课程思政在单片机原理及应用课程中的实施与探索

王春荣，夏尔冬，张雯娟，高浩

（1.三明学院机电工程学院；2.机械现代设计制造技术福建省高校工程研究中心，福建 三明 365004）

1 前言

近年来，课程思政教育在高校中越来越重要，各个高校大力推行课程思政和德育教育。工科专业的学生多数对思政元素的理解较浅，如何在工科核心专业课程中实施课程思政教学是当前教师应该思考的问题。本文以单片机原理及应用课程为例，探索了课程思政的教学方法。单片机原理及应用是机电一体化、自动化、电子工程等专业的核心课程，在新工科人才培养过程具有举足轻重的作用，其先修课程主要有电路基础、C语言程序设计、模拟电子技术等。学生学习完本课程后，应具备设计、制作相关电子设备、机器人的能力，以及后续学习嵌入式系统等课程的基础理论知识。

本文作者对标工程教育认证和新工科人才培养目标，以单片机的原理及应用课程的第二章第2节为单片机的硬件结构为例开展思政教育，以项目式的形式展开，在教学过程中将实践能力培养与德育教育相结合。此章节为单片机内部结构的重点知识。学生要编写程序控制单片机完成各种规定的动作和功能，必须熟悉掌握单片机的内部结构。单片机技术在智能制造、自动化和人民生活等领域广泛应用，为我们生活带来了便利、智能，这得益于祖国的繁荣和稳定，其根本原因是国家坚定不移地走中国特色社会主义道路，从而推动了各行各业的发展和单片机技术的进步。

2 课程思政元素的融入

单片机的原理及应用课程注重学生的实践能力与创新能力，在实践技能培养的过程中与思政元素结合教育教学，不但可以提高学生专业技能，而且对学生的思想政治方面也具有极大的提高。在实际教学过程中，可以使坚持中国共产党的全面领导、改革开放与外交、团队精神以及人生规划等元素进行融合，营造浓厚、轻松的思政氛围，提高学生的思政水平。

3 案例的设计与实施

3.1 思路与理念

掌握单片机的硬件结构是学习单片机的基石，图1为单片机的硬件结构图，其由中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、特色功能寄存器、数据存储器（RAM）、4个I/O口、串行接口以及中断系统等。此外，还包括负责各个模块之间通信的总线（DB,AB,CB）。

图1 单片机硬件结构图

CPU是单片机的核心部件，控制着单片机的各个部件，学习此部件时，要引导学生坚持中国共产党的全面领导地位不动摇；单片机内各个部件需按照一定的时序进行配合完成设定的操作，在此要引导学生理解、认识团队精神的重要性，每个人都是团队的一员；I/O口是单片机与外部进行信息交互的接口，在此要引导学生认识改革开放与外交的重要性；中断系统可根据各个任务的重要性进行分时处理，在此要引导学生，合理分配自己的大学时间和人生规划，在人生各个阶段就应做最应该做的事情。通过对单片机硬件结构的学习，引导学生在大学阶段该如何树立正确的价值观与人生观。

3.2 案例具体实施

（1）学习CPU核心部件，CPU模块是单片机的核心部件，单片机的RAM、ROM、I/O口、串行口和中断系统等的工作都受其控制，即CPU对单片机中的各个部件起着绝对控制的作用，使得单片机能够按照编写的程序完成预设的工作。CPU在单片机中具有核心地位（图2）。

图2

（2）学习I/O口。单片机是通过I/O口与外部设备链接，进行信息交互，外部传感器输入的信号、单片机处理完的信息都是通过I/O口来进行交互，可以说是单片机的“眼睛”“耳朵”（图3）。

图3

（3）学习时序控制。单片机的CPU与其各个部件之间是通过总线连接，以一定时序各部件相互配合完成预设的工作，如果在工作过程中某一部件未根据相应的时序完成自己的工作，将导致单片机无法完成相应的工作。在课堂中，通过介绍团队的分工协作，让学生认识到团队合作与团队精神的重要性，特别是在参加各类竞赛中，都是以团队参赛的，在团队中各个成员都扮演着不可替代的作用，能否取得立项的比赛成绩，往往都是团队一起努力的结果，借此让学生切身体会到团队精神的重要性（图4）。

图4 单片机时序

（4）学习中断技术，引导学生合理分配时间、规划人生。中断技术使得单片机可以对任务进行优先级划分，较为紧急和重要的任务可以设置较高的优先级，单片机将执行优先级较高的任务后执行优先级较低的任务。在课堂教学中，教师可针对现在大学具有丰富的课余时间，应合理进行规划，光阴似箭，在正确的时间要做正确的事情，并对自己的日常事务也进行优先级划分。如将学习、学科竞赛等现阶段最为紧急和重要的事情列为最高级，其余时间再去处理其他优先级别低的事务，这样才能充实自己的大学生活、规划好自己的人生、不虚度大学光阴（图5）。

图5 中断技术

4 结语

为提高学生的思想政治水平，营造浓厚、有趣的思政学习氛围，本文以单片机硬件结构学习为例，探索了思政教育与单片课程融合教学的思路与理念，形成了思政引领的工科专业核心教学方法。通过本文凝练的教学方法，使学生在学习专业知识的过程中能更加深刻地理解和领会到思政元素，从而认识坚持中国共产党的全面领导的意义、改革开放与外交、团队合作的重要性，规划自己的人生，做到思政元素与专业课程的融合，实现思政教学目标。本文提出的课程思政实施方法，对工科转的其他专业课程具有一定的参考价值。