基于项目式单片机及应用技术课程融入思政元素的教学改革研究.pdf

第15 期(总第 813 期)科学咨询 专业视窗 103注：临沂大学2021年度“课程思政”教学改革研究项目（编号：G2021SZ25）。作者简介：陈燕慧（1980.01），女，汉族，山东菏泽人，硕士研究生，副教授，从事单片机方面的研究。2020年5月，教育部印发了 高等学校课程思政建设指导纲要（以下简称 纲要）。纲要 指出：“全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措。”笔者以单片机及应用技术课程为例，在课堂教学中，以模块化的形式融入思政元素，认真探索思政元素对教师和学生产生的积极影响。对于工科的课堂教学而言，思政教育尤为重要。今后，学生在学习和工作中都要表现出精益求精的大国工匠精神、爱国情怀和使命担当。一、单片机及应用技术课程的教学现状单片机及应用技术是我校机械电子工程专业学生的必修课，在先修课程和后续课程中起到桥梁作用。从目前的课堂教学来看，教师很少在重要的知识模块融入思政元素，重点关注学生对课本中的理论知识的掌握情况，仅仅通过期末纸质试卷的成绩高低判断学生的学习情况，忽略了工科机械电子类专业对学生知识能力、综合素质的培养。单片机及应用技术课程的知识比较抽象，综合了计算机、电子技术、C语言等多门课程的难点和重点。尤其是单片机内部结构、编程语言、特殊功能寄存器的设置和应用，学生在学习中觉得知识点比较抽象和枯燥，最终降低了学习单片机知识的兴趣，无法提高积极性和主动性，学习效果达不到预期1。二、单片机及应用技术课程的课堂教学融入思政元素的意义单片机及应用技术课程作为机械电子工程专业的必修课，课程目标要求学生能熟练掌握51单片机的基本概念、硬件内部结构，熟悉Keil C51编程语言，并初步具备单片机控制系统的硬件制作和软件开发的能力。结合机械学院学科的发展和对知识更新的要求，在课堂教学过程中，教师应要求学生在掌握基本理论的同时，要做到理论与实践相结合。在单片机及应用技术课程的教学和改革过程中，教师要融入思政元素，实现专业知识与思政教育相结合，提高课堂教学的效果，增强学生的社会责任感和创新意识，激发学生对专业知识的求知欲。通过思政教育，教师也能获得更好的发展，提高自身的人文素养。教师在课堂教学中融入思政元素，不管是对于教师还是对于学生，都具有重要的理论意义和实践意义。三、挖掘课堂教学中的思政元素在单片机及应用技术课程的教学过程中，教师要根据课程特点，以模块化的形式对课程内容进行细化，重组知识结构，在每个模块中都融入思政元素。教师要从实践中出发，深入挖掘课程中的思政元素，借助编程软件Keil C51和电路仿真软件Proteus进行联合仿真。此外，教师还要采用理论与实践相结合的教学模式，使学生边学边做，提高学生的学习兴趣。课堂教学融入思政元素的设计如表1所示。四、典型教学案例设计单片机及应用技术课程的知识点比较多，概念比较抽象，知识点之间的联系比较复杂。因此，在课堂教学过程中，教师可以采用案例分析这一教学模式，将思政元素融入教学中，使学生掌握和理解单片机控制系基于项目式单片机及应用技术课程融入思政元素的教学改革研究陈燕慧，顾宗磊（临沂大学机械与车辆工程学院，山东临沂 276000）摘 要：单片机及应用技术课程是机械电子工程专业的必修课，思政教育至关重要。本文阐述了 传统的课堂教学存在的弊端以及引入思政元素的意义。笔者从教学案例入手，详细阐述了教学设计过程和考试考核的改进。通过研究，笔者发现思政元素融入单片机及应用技术课程的教学中，能提升教师和学生的文化素养，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，并激发学生为国奋斗的热情和爱国情怀，培养学生的工匠精神。关键词：思政元素；教学改革；模块化；单片机专业视窗 科学咨询 第15 期(总第 813 期)104统的设计过程。笔者选择了智能家居中具有代表性的案例“物联网智能护眼灯设计”作为案例分析的案例，该案例是笔者与学生共同完成的2。（一）新课导入在国家的大力扶持下，为了满足个人的智能化需求，智能家居应运而生。本案例的单片机核心控制单元选用STC89C52，该单片机由深圳市宏晶科技有限公司独立研发，是性价比比较高的一款单片机。笔者选用该芯片逐步引导学生了解中国芯片的发展历史、现状以及发展趋势。当前，国际竞争愈发激烈3，这在很大程度上提高了学生学习单片机知识的热情。教师要让学生认识到中国的发展要靠实力、靠技术，鼓励学生多参加竞赛。在制作竞赛作品时，学生一定要支持国货，选用我国独立研发的芯片。（二）教学方案设计1.系统总体方案设计笔者要求学生查阅相关的资料，从实际出发，设计合理的系统方案，绘制控制系统框图。