項(xiàng)華中　鄭剛　嚴(yán)榮國(guó)

[摘 要] “微機(jī)原理與接口技術(shù)”是生物醫(yī)學(xué)工程（BME）重要的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容多而枯燥乏味，因此在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，理論知識(shí)的講解往往占用了大量的時(shí)間，忽略了課程中所蘊(yùn)含的愛國(guó)主義情懷教育。從“微機(jī)原理與接口計(jì)算”課程的教學(xué)內(nèi)容中，挖掘相應(yīng)的愛國(guó)主義情懷教育資源，通過與知識(shí)點(diǎn)的融合與穿插教學(xué)，將愛國(guó)主義情懷教育融入生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中。

[關(guān)鍵詞] 生物醫(yī)學(xué)工程;專業(yè)基礎(chǔ)課程;愛國(guó)主義;思想政治

[基金項(xiàng)目] 2016—2019年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)項(xiàng)目“多視軸漸進(jìn)多焦點(diǎn)自由曲面鏡片評(píng)價(jià)及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究”（61605114）;2021年度上海理工大學(xué)教師教學(xué)發(fā)展研究項(xiàng)目“教師職業(yè)發(fā)展”（CFTD213023）

[作者簡(jiǎn)介] 項(xiàng)華中（1986—），男，安徽安慶人，博士，上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要從事生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與視光學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）16-0169-04 [收稿日期] 2021-07-13

引言

愛國(guó)主義是中華民族精神的核心，有國(guó)則有家[1]。愛國(guó)情懷一直都是我國(guó)高等學(xué)校思想政治教育的主旋律[2]。在中華民族偉大復(fù)興和中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的奮力推進(jìn)過程中，對(duì)大學(xué)生培育愛國(guó)主義情懷教育，是新時(shí)代賦予教師的使命，也是我國(guó)教育主體義不容辭的責(zé)任。

黨的十八大以來，習(xí)近平總書記在中央政治局集體學(xué)習(xí)、五四青年節(jié)考察北京大學(xué)等多個(gè)場(chǎng)合中反復(fù)強(qiáng)調(diào)青年厚植愛國(guó)主義情懷的重要意義。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，在涵蓋了方方面面的社會(huì)主義核心價(jià)值觀中，最深層、最根本、最永恒的就是愛國(guó)主義[3]，讓愛國(guó)主義精神在廣大青少年心中牢牢扎根，讓廣大青少年培養(yǎng)愛國(guó)之情、砥礪強(qiáng)國(guó)之志、實(shí)踐報(bào)國(guó)之行[4]。

新時(shí)代高等學(xué)校人才培養(yǎng)的基本理念是將高校思想政治教育融入課程教學(xué)和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，實(shí)現(xiàn)立德樹人潤(rùn)物無聲，尋求各學(xué)科教學(xué)中專業(yè)知識(shí)與思想政治教育內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性，并在課程開展過程中，將思想政治教育的相關(guān)內(nèi)容融于學(xué)科教育中[5-7]。劉濤指出愛國(guó)主義傳統(tǒng)融入高校思想政治理論課有直觀講授、隱性融合、實(shí)踐調(diào)研三種教學(xué)路徑[8]。直觀講授是對(duì)愛國(guó)主義傳統(tǒng)的理論內(nèi)容做深刻的分析闡述，隱性融合是將愛國(guó)主義傳統(tǒng)有機(jī)融入相關(guān)思想政治理論課教學(xué)內(nèi)容之中，實(shí)踐調(diào)研的教學(xué)路徑包括帶領(lǐng)大學(xué)生參觀愛國(guó)主義教育基地等方式。代莉莎通過對(duì)當(dāng)前大學(xué)生愛國(guó)心理及行為進(jìn)行研究，深入了解他們接受愛國(guó)主義教育的內(nèi)容和途徑，將心理、精神和實(shí)踐三個(gè)方面結(jié)合起來，對(duì)如何深化大學(xué)生愛國(guó)主義教育進(jìn)行了研究和探索[9]。蘇冰星針對(duì)當(dāng)代大學(xué)生社會(huì)主義核心價(jià)值觀培育的現(xiàn)狀，提出發(fā)揮高校愛國(guó)主義教育基地的作用，以及培育大學(xué)生社會(huì)主義核心價(jià)值觀的建議，高校在發(fā)揮愛國(guó)主義教育基地作用時(shí)應(yīng)該重視文化熏陶，加強(qiáng)思想教育，注重宣傳教育，做好示范作用和理論與實(shí)踐的結(jié)合[10]。郭南、張婷提出在大學(xué)生愛國(guó)情懷培育進(jìn)程中，應(yīng)以課程思政為載體，積極探索培育大學(xué)生愛國(guó)主義情懷的有效途徑和舉措[11]。

