应用型本科高校思政元素融入单片机原理及应用课程的探索*

田芳明 席桂清 孟艳君 杨立

黑龙江八一农垦大学信息与电气工程学院 黑龙江大庆 163319

0 引言

2019 年，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上强调，高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题[1]。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面[2]。中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》明确提出，要强化思想理论教育和价值引领，推进高校思想政治工作改革创新，坚持全员全过程全方位育人（以下简称“三全育人”）[3]。深入学习领会习近平总书记有关重要讲话精神，进一步提高教育主体思想认识、促进教育环节无缝对接、协调教育资源有效整合，成为提增“三全育人”工作质效的迫切要求。高校作为人才培养的主阵地，落实立德树人的根本任务，实现“三全育人”，对于落实国家政策、提升人才培养质量和综合素质等方面具有重要意义。

“三全育人”的出发点是培养人，中心在“育”，重心在“全”。在高校，正在从“教”走向“育”的进程中，由于高校思政课门数有限，除了高校思政课程这个主阵地外，应该充分发挥其他育人载体的作用，深入挖掘其他理论课、实践课、第二课堂等环节潜在的育人资源，使各类课程与思政课程相互配合，形成协同育人效应，专业课是各高校各专业教学计划中根据培养目标设置的专业知识和专业技能课程，往往是学生毕业后从事专业相关工作使用的主要技能，在培养计划和学生心中都具有举足轻重的地位，因此，在专业课程中深入挖掘思政元素，构建全覆盖和相互支撑的课程体系，对于高校实现“三全育人”目标，深入落实《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》和《高等学校课程思政建设指导纲要》等文件要求势在必行[4-5]。

1 课程建设现状

单片机原理及应用是电子信息工程、通信工程、电气工程等专业的基础课，是专业主干核心课程，课程涉及学生开展专业实践和科技创新所需的重要知识与技能，是嵌入式系统和毕业设计等后续课程的理论和实践基础，是学生就业的主要方向之一，在应用型高校人才培养中具有重要的地位和作用[6]。

单片机原理及应用课程中蕴含了诸多思政元素，如世界观、人生观、价值观、爱国主义、学术道德、学习态度和学习方法等[7]。但由于该课程涉及的知识和使用的软件工具等在近代以来尤以国外发展迅速，且使用的大多芯片也往往为外产，很容易使学生产生崇洋媚外的思想。近年来，我国在芯片研发、芯片制造等领域投入了很大的人力、物力和财力，在不断为追赶和超越国外技术而持续努力着。如果不在课堂上对学生进行很好的引导，很可能让学生产生不良的想法，如看不到我国该领域的技术发展，认为技不如人，更有甚者认为国外的月亮更圆等等，这些想法都是当前意识形态领域关注的焦点问题，是极其危险的，不利于优秀人才的培养，更有碍于社会主义现代化强国的建设和中华民族伟大复兴的实现。

现有的课程教学中，专业课任课教师普遍存在课程思政站位不高的问题，只教书不育人或少育人现象显著。由于课程教学内容多，学时少，教师往往只注重单片机的原理、软件设计和接口技术等专业知识的传授和实践等专业技能的培养，忽略了专业课教学在学生正确思想的引导中的重要作用。然而，没有育人环节的教学是不完美的，只有将思政元素融入专业课程的讲授中，才能培养出一批不但思想政治坚定、敢于担当奉献，而且专业素质过硬、实践能力强的社会主义建设者和接班人，才能产生潜移默化、润物无声的效果，实现传道授业解惑、育人育才的有机统一。因此，探索在单片机原理及应用课程教学中融入思政元素，实施课程思政改革，是提升学生专业素养，增强学生大局观、责任感和民族自豪感的重要手段。

2 课程思政建设目标

育人目标：立德树人是教育的根本目的。通过单片机原理及应用专业课程思政，将专业知识传授与价值引领相结合，利用课程教育对学生进行隐性德育教育，引导学生树立远大的理想抱负，培植浓厚的爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值观，勇于担当；培养学生求真务实、敬业、爱岗、具有创新精神，培养精益求精、追求卓越的工作作风；培养学生踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳、团队协作与服务意识，养成良好的行为习惯，成长为心系国家并有时代担当的专业技术人才。

