般为工科的专业课程，课程的教育意识形态色彩相对来说较为弱化，但在学生相对应的实践活动中，能够锻炼学生的思维能力，并且学生在动手能力培养的过程中，通过对问题的探索、验证、讨论，拓宽自身知识领域，其中包含较多有价值的思想理念；另一方面，马克思主义的主要科学观念揭示的是思政教育、自然学科以及工科专业等内容的内在客观联系性，将马克思主义的基本观点融入工科专业中，能够实现学科的教育模式的一体化，推进自然科学、工科专业和思政教育的相互交融，从而展现“课程思政”教育意义；最后，在工科专业课中，始终将马克思主义的理论作为其行动指南，通过将专业课程中的理论与实践等课程与之相结合，加强自然科学的知识传递、信息传播，不断深入学生对马克思自然科学理论的理解，从而培育学生优秀的自然科学精神与思想境界。

1 课程概况

“单片机应用技术”这门课程为一门纯工科课程，在教育部物联网应用技术专业的专业标准中被定为一门专业基础课程，该门课程理论与实践相结合，着重培养学生在物联网应用技术专业中运用单片机进行开发的能力[2]。本课程选用的教材为机械工业出版社出版的“十三五”规划教材《CC2530 单片机技术与应用》，节选取教学内容中最重要的一个知识点——中断，着重讲解中断的基本概念、中断优先级以及中断嵌套，在讲解过程中深入挖掘知识点所蕴含着的思政元素，实现思政元素与课程的有机融合[3]。

2 学情分析

学情分析主要包括分析学生的知识经验、学生的学习能力和学生思想状况等，学生知识经验分析和学生学习能力分析对学生在学习该知识点之前已经具备的专业知识和欠缺的专业知识进行剖析，而学生思想状况分析是结合高职学生的学习特点对本课堂设计知识点所包含的思政元素的挖掘，实现专业知识点与思政元素的完美契合[4]。工科学生特别是高职类的工科学生，在汲取知识的过程中往往更容易出现技能知识与思想教育相互分离的现象，专业课上只学习专业知识，而将思想品德的培养依赖于思政课。

学生知识经验分析。学生在学习单片机中断系统之前学生已经学习单片机概念、特点以及内部构成，I/O 口所具备的特性，熟悉了CC2530 单片机开发语言和环境以及输入输出口相关寄存器的配置方法。

学生学习能力分析。学生在熟悉掌握了CC2530 单片机概念以及I/O 口使用的基础上，对于单片机如何处理中断控制任务的机制不了解，同时也不理解单片机如何处理多项控制任务。

学生思想状况分析。学生普遍对于动手能力强的课程本能的有一定的抵触心理。在日常生活中，学生经常会遇到多个需要几乎同时处理的事情，对于如何安排事情处理的先后顺序来提高效率，很多学生处理不是非常恰当，且当多个事件同时发生，如何避免冲突，就如同团队合作，通过合作能在各司其职的基础上实现1+1＞2 的效果。单片机属于芯片类，中国的芯片技术相较于国外仍然存在较大的差距，以致于在贸易战期间部分企业受制于人，以此为出发点，进而让学生产生爱国主义情怀，尽最大的努力为国家的科技发展作贡献。

3 教学内容

教学内容包含课堂教学目标、教学知识点以及知识点所包含的思政资源，而课堂教学目标又包含有知识目标、能力目标以及价值目标。知识目标为理解CC2530 单片机中断源、中断嵌套、中断优先级的概念，了解中断的处理过程；能力目标为能设计相关场景，当CC2530 单片机不同的中断发生时，能画出单片机的中断处理过程流程图；价值目标为学生在掌握知识的同时能懂得如何根据事情发生的主次去合理地进行规划，使所有事件有条不紊地运转，能理解团队合作的重要性，如何发挥自己在团队中的作用至关重要。从单片机的中断编程中可以引申出国家的科技发展战略和国际形势，至2017 年起，中美的贸易摩擦不断升级，只有自己的祖国真正强大起来，才能真正拥有话语权，以此激发学生产生强烈的爱国主义情怀。

