关于单片机项目化教学的课程思政教学方案研究与设计

程正梅

（湖南人文科技学院信息学院 湖南·娄底 417000）

1 概述

《单片机原理及其应用》是我校电子信息工程、通信工程等多个电子类专业的必修课程，对于培养学生的实践动手能力和项目设计能力都有很大的帮助，是在校大学生四年必须掌握的一门与设计相关的课程。为了更好、更深入地学好这门课程，我校的任课老师对课程的教学方法进行了多次的改革，并取得了不错的成效。但是在课程教学中融入思政元素方面的研究可能挖掘得还不够深刻。现在我们国家生活水平逐步提高，人民的幸福指数也越来越高。当代大学生出生在党的关怀和呵护下，缺少吃苦耐劳的锻炼机会，也没有经历过艰苦岁月的洗礼，所以在学习专业知识的同时，对他们进行思想政治教育变得尤为重要。要让学生拥有一颗感恩的心，并明白自己奋斗的意义，从而找到自己未来发展的方向。更是培养学生牢记使命，成为有学识、有担当、有责任、爱国、爱家的新世纪人才是大学教育的重要环节。在此，笔者就单片机项目化教学过程中融入思政元素的教学设计方案做了相关的研究，并整理出了几个思政元素与教学设计的融合方案。

2 思政教学理念与教学设计的融合

针对我校大部分学生动手实践能力比较薄弱，对于知识架构的整体把握不太好，缺少创新创造能力的劣势。也为达到建设应用型本科大学的目标，我校的《单片机原理与应用》课程采用的是项目化驱动教学方法。本课程中一共详细讲述了11个项目的开发与设计，由浅入深，层层递进，把单片机的知识结构与项目实践较好地结合，在学习知识的同时很好地锻炼了项目开发的能力。结合现有的教学方法，在教学过程中融入课程思政元素并与目前的知识结构设计与思政元素的结合来看，主要体现在以下几个方面。

2.1 培养学生的爱国情怀、增强学生的民族使命感

只有祖国强大，我们的生活和安全才能有保障。我们都知道我们今天的幸福生活来之不易，加强学生的爱国情怀教育，增强学生的民族使命感本就应该是培养学生的重要项目。在项目一单片机的介绍中，通过介绍单片机的种类，发展历史、型号、生产工艺和产出等多方面全方位介绍单片机发展现状。从而引出我国单片机发展现状和技术瓶颈，进而上升到我国芯片的发展现状，以及我国存在的多种芯片设计技术难题的分析和科技发展面临的危机。从多角度让学生意识到我国单片机发展、芯片发展相对落后这一观点。激发学生的民族情怀，爱国热情。从而引出单片机的未来发展需要同学们应用所学知识为祖国未来的单片机设计事业、芯片开发事业贡献自己的力量。进而培养学生的爱国意识和民族情怀。少年强则国强，只有科技发达，国家强盛，我们的生活才会有保障，所以学生应该有生于忧患死于安乐的意识，提醒学生时刻不忘初心，牢记使命，祖国将来的单片机以及芯片设计事业需要同学们担当重任。

2.2 培养学生理论联系实际，从失败中总结经验的意识

在项目二点亮LED灯中，从C语言的程序设计开发、电路的硬件设计原理以及程序下载实现等过程中来引导学生进行项目的开发和应用。以此培养学生的实践动手能力。在讲解理论知识的时候，会引出课题：比如点亮一个LED灯，在共阳极LED中，撰写程序P0^0=0，并不能使同学们手中开发板中的流水灯的第一个LED灯点亮，但是程序又不报错，这是为什么呢？通过问题的提出，引导学生多动脑思考。进而引出单片机的开发是硬件和软件相结合的一门课程，需要理论联系实际，根据自己的硬件电路连接，编写自己的程序，从而才能点亮LED灯。引导学生从失败中总结经验完成项目的开发设计，从而培养学生的设计能力和纠错能力。失败是成功之母，失败不可怕，可怕的是失去面对失败的勇气。单片机项目设计是一个需要不断纠错的过程，所以在面对问题时，还应该培养学生面对失败的勇气，坚持不懈的斗志，最后的胜利才会属于自己。培养学生理论联系实际，从失败中总结经验的意识，也可以延伸到生活的其他方面，这也是单片机思政教育的重要意义所在。

