課程思政在單片機原理及應(yīng)用課程中的實施與探索

王春榮，夏爾冬，張雯娟，高浩

（1.三明學(xué)院機電工程學(xué)院；2.機械現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)福建省高校工程研究中心，福建 三明 365004）

1 前言

近年來，課程思政教育在高校中越來越重要，各個高校大力推行課程思政和德育教育。工科專業(yè)的學(xué)生多數(shù)對思政元素的理解較淺，如何在工科核心專業(yè)課程中實施課程思政教學(xué)是當(dāng)前教師應(yīng)該思考的問題。本文以單片機原理及應(yīng)用課程為例，探索了課程思政的教學(xué)方法。單片機原理及應(yīng)用是機電一體化、自動化、電子工程等專業(yè)的核心課程，在新工科人才培養(yǎng)過程具有舉足輕重的作用，其先修課程主要有電路基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計、模擬電子技術(shù)等。學(xué)生學(xué)習(xí)完本課程后，應(yīng)具備設(shè)計、制作相關(guān)電子設(shè)備、機器人的能力，以及后續(xù)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)理論知識。

本文作者對標(biāo)工程教育認(rèn)證和新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，以單片機的原理及應(yīng)用課程的第二章第2節(jié)為單片機的硬件結(jié)構(gòu)為例開展思政教育，以項目式的形式展開，在教學(xué)過程中將實踐能力培養(yǎng)與德育教育相結(jié)合。此章節(jié)為單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重點知識。學(xué)生要編寫程序控制單片機完成各種規(guī)定的動作和功能，必須熟悉掌握單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。單片機技術(shù)在智能制造、自動化和人民生活等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，為我們生活帶來了便利、智能，這得益于祖國的繁榮和穩(wěn)定，其根本原因是國家堅定不移地走中國特色社會主義道路，從而推動了各行各業(yè)的發(fā)展和單片機技術(shù)的進(jìn)步。

2 課程思政元素的融入

單片機的原理及應(yīng)用課程注重學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力，在實踐技能培養(yǎng)的過程中與思政元素結(jié)合教育教學(xué)，不但可以提高學(xué)生專業(yè)技能，而且對學(xué)生的思想政治方面也具有極大的提高。在實際教學(xué)過程中，可以使堅持中國共產(chǎn)黨的全面領(lǐng)導(dǎo)、改革開放與外交、團(tuán)隊精神以及人生規(guī)劃等元素進(jìn)行融合，營造濃厚、輕松的思政氛圍，提高學(xué)生的思政水平。

3 案例的設(shè)計與實施

3.1 思路與理念

掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)單片機的基石，圖1為單片機的硬件結(jié)構(gòu)圖，其由中央處理器（CPU）、程序存儲器（ROM）、特色功能寄存器、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、4個I/O口、串行接口以及中斷系統(tǒng)等。此外，還包括負(fù)責(zé)各個模塊之間通信的總線（DB,AB,CB）。

圖1 單片機硬件結(jié)構(gòu)圖

CPU是單片機的核心部件，控制著單片機的各個部件，學(xué)習(xí)此部件時，要引導(dǎo)學(xué)生堅持中國共產(chǎn)黨的全面領(lǐng)導(dǎo)地位不動搖；單片機內(nèi)各個部件需按照一定的時序進(jìn)行配合完成設(shè)定的操作，在此要引導(dǎo)學(xué)生理解、認(rèn)識團(tuán)隊精神的重要性，每個人都是團(tuán)隊的一員；I/O口是單片機與外部進(jìn)行信息交互的接口，在此要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識改革開放與外交的重要性；中斷系統(tǒng)可根據(jù)各個任務(wù)的重要性進(jìn)行分時處理，在此要引導(dǎo)學(xué)生，合理分配自己的大學(xué)時間和人生規(guī)劃，在人生各個階段就應(yīng)做最應(yīng)該做的事情。通過對單片機硬件結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在大學(xué)階段該如何樹立正確的價值觀與人生觀。

3.2 案例具體實施

（1）學(xué)習(xí)CPU核心部件，CPU模塊是單片機的核心部件，單片機的RAM、ROM、I/O口、串行口和中斷系統(tǒng)等的工作都受其控制，即CPU對單片機中的各個部件起著絕對控制的作用，使得單片機能夠按照編寫的程序完成預(yù)設(shè)的工作。CPU在單片機中具有核心地位（圖2）。

圖2

（2）學(xué)習(xí)I/O口。單片機是通過I/O口與外部設(shè)備鏈接，進(jìn)行信息交互，外部傳感器輸入的信號、單片機處理完的信息都是通過I/O口來進(jìn)行交互，可以說是單片機的“眼睛”“耳朵”（圖3）。

圖3

（3）學(xué)習(xí)時序控制。單片機的CPU與其各個部件之間是通過總線連接，以一定時序各部件相互配合完成預(yù)設(shè)的工作，如果在工作過程中某一部件未根據(jù)相應(yīng)的時序完成自己的工作，將導(dǎo)致單片機無法完成相應(yīng)的工作。在課堂中，通過介紹團(tuán)隊的分工協(xié)作，讓學(xué)生認(rèn)識到團(tuán)隊合作與團(tuán)隊精神的重要性，特別是在參加各類競賽中，都是以團(tuán)隊參賽的，在團(tuán)隊中各個成員都扮演著不可替代的作用，能否取得立項的比賽成績，往往都是團(tuán)隊一起努力的結(jié)果，借此讓學(xué)生切身體會到團(tuán)隊精神的重要性（圖4）。

圖4 單片機時序

（4）學(xué)習(xí)中斷技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生合理分配時間、規(guī)劃人生。中斷技術(shù)使得單片機可以對任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級劃分，較為緊急和重要的任務(wù)可以設(shè)置較高的優(yōu)先級，單片機將執(zhí)行優(yōu)先級較高的任務(wù)后執(zhí)行優(yōu)先級較低的任務(wù)。在課堂教學(xué)中，教師可針對現(xiàn)在大學(xué)具有豐富的課余時間，應(yīng)合理進(jìn)行規(guī)劃，光陰似箭，在正確的時間要做正確的事情，并對自己的日常事務(wù)也進(jìn)行優(yōu)先級劃分。如將學(xué)習(xí)、學(xué)科競賽等現(xiàn)階段最為緊急和重要的事情列為最高級，其余時間再去處理其他優(yōu)先級別低的事務(wù)，這樣才能充實自己的大學(xué)生活、規(guī)劃好自己的人生、不虛度大學(xué)光陰（圖5）。

圖5 中斷技術(shù)

4 結(jié)語

為提高學(xué)生的思想政治水平，營造濃厚、有趣的思政學(xué)習(xí)氛圍，本文以單片機硬件結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)為例，探索了思政教育與單片課程融合教學(xué)的思路與理念，形成了思政引領(lǐng)的工科專業(yè)核心教學(xué)方法。通過本文凝練的教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中能更加深刻地理解和領(lǐng)會到思政元素，從而認(rèn)識堅持中國共產(chǎn)黨的全面領(lǐng)導(dǎo)的意義、改革開放與外交、團(tuán)隊合作的重要性，規(guī)劃自己的人生，做到思政元素與專業(yè)課程的融合，實現(xiàn)思政教學(xué)目標(biāo)。本文提出的課程思政實施方法，對工科轉(zhuǎn)的其他專業(yè)課程具有一定的參考價值。