学生选择了具有代表性的国产芯片STC89C52作为控制核心单元，该芯片是我国具有独立自主知识产权的芯片，支持在线编程ISP，方便下载程序。2.系统硬件电路设计笔者通过带领学生学习单片机基础知识、仿真软件Proteus等，要求学生将所学知识进行模块化、系统化，目的是使学生具备绘制电路原理图的能力，使学生了解到理论从实践中来，同时理论又能指导实践。3.系统软件设计单片机要控制外围的各个模块，必须具有正确的程序。笔者要求学生通过运用不同的设计思路，编制正确的程序。各个不同的程序，最终实现的目的是一样的。教师要及时引入思政元素，告诫学生要有正确的人生观，充分利用好自己的青春年华，丰富自己的内涵。4.软件和硬件联合仿真教师可以引导学生利用专业编程软件和仿真软件Proteus进行联合仿真。在仿真调试阶段，学生往往会出现很小的错误，比如程序中把I/O口中的P0写成p0，导致程序无法运行。在设计电路原理图时，如果学生没有合理选择电阻、电容等元件的参数，都会无法进行仿真，也无法得出自己想要的结果。在硬件和软件设计过程中，教师应要求学生养成一丝不苟的态度，从小事做起，培养学生的工匠精神。五、融入思政元素的教学方法和考核方式改革（一）教学方法改革1.思政教师团队建设有待加强合格的老师首先应该是道德上的合格者，好老师首先应该是以德施教、以德立身的楷模。师者为师亦为范，学高为师，德高为范。教师是学生道德修养的镜子。高校要想将课程思政融入课堂教学中，教师团队的建设起着至关重要的作用。教师的个人素养、教学方法、教学理念都会影响教学效果。高校要鼓励教师多参加线上教学活动的培训，充分利用线上线下混合教学等方法，优化教学方案，丰富课堂教学。教师要在课堂教学中融入思政教育，密切关注相关专业发展的前沿，树立正确的世界观、人生观、价值观，提升思政教育能力4。2.挖掘思政元素，并将其融入课堂教学单片机及应用技术课程采用模块化教学，教师根据各个模块的特点深挖思政元素，将思政元素不断融入教学过程的各个环节。教师在教学中融入思政元素，学生不但能学到专业知识，而且能增强对机械电子工程专业的认同感，接受到爱国主义教育。当教师讲到“按键控制LED流水灯”时，从表面现象来看，不同的表1 课堂教学融入思政元素的设计知识点模块教学内容思政元素教学设计预期效果单片机硬件知识单片机的定义、I/O口存储器的结构、引脚、最小应用系统正确认识中国与西方各国在行业上的差距，激发爱国情怀，坚定文化自信，引导学生实现从“学”到“自主研究”的思维转变通过PPT展示案例分析的过程和单片机控制系统设计需要注意的要素激发学生的兴趣，培养学生的爱国情怀专业设计软件C51语言编程基础和Keil C5开发、Proteus电子仿真软件自主研发软件系统和硬件系统的设计搜集我国自主研发的软件和硬件案例，通过PPT与学生分享培养学生的创新意识单片机开关检测，接口显示电路设计发光二极管控制、数码管、按键接口电路通过1616点阵、液晶等接口芯片，显示爱国文字或图片单个LED灯到数码管再到液晶显示输出设计，完成同一项任务有多种设计思路，案例分析培养学生认真细致、多角度分析问题的能力和一丝不苟的工作作风中断系统和定时系统特殊功能寄存器的定义、应用中断相应的优先级设置，通过定时模式或计数模式实现以“报警旋转灯设计”案例引入中断和定时提示学生要遵守优先级原则，要守时、精益求精控制系统综合设计智能电动窗帘设计单片机控制在智能家居中的应用了解智能家居控制系统的设计思路和单片机控制在家居中的应用培养学生的工匠精神和创新能力，引导学生为实现科技强国而奋斗第15 期(总第 813 期)科学咨询 专业视窗 105学生实现的效果都是一样的，但是程序的编制方法多种多样。例如，若学生运用高级语言C51编制程序，可通过定时或中断来完成程序的编制，也可通过键盘扫码的方法来完成。这充分体现了现象与本质的辩证关系，教师要及时引导学生透过现象看本质。3.丰富课堂的教学方法在课堂教学中，教师可以采用新课导入式、模块化、案例分析法、分组讨论法等教学方法。学生在机房听课时，教师要让学生边做边学，充分调动学生学习的主动性和积极性。教师要充分利用线上线下相结合的教学模式，借助多种网络学习平台，在有限的时间内，让学生能尽可能多地学习知识。教师要把课堂上的知识点分解为点、线、面，最后再对知识点进行梳理，加深学生对单片机知识的了解。4.主讲教师加强课堂互动在课堂教学过程中，主讲教师根据芯片的国内外发展形势，引导学生积极开展课堂讨论。教师根据学生讨论的情况，在教学内容中融入思政元素，鼓励学生在今后的学习和工作中，积极乐观地解决当前的技术瓶颈问题，激发学生的爱国热情，鼓励学生以饱满的热情迎接错综复杂的挑战，为祖国的发展贡献一份力量5。（二）考核方式改革传统的考核方式较为单一，主要以期末闭卷考试为主，部分学生考前集中突击，死记硬背。在软件编程的试题中，如果题目要求稍微改变，学生就无法编制正确的程序。