课程建设目标：培养一支勇于探索、敢于实践的单片机原理及应用课程思政教学团队，建设至少8 个课程思政案例，挖掘多种思政元素融入方式方法。

3 思政元素的探索与挖掘

在专业课程中引入思政元素，一定要遵循教书育人的规律，充分结合课程内容，找到合适的结合点，再根据学科优势挖掘专业课程中的思政资源，将思政的理论知识、价值理念和精神追求恰当地融入专业课教学中，切忌生搬硬套，脱离课程内容。在上述理论基础上，单片机课程团队在对学生充分调研，课程教学内容、知识点深入钻研前提下，挖掘了如下可融入的思政元素。

3.1 正确认识理论与实践的相互关系

实践是理论的基础，即实践对理论具有决定作用。单片机原理及应用是一门实践性极强的课程，在整个教学过程中，每节课都需要操作单片机开发板连接硬件电路，编写软件代码，下载烧录程序进行验证，通过实践促进理论知识的理解。

理论所反映的是事物的本质和规律，是事物的共性。理论对实践有反作用，科学的理论对实践具有积极的指导作用[8]，错误的理论则有阻碍作用。课程涉及单片机内部结构与原理、CPU、存储器的组织和并行口结构、定时器/计数器和串行口的结构和工作原理等知识，上述知识是进行单片机程序设计的理论基础，知识的理解和掌握程度决定了应用单片机解决实际问题的能力。

理论联系实际是马列主义、毛泽东思想的最基本原则之一。实践不仅是检验真理的标准，而且是唯一标准，毛主席说：“理论与实践的统一，是马克思主义的一个最基本的原则”。二者相辅相成，缺一不可，理论对实践具有指导作用，实践对理论又有促进作用。在单片机课程中，如果基础理论知识不扎实，实践就会脱节，而只学习理论欠缺实践，那又忽略了单片机这门技术在生产生活中的实际作用。因此，在本门课程学习中，学生要将理论与实践相结合贯穿课程学习始终。

3.2 正确认识现象与本质的辩证关系

本质从整体上规定事物的性质及其基本发展方向，现象从各个不同侧面表现本质[8]，假象从否定方面表现事物的本质。人们认识事物，就是要透过现象认识本质，把握事物的发展规律。这是一个艰苦、反复的过程。只有在实践中通过对多方面现象的分析研究，去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，才能实现“从现象到本质、从不甚深刻的本质到更深刻的本质的深化的无限过程”[9]。

单片机原理及应用课程需要不断下载程序后通过观察开发板上的现象来验证硬件电路连接和程序设计的正确性，经常会遇到很多难以理解的与实际预想不符的现象，是单片机学习过程中经常会遇到的实际问题，这时就需要透过现象思考导致此现象的原因，是硬件或软件设计有误还是其他问题。只有树立正确的方法论，深入挖掘问题根源，才能从根本上解决问题。这就像面对百年未有之大变局下的复杂国际国内新形势和新问题一样，如何使学生端正态度，掌握处理和解决这些问题的方法，培养正确的世界观、人生观和价值观，才能逐步成长为合格的社会主义建设者和接班人。

3.3 培养民族自豪感和认同感，激发学习原动力

爱国，是人世间最深层、最持久的情感，是一个人立德之源、立功之本。爱国主义是中华民族精神的核心，是团结奋斗、自强不息的精神纽带。单片机原理与应用中涉及微控制器等芯片技术的研发历史和发展等内容。我国作为世界上最大的芯片消费国，在芯片行业中却起步较晚，缺乏技术积累，长期被人“卡脖子”，芯片高度依赖进口，相关设备研发成本高，资金外流现象严重。以美国为首的一些发达国家一直在芯片领域处于领先地位，但他们却以芯片知识产权作为遏制其他国家发展的手段，成为近年的热点、焦点话题，在“中兴制裁事件”“华为制裁事件”“孟晚舟事件”，以及芯片法案、Chip4 联盟等背景下，国产替代迎来了新的发展机遇。近年来，在政策的引导支持下，在一代代芯片人的不懈努力下，我国在人工智能芯片领域发展迅猛，光芯片替代硅芯片成为未来芯片发展趋势。在光学技术领域，我国基本与西方处于同一起跑线，我国有机会形成以中国为主导的生态体系，实现全面引领。

