基于“三育融合”的专业课教学改革探讨——以单片机原理与应用课程为例

文 桦，郝华丽，孙树祥

（黄淮学院 电子信息学院，河南 驻马店 463000）

高校作为新思想的策源地、人才培养的摇篮和先进文化的中心，在创新型国家建设中肩负着重要的历史使命。课程是高校教育教学活动的载体，是实现教育目标的基本途径，课堂教学改革的力度和效果直接决定高校人才培养的质量。如何有效实现课程思政教育、双创教育与专业教育的融合（以下简称“三育融合”），是当前高校教育教学改革面临的主要问题。本文拟以电子类专业单片机原理与应用课程为例，以“三育融合”为视角探讨高校专业课的教学改革。

一、课程教学中存在的主要问题

目前，单片机原理与应用课程教学中存在的问题主要反映在三个方面。第一，课堂教学无激情、少互动，学习完成度低。受传统教学观念的影响，一些教师在课堂教学中仍然以“教”为中心，具体表现是根据教材组织教学内容，采用多媒体+板书的形式对学生进行知识灌输，课堂缺乏交流互动，变为教师的一言堂。这种教学难以充分发挥学生学习的主动性，也不利于调动学生的学习积极性，有的学生还可能变为课堂上的“低头族”，因此教学效果不佳。第二，理论教学与实践教学相分离。目前大部分高校单片机原理与应用课程仍采用先理论后实验的教学方案，即先讲授规定学时的理论后实验教学才开始跟进，两者的时间间隔则或长或短。如果两者的时间间隔较长，就会导致学生做实验时相关理论知识已经淡忘，部分学生不能自主完成实验，很难真正意义上培养学生的实践能力。第三，“三育融合”流于形式。部分教师在课程思政上存在应付心理，课堂教学中思政元素的选择不合理，与专业知识背景的联系不紧密，难以达到课程思政应有的效果。在“双创”教育与专业教育的融合上，虽然国内的相关研究较为成熟[1-3]，但一些教师对此不够重视。

二、基于“三育融合”的课程教学改革必须解决的问题

（一）更新教学理念

高校教师应将时代需求、国家建设需要和学生发展需要放在教育教学目标的首位。将马克思主义立场、观点和方法融入科学精神的培养中，可以从根本上提高学生认识问题、分析问题和解决问题的能力。通过科学思维方法训练和科学伦理教育，可以培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。在专业案例项目训练中强化工程伦理教育，有利于培养学生精益求精的精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。因此，高校专业课教师“要用好课堂教学这个主渠道……守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[4]。创新创业教育不但能够提高学生的创新意识、创新能力和创业能力，也有利于学生激发学习主动性，培养批判性思维意识，进而提高知识运用能力和问题解决能力。由此可见，在教学理念上，教师必须以培养符合时代需求的人才为目标，从根本上实现由教师为中心到学生为中心的转变；必须充分认识“三育融合”的重要性，自觉地将思想政治教育和创新创业教育有效融入专业课程教学。

（二）改革教学内容、教学形式和教学方法，优化教学评价方式

教学改革要落到实处，必须改变传统的以教材内容与顺序组织课堂教学的方法，以学生的发展为中心，以专业人才培养目标和课程教学大纲为依据，以提高课程目标达成度为目标，科学合理地对课程内容进行优化，并引入相关的课程思政元素和学科前沿理论与技术，使课程教学具有更宽广的视野、更深邃的内涵，并易于学生学习和理解。同时，要摒弃传统的理论教学与实践教学相分离的教学形式和灌输式教学法，合理运用智慧教学手段等现代信息化技术，采用与教学内容相适应的教学方法，着力提高学生的学习兴趣和课堂参与度，进而有效提高课程目标达成度。

教学评价与反馈是检查教学成效和督促改进教学的有效手段。传统的“一张试卷观全貌”的教学评价方式，难以反映学生的创新创业能力、问题解决能力、可持续发展能力、团队协作精神、科学精神，应通过教学评价方法的改革，将结果评价与过程评价结合起来，力求评价的综合性和全面性，使评价结果有效反映课程目标达成度。

三、教学改革的具体路径

（一）将“三育融合”理念贯通课程教学全过程

创新驱动发展战略人才培养的需求和课程育人的践行，要求教师在专业课程教学中融合渗透创新创业理念和思想政治元素[5]。单片机原理与应用是电子类专业一门实践性很强的专业基础课程，在该课程的教学中，教师要根据学情和教学大纲培养目标要求设计教学内容，进而根据教学内容的特点选择合适的教学方式和教学方法；要根据教学内容科学合理地融入马克思主义的立场、观点和方法，以及创新创业理念、工程伦理意识、科学严谨的工匠精神[6]。例如对于“单片机最小应用系统设计”模块的教学，在教学方式上，可以先让学生利用“学习通”进行课前预习，然后进行课堂讲解；在课程思政上，可通过冯·诺依曼的故事培养学生的科学精神，通过与华为手机芯片相关的事件激发学生的爱国情怀和学习动力，让学生认识到成功的背后是辛勤的付出；在创新创业教育上，可通过周立功、郭天祥等人的故事培养学生的创新意识，并通过声控灯、夜闪灯等最小应用系统的设计和分析提高学生的创新创业能力。此外，在课程教学中教师还应注意以下两点：一是要着力激发学生的学习兴趣，如可通过手持式智能红外测温仪结构与工作原理的介绍与分析，使学生加深对单片机的理解，明确学习单片机原理与应用课程的意义；二是注重因材施教，根据学生的个体差异开展有针对性的教学。

