课程思政背景下本科院校单片机课程的教学改革

许莉娟　熊新　张美琪　刘聪

摘 要：針对当前本科院校汽车服务工程专业《单片机原理及应用》在实际教学过程中存在的内容枯燥难懂、鲜有思想政治元素、学生学习效果差等问题，本文提出将课程思政引入教学目标以及教学全过程，并根据学情和专业特色对课程内容进行项目化设置，以项目为课堂载体，突出“教学做”合一的教学模式，进行教学方法的改革探究，以提高学习效果，达到知识、能力、素养全面协调发展的育人目标。

关键词：单片机 课程思政 内容项目化 专业特色 教学改革

1 单片机教学现状

随着单片机技术在汽车领域的广泛应用，单片机技术在汽车工程领域的地位越来越要，汽车相关专业的毕业生了解和掌握一定的单片机基础知识及编程技能成为一种必要[1]。

《单片机原理及应用》是一门理论性、实践性、应用型都很强的课程，是汽车服务工程专业的学生在学习完电工电子，C语言等课程基础上开设的一门重要的专业基础课程，课程知识点多且分散，概念抽象。传统教学方式，采用理论教学与实验教学的模式[2]，往往侧重于花大部分的课时进行各种理论知识和原理的讲解[3]，实验课时较少，且内容多总学时少，

例如我院汽车服务工程专业单片机课程总学时为40，其中理论32，实验8课时。整个教学过程没有将汽车专业电控方面的知识和单片机知识有机结合，没有体现专业特色[4]，且鲜有思想政治元素，所以大部分学生都普遍认为单片机课程枯燥难懂、汇编编程指令过于复杂且繁琐，学习兴趣低，主动性、积极性不高，更缺乏探索精神和创新精神。

基于以上分析，对于汽车服务工程专业《单片机原理及应用》课程的教学目标、教学内容、教学方法等进行符合专业特色和学情的改革，并在教学过程中通过引入思政元素激发学习兴趣，进行价值引领，有利于提高教学效果，实现知识、能力、素养协调发展的全方位的育人。

2 挖掘思政元素，设计教学目标

在传统的知识目标、能力目标基础上增加德育目标，同时将德育置于课程目标之首[5]，结合课程特点，充分挖掘理想信念和文化内涵等思政元素，积极探索将课程思政融入课程目标，形成知识引领与价值引领相结合的课程目标。本课程引入的思政元素有：增强责任感、使命感，养成严谨、专注、积极的学习态度，将理论性和实践性有机结合，采用正确的方法论，培养勇于创新、团队协作的精神等[6]。思政元素的引入，丰富了课堂教学内容，使单片机课堂并不只有专业知识的传授，还对学生的价值观进行了引领，提高了学生的素养。

增设的德育目标为：培养学生的科学素养、家国情怀、职业精神、工匠精神、团队精神、责任意识和纪律意识，激发学生的创新意识和民族自豪感，增强学生的工程素养和家国情怀。

3 教学改革探究

3.1 编程语言的选择

因为车载智能控制中的主芯片里有不少用的都是51型号的单片机，所以教学内容仍以51单片机作为学习芯片。但是鉴于单片机程序设计汇编语言指令部分是独立的，不容易被理解、记忆，而C51语言既有高级语言的优点，又有汇编语言特点，与汇编语言相比，C51语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显优势，易学易用，在有限的教学时间内，可以降低学习难度，故换选C51编程语言进行讲解。

3.2 教学项目的设置

目前市场上的教材内容有比较多的理论知识，且各部分内容还是独立的。教材通常分为很多个理论模块，教学时一般按顺利依次介绍，但是在实际分析和设计一个项目内容时，需要联系很多个理论模块的知识点，传统的教学过程中，很多学生很难将已经学过的那些离散的知识点联系起来，完全没有一个系统、整体的概念，针对具体实践项目还是不知道怎么有效使用单片机去实现。