通过芯片发展历史和上述重要事件的学习，激发学生的爱国热情，培养学生的民族认同感，知耻而后勇，更要知难而上，将学生科技强国、民族复兴的责任感和使命感内化为学习的原动力，提升学生自主学习的主观能动性，刻苦钻研专业知识，勇于创新。钱三强曾经说：科学无国界，但科学家有祖国。每一个学生都应该拥有这样的爱国情怀，把每个小我的学习都放到促进国家科技进步的大局中来，牢固树立四个自信，“科技强国，从我做起”，为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗。

3.4 培养团结协作意识，锻造“四心”，练就工匠精神

“人心齐，泰山移”。只有团结协作，形成合力，才有共筑伟大复兴中国梦的动力，才有战胜困难、披荆斩棘的勇气，才有逢山开路、遇水搭桥的毅力。在学生时代，更要注重培养学生的团结协作意识，为走上工作岗位奠定良好的基础。单片机原理及应用课程中团结协作尤为重要，尤其是课下实践作业环节，学生形成若干小团队，根据教师布置的设计任务，查阅资料、电路设计、电路图绘制、焊接电路、编写软件代码、软硬件调试、作业汇报与展示等，在这个过程中，哪个环节出错，都会严重影响大局。因此，“团结协作”是要务，只有团结协作，各司其职，才能齐心协力高效、高质量完成设计任务。要让学生在这个过程中牢固树立“团结就是力量”意识，敢于担当，不怕苦不怕累，通过小组磨合与实践，不断锤炼学生的虚心、细心、耐心和恒心，深入培养学生执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的意识和工匠精神。

4 思政元素融入课堂改革与实践

通过在课程中深入挖掘思政元素，不断探索在授课内容中的融入方式与细节，单片机教学团队设计了几个典型课程思政教学案例，包括芯片发展历史下的中国创新路、“任正非、张汝京、陈向东、姚永平、郭天祥、周立功”等芯片与单片机领域典型人物史、“中国地图”寻迹车设计等，如表1 所示。

表1 思政元素融入课程教学中的具体示例

由于诸多思政元素都是穿插在教学过程中，随着教学内容的展开以恰当的方式展现给学生，通过学生的自身实践与感受，深入领会科学家精神、大国工匠精神、工程师素养等，因此，并未形成单独思政案例，如：单片机编程中的守规矩、讲纪律；串口通信中的遵守协议、通信安全与法治意识；数码管动态显示中的现象与本质关系辩证法；定时器/计时器中的诚实与守信；中断控制中的方法论；学习过程中的理论与实践关系；实践环节中的求真务实、敬业、爱岗、精益求精、追求卓越、工程素养以及创新精神等等。通过在课堂上引入思政元素，极大地调动了学生学习的主观能动性，学生热爱学习的氛围浓厚，同时，同学间互相帮助，共同进步，在实践环节中取得了优异的成绩，尤其是在学院组织的第七届寻迹车竞赛中斩获多项奖励，不仅锻炼了学生的动手实践能力，而且锤炼了学生的团队协作和创新意识，塑造了学生的优良品格，学生课后收益颇丰。

同时，教师团队在授课过程中也增长了知识，与学生亦师亦友的关系更为融洽，获得了学生的一致好评，育人的同时也丰富了自己的内心世界，成为了一支优秀的教师团队。

5 结束语

教学团队从单片机原理及应用课程现状出发，结合当前国家“三全育人”、课程思政要求和目标，从课程内容中深入挖掘思政元素，以实践环节为主要接入点，探索恰当融入方式与实施细节，设计的几个思政教学案例通过课程实践不断完善，并在其他内容中恰当融入思政元素，润物细无声，实现了价值塑造、知识传授和能力培养的真正融合，为课程团队后续继续深入开展课程思政提供了有益的探索和经验。