（二）根据学生需求重构项目化教学内容

为了适应时代发展要求，很多教师都将立德树人作为教材建设的根本任务[7]，注重教材的科学性和适用性。但是，由于办学定位和人才培养规格要求不同，一本教材很难满足所有高校的教学要求。单片机原理与应用课程的应用性和实践性较强，教师可根据学生需求和课程教学目标将教学内容重构为若干个模块，每个模块包括多个任务，在任务中合理引入课程思政和创新创业教育的内容，通过任务的完成达到课程教学目标要求。在实验教学的改革上，可将实验分为基础性实验和综合性实验，并将企业的一些真实案例作为实验项目。基础性实验涉及的知识点较少，实验任务较简单，重在提高学生的实践技能，深化学生对相关知识的理解和掌握；综合性实验涉及的知识点较多，难度较大，重在提高学生的知识综合运用能力和创新能力。为体现因材施教的教学原则，教师应允许学生根据自己的能力和兴趣选择实验项目，还可让学生自行设计实验。另外，可增加期末课程设计实验，并将学科竞赛中的相关竞赛项目纳入其中，使学生在课程学习中掌握竞赛规程和设计方法，以此提高学生的创新能力，培养学生科学严谨的作风。例如，可将全国大学生电子设计大赛和“蓝桥杯”软件及信息技术大赛中的一些项目（如电子时钟、帆板控制系统、旋转LED 显示控制等）作为课程设计项目，并要求学生在设计制作过程中严格执行竞赛规程和行业标准，有效利用工具软件进行开发和调试，注重团队协作能力、问题分析能力和批判性思维能力的培养。

（三）基于能力导向要求合理选用教学方法

单片机原理与应用课程的教学应以能力目标为主，根据项目任务制定能力目标要求，并有效选用线上线下混合式、PBL+ACDIO 等教学方法[8]。在教学过程的课前阶段，教师可通过线上平台发布学习任务，让学生利用线上资源进行预习，并将预习中遇到的问题发布到交流讨论区进行讨论探究；在课中阶段，教师可利用多媒体、虚拟仿真工具软件构建虚拟实验平台，开展理论与实践相结合的教学；在课后阶段，可让学生利用开放实验室及仿真平台完成拓展任务，并将遇到的技术难题发布到班级交流群，以便教师及时了解教学中存在的问题，及时调整教学计划和教学方法。这种线上线下混合式教学有利于提高学生学习的主动性、积极性和参与度，便于通过线上答疑、重点辅导、小组讨论等途径为有学习困难的学生提供帮助，力争在教学目标达成度上实现“一个都不能少”。在各个模块的教学中，教师可采用PBL+ACDIO 教学法，按照需求分析（A）、构思（C）、设计（D）、实现（I）和仿真运行（O）的顺序展开教学，最后根据仿真结果分析方案的合理性，进而探求优化措施。这种以任务驱动为主的教学，既有利于提高学生学习的主动性和参与度，也有利于活跃学生的思维，激发学生的求知欲，提高学生的问题解决能力和创新能力。

（四）注重过程性评价，优化评价方式

根据“三育融合”与能力导向要求，在高校专业课教学中必须改变传统的课程评价方式，注重综合素质、实践技能、专业知识综合运用能力等方面的评价。对于单片机原理与应用课程来讲，可采用线上课程资源学习考核成绩占20%、实验与实践成绩占25%、学科竞赛参与及获奖情况占5%、期末综合测试成绩占50%的方案。其中，线上课程资源学习考核的指标主要包括学习时长、章节作业、章节测试等，可利用雨课堂进行课前测试；期末综合测试主要考核学生的知识应用能力、问题分析与解决能力、工程开发能力和工程软件应用能力，可采用课程设计实验与期末考试相结合的考核方式。在教学过程中，教师应根据过程性评价结果对课程目标达成度进行分析，并针对存在的问题及时改进教学方案。

（五）注重学生发展，搭建课外实践平台

为了有效提高学生的综合素质，高校在强化第一课堂教学的同时，还要注重依托第二课堂提升学生的创新能力、创业能力、团队合作能力，依托第三课堂增进学生对企业生产和企业文化的了解。对于电子类专业来讲，应通过电子协会这一重要的第二课堂广泛开展技能培训、社区服务、学术讲座、学科竞赛等活动，应通过实习基地建设为学生的企业实践创造良好的条件。