根据学情和专业特点，结合单片机在汽车上的广泛应用，将课程内容进行项目化处理[2]，打破教学章节界限，以项目案例为载体，合理分配理论知识点，并针对每个项目挖掘思政元素，循序渐进地合理地推进项目化教学，将理论教学与实践教学有机融合，实现“教学做”合一的实践教学模式，使学生在实践中掌握关键理论知识，培养应用开发思维。实施的部分项目见表1。

3.3 改变教学方法、丰富教学手段

改变传统学习方式，老师讲，学生被动的听。采用现代教学方式，把老师与学生的上课角色进行改变，学生是主角，老师是配角，以项目为课堂载体，突出“教学做”合一的教学模式。

（1）翻转课堂、发布项目

教师运用翻转课堂先通过QQ群发布项目，按照项目化教学方式，把项目任务分解，让学生承担任务，根据任务的要求，去寻找任务的解决方法，有目的、有针对性的学习，从而能把之前学习的离散知识块联系起来，不断提高学生的综合学习的能力。教师通过平台不断收集问题，课堂上进行重点和针对性的讲解，以问题驱动内容，在教学过程中循序渐进，引导学生掌握课程知识和学习方法，提高学生的思维能力。

（2）“可视化”的项目分析与实施

教学地点可以是教室和机房，每个同学自带笔记本电脑，里面已经安装了Keil C51编程开发软件、Proteus仿真软件以及PC机与单片机的串口通信驱动软件。教学过程中， 教师重点分析、详细讲解一个实际应用项目，从项目设计要求、设计方案确定、硬件电路设计、软件设计、仿真调试各个环节进行递进式详细讲授，讲授过程中穿插引入相关的思政元素，并通过Protues仿真软件、 Keil C51编程开发软件演示电路原理图和程序的设计过程，、并联合仿真调试，让学生直观的看到仿真效果、使单片机课堂更加形象，提高了学生的学习兴趣。

教师完成项目分析与设计讲解后，要求学生动手实践，通过实践去验证方案的可行性，并进一步加深理解项目的设计步骤以及所利用的理论知识，并在实践过程中提出新的问题，突出“教学做”合一的教学模式，激发学生的科学探索精神。

有了第一个项目的学习经验，在学习接下来的教学项目时，教师就扮演配角，将课堂时间留给学生，学生可以运用同样的方法进行项目的分析和设计，教师只需花较少的课堂时间穿插讲解一些难懂的知识点，以及答疑解惑，从而提高了学生的学习主动性和积极性。

4 总结

思政背景下的单片机课程思政元素的挖掘及其教学内容设计、教学方法的改革经过不断探索和实践，取得了一定的成效，学生参与度明显提高，学习氛围相比之前更浓厚。将教学内容项目化，使学生明白“为何学”“学了有何用”，激发了学生学习兴趣，提高了学习效果。学生的知识、能力和素养得到全方位均衡发展。随着单片机技术在汽车领域的广泛应用，任课教师还需不断学习了解汽车领域最新的行业动态，根据行业的动态不断的改革和完善汽车服务专业单片机的教学。

基金：盐城工学院教改研究课题（JYKT2019A032）;盐城工学院教改研究课题（JYKT2019B064）。

参考文献：

[1]陈新芬，王林艳.汽车专业“教学做”合一单片机教学实践研究[J].科技创新导报，2016，31（126）：126-128.

[2]刘海洋，侯占峰，陈智，闫建国，佟鑫.探索项目式教学方法在汽车单片机原理及应用课程中的应用[J].教育现代化，2019，25（054）：144-145、154.

[3]张娜.基于项目化《汽车单片机应用技术》教学的探讨[J].福建电脑，2018，05（095）：158、175.

[4]邵金菊，高松，谭德荣，侯汝红.面向应用型人才培养汽车单片机实践内容设计[J].教育现代化，2018（44）：144-147.

[5]张琦，孟俊焕，吴延霞，史振萍.《单片机原理及应用》融入课程思政的实践与探索[J].汽车教育，2020（22）：192-193.

[6]李丽.单片机原理与接口技术课程思政融合设计与创新[J].经济师，2021（6）：169、171.