这样，教师就无法对学生作出客观正确的评价。目前，高校可以采用过程化考试对学生进行考查，将考核贯穿教学的整个过程。在课堂教学中，教师可以利用一部分时间讲解本节课的基本知识、难点和重点，将大部分时间留给学生消化知识点。学生仿照教材典型实例，按照自己的要求修改电路原理图和程序。学生可以利用Proteus和Keil进行软、硬件联合仿真。如果课堂时间比较少，教师就要给学生布置课下设计作业，让学生以小组的形式完成不同控制系统的设计。通过这样的方式，教师能培养学生的动手操作能力，发挥学生的主观能动性，使学生将平时学习落到实处。教师不断完善过程化考核，效果明显，避免了学生死记硬背、囫囵吞枣。六、结束语综上所述，教师可以在单片机及应用技术课程的教学中融入思政元素，丰富教学手段，改进教学方法和考核方式，充分发挥育人功能，激发学生的爱国情怀，培养学生的工匠精神，为国家的建设培养合格的接班人。参考文献：1 孙宝法.“单片机原理及应用”课程思政的思考与实践 J.合肥学院学报,2021(10):134-138.2 姜忠爱,蔡卫国,牛春亮.单片机原理与应用教学模式与课程思政改革研究 J.高教学刊,2020(9):129-131.3 习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会 强调用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人 贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务 N.人民日报,2019-03-19(2).4 陈宇燕.课程思政融入高职实训课中的实践探索:以单片机实训课程为例 J.教育观察,2020,9(30):49-51.5 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.Research on Teaching Reform Based on the Integration of Ideological and Political Elements into Project-based MCU and Application Technology Course Chen Yanhui,Gu Zonglei(School of Mechanical and Vehicle Engineering,Linyi University,Shandong Linyi 276000,P.R.China)Abstract:The course of“MCU and application technology”is a compulsory course for mechanical and electronic engineering majors,and its ideological and political education is of great importance.This paper expounds the disadvantages of traditional classroom teaching and the significance of introducing ideological and political elements.Based on the teaching case,it elaborates the improvement of the teaching design process,examination and assessment in detail.The results show that the integration of ideological and political elements has significantly improved the teaching effect,and the cultural literacy and ideological realm of teachers as well as the outlook of students on life and values have also been improved.At the same time,it stimulates the enthusiasm and patriotism of students to fight for the country,and cultivates the craftsmanship spirit of students.Key words:Ideological and political elements;Teaching Reform;Modular;MCU