2.3 培养学生在生活中应用单片机的能力

单片机的应用和发展已经体现在我们生活中的方方面面了。怎么引导学生发现生活中的单片机设计，怎么运用单片机设计改善我们的生活也是单片机教学最重要的内容。在这一过程中以项目八温度传感器 DS18B20的使用为例，在该项目中重点讲解了温度传感器DS18B20的温度数据模式，时序设计以及怎样使用温度传感器进行温度测量的过程。引导学生进行室温，手指温度的测量仪设计，从而多方面思考，在实际生活怎么应用温度传感器。自2019年公共卫生事件突发以来，对我们的健康、生活和工作带来了多方面的影响，尤其是人的体温测量变成了日常观测的重要数据，进入学校、超市、搭乘交通工具等都需要测温。这一情况伴随的是，跟温度测量的相关的仪器在市面上供不应求，与之相关的温度传感器的市场价格也水涨船高，供应一度缺货。在教学过程中会引导学生根据自己手中的开发板设计体温测量仪，从而培养学生在实际生活中应用单片机开发的能力。同时还提醒同学们多从身边发现单片机设计的影子，多从实际生活中学习单片机知识，这样才是真正的应用。

2.4 培养学生的创新创造能力

在最后的课程综合设计环节，将学生分成2人一组，进行项目设计训练，安排给学生22个设计题目，涉及了多功能电子琴、遥控电子密码锁、智能交通灯、智能空调等多方面的设计，具体到设计的方方面面，产品要求有自己的特色和创新点。在这一过程中学生要掌握DXP电路板设计与制作，软件编程，多种课程知识的综合应用也是培养学生综合运用知识的一个重要环节。多次的硬件电路和软件程序联调，既可以锻炼学生的设计作品的耐心，又可以观察学生掌握知识深度，从而为以后的教学设计做比较，进而对学生的教学查漏补缺。

在多次的调试后，最终完成作品，最后通过课程答辩，完成作品的展示。知识的综合运用到具体的产品开发是最能检测学生所学知识效果的。通过对所学单片机知识的延伸，开发具有新的功能的单片机产品是一件非常有成就感的事情，这样也能更大地激发学生的学习兴趣。为后面学生参加电子设计大赛打下坚实的基础。最终考核项目的设计完成有助于提高学生的自主学习能力和设计能力，也有助于学生创新能力的培养，更有助于培养学生综合运用知识的能力。

3 结论与展望

《单片机原理及其应用》这门课本来就是一门实践性很强的课程，在学习过程中要求同学们边学边动手展开设计，所以这门课程的思政德育教学的进行也是比较顺利的。在把握国家方针政策的同时，将课程思政做到位也是丰富单片机教学的一种重要手段。在培养学生的技能知识的同时，也能培养学生的爱国意识、知行合一的理念、综合运用知识和创新能力更是显得尤为重要。一个人要是技术过硬，品行不端，将会是社会和人民的灾难，新闻中出现的高智商犯罪说的就是这类“有才无德”的人。所以对学生进行思想政治品德的教育是比技术知识教育更重要的教育。尤其是从事单片机设计专业的学生是祖国未来的科技工作者，其中有的学生可能会是从事航天、军事等重要领域方面的人才。品德过硬就更不能松懈，为国家培养出品学兼优的人才才是本科教育的重要意义所在。而单片机教学设计中的思政元素的挖掘是为单片机教学锦上添花，更为我们培养技能技巧和品德品质双重优秀人才提供了一个很好的途径。在今后的教学过程中应该更深入地挖掘思政元素与单片机教学的更好融合，不断完善课程思政的内涵和外延，真正做到灵活有效地进行教学。