本次课堂设计所蕴含的教学知识点有单片机中断、一个中断发生时CPU 如何处理、多个中断发生时CPU 应该如何处理以及理解中断的嵌套和中断优先级。

引入的思政教育素材有类似于电影《中国合伙人》、关于合作的相关谚语——我们知道个人是微弱的，但是我们也知道整体就是力量等，中美贸易战始末；引入思想政治相关元素，包括和谐、团结合作以及爱国主义等。

4 教学过程

问题导入。在教学过程的具体实施阶段，由具体的生活中的中断事件引出单片机中断。比如小林在家完成作业时，此时家里电话响了，并且水壶的水沸腾，而屋外快递员正在投递快递。当内外多个事情同时发生时，小明应怎样去处理这一系列的事件呢？

预习。通过提前录制好的微课和PPT 课件让学生对本次课中的中断概念、中断嵌套和中断优先级以及中断过程有了初步了解。职教云课前设置如图1 所示。

图1 职教云课前设置

教学过程。该过程为学生达到知识目标、能力目标和价值目标的关键步骤，主要步骤如下：①讲解预习题。②通过将日常生活中同时被多个事件打断例子与单片机发生中断的情况进行对比，进一步加深学生对中断源、中断嵌套、中断优先级的理解。日常事件与中断事件的对比如表1 所示。③讲解一个中断发生时CPU 的处理方式。主函数在运行过程中，当内部或外部突然发生打断主函数的运行，使其转向为处理内部与外部事件的中断服务程序中去，完成中断服务程序后，CPU 返回主程序被打断的点继续执行。④学习多个中断发生时，如何根据多个中断各自的优先级先决定谁先被执行，以此引入中断嵌套的概念。多中断处理过程如图2 所示。

表1 日常事件与中断事件的对比

图2 多中断处理过程

多中断处理可引入影片《中国合伙人》，三个各走极端、格格不入的人，在一次偶然的机会中相遇并建立友谊，在创业过程中经历了重重考验，最终创下了一段传奇。当多个不同的人或者（物）聚力在一起，看似没有关联，有些甚至背道而驰，但是经过磨合与合作，却能实现1+1＞2 的效果。

同时在教学过程中教师也会讲解芯片的发展，学生在课程学习时应当认识到科学创新是第一生产力，只有掌握了科学技术这个核心竞争力才能化被动为主动。作为新时期的大学生应当坚定强国意识，承担起振兴中华的重担。近几年国际形势复杂，因为核心科技的差距很多企业处于被动局面，说明中国科技实力有待进一步加强，因此在教学过程中，应当在单片机芯片学习中激发学生的爱国热情，成为具有自主创新能力及高尚道德品质的高精尖人才。

5 教学评价

课后通过任务驱动的形式，师生互评，教师发布课后讨论，当外部中断和串口中断均发生时，外部中断的优先级更高，CPU 的处理过程是什么样（分组讨论，每组选出一名代表对CPU 实现过程进行阐述），同时学生对本门课的的教学进行评价与反思。通过师生互评，从而发现各自的问题，不断改进，“人无完人”也是课堂上应该教给学生的一个道理，每次的课堂都可以成为一个发现问题和寻找问题的契机，而只有发现了问题，改进之后进步，通过这样循环往复的良性循环之后，才能实现教师学生的共同进步。

6 结语

研究思政元素融入工科专业课的“单片机应用技术”课程中十分必要，不仅是“单片机应用技术”课程教学革新的需要，同时也是工科专业践行“课程思政”思想理念的需要，更是工科专业学生职业化、专业化发展的现实需要。但是在专业课程与思政元素的融合过程中，应注意寻找合适的思政融入点，达到润物细无声的效果，而不应该显得“刻意”，从而造成反效果；知识点与思政元素相结合应该做到少而精，从某一个点上打动学生，激发学生的思政情怀，从而使得思政元素与课堂内容达到相辅相成的结果。在“单片机应用技术”这门专业课中，应该不断探索各个知识点与思政元素合理的结合点，为学生树立“课程思政”教育思维，推进工科专业课革新，进而培育学生工科专业核心素养。