高等學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一門交叉型學(xué)科，本學(xué)科要求學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)、物理、化學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)技術(shù)基本原理知識(shí)等用于解決生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中療器械研發(fā)及應(yīng)用的復(fù)雜問題[12-14]?！拔C(jī)原理與接口技術(shù)”是BME專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[15]。首先，本門課程一般在大學(xué)三年級(jí)開設(shè)，概念極多，知識(shí)點(diǎn)十分冗雜，理論性較強(qiáng)。其次，教學(xué)內(nèi)容起點(diǎn)很高，需要一定的前期課程基礎(chǔ)，且每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間相互聯(lián)系。用傳統(tǒng)灌溉式的教學(xué)方法，學(xué)生很可能找不到學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)。因此，在整個(gè)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)過程中，為了能夠讓學(xué)生了解和掌握相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，就需要在知識(shí)的講解上花費(fèi)大量的時(shí)間，所有在課程的教授過程中，難以將愛國(guó)主義情懷等課程思政教育貫穿其中[16-18]。

針對(duì)上述的問題，本文從課程的教學(xué)內(nèi)容中，探討將愛國(guó)主義情懷教育融入BME專業(yè)基礎(chǔ)課程“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的教學(xué)過程中。

一、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容與思政元素探索

本門課程中主要六個(gè)模塊教學(xué)內(nèi)容和思想政治探索如下。

第一單元模塊：微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展概況。知識(shí)點(diǎn)一，理解馮·諾依曼微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理;理解源碼、反碼、補(bǔ)碼的概念。通過從沙子到芯片，再到Intel英特爾處理器制作過程的事例引入，講授我國(guó)芯片目前的制作水平及與國(guó)外先進(jìn)水平間的差異。知識(shí)點(diǎn)二，掌握馮·諾依曼微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理;掌握二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。以上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司SMEE為例，將我國(guó)在光刻機(jī)領(lǐng)域的飛速創(chuàng)新技術(shù)融入知識(shí)點(diǎn)中。

第二單元模塊：微處理器的結(jié)構(gòu)和工作模式。知識(shí)點(diǎn)一，理解并行處理和流水線技術(shù);理解數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用技術(shù);理解時(shí)鐘周期、指令周期、總線周期的概念;理解物理地址和邏輯地址的概念。通過講授目前在高性能芯片領(lǐng)域，被高通、聯(lián)發(fā)科、海思、三星及蘋果五家爭(zhēng)霸所占領(lǐng)的局面，引出華為的麒麟芯片，讓學(xué)生了解我國(guó)微處理器目前所處在的狀況。知識(shí)點(diǎn)二，掌握8086 CPU內(nèi)部BIU和EU兩大部件;掌握幾個(gè)重要引腳的功能;掌握物理地址和邏輯地址的轉(zhuǎn)換和堆棧操作;掌握最小模式下讀、寫總線周期的時(shí)序;掌握各組成部件的工作原理。介紹中國(guó)龍芯的發(fā)展歷程，并從芯片的主頻、運(yùn)算速度、制造工藝和功耗等感受與世界主流芯片之間的不同和差異。

第三單元模塊：匯編語言程序設(shè)計(jì)。知識(shí)點(diǎn)一，理解指令性語句和偽指令語句的區(qū)別和作用;理解常用的DOS系統(tǒng)功能調(diào)用和BIOS中斷調(diào)用的用法。將華為鴻蒙系統(tǒng)研發(fā)背景作為切入點(diǎn)，引出技術(shù)創(chuàng)新的重要性，并將該系統(tǒng)與Windows、Linux等操作系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，分析優(yōu)劣勢(shì)等。知識(shí)點(diǎn)二，掌握數(shù)據(jù)定義語句、段定義語句、過程定義語句、程序開始和結(jié)束語句的作用;掌握MASM中各表達(dá)式的計(jì)算。講解阿里云和騰訊云的發(fā)展歷史，以及目前在世界范圍內(nèi)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和市場(chǎng)占有額，同時(shí)將世界其他主流的云計(jì)算和云存儲(chǔ)單位所采用的技術(shù)列出并進(jìn)行講解。

第四單元模塊：存儲(chǔ)器。知識(shí)點(diǎn)一，理解內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器的特點(diǎn);理解靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM的區(qū)別和特點(diǎn);理解各種ROM的特點(diǎn);理解存儲(chǔ)器地址選擇的三種方式。目前是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)安全十分需要，從近期各國(guó)已公開的網(wǎng)絡(luò)泄密事件中，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于國(guó)家安全的重要性。知識(shí)點(diǎn)二，掌握RAM和ROM的區(qū)別;掌握高速緩沖存儲(chǔ)器的作用及其在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的位置;掌握CPU與存儲(chǔ)器芯片的連接。從信息存儲(chǔ)和相關(guān)研究人員泄密案例的角度出發(fā)，讓學(xué)生能夠遵紀(jì)守法，文明上網(wǎng)。

第五單元模塊：I/O接口和并行接口芯片8255A，理解緩沖器74LS245和鎖存器74LS373的工作原理和I/O端口的分類和尋址方式;理解8255A的工作原理和6種工作方式。通過新冠肺炎疫情事件，讓學(xué)生明白在大是大非問題面前，要把國(guó)家永遠(yuǎn)放在第一位。

第六單元模塊：可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254，掌握CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式;掌握8253的初始化編程;掌握8253的簡(jiǎn)單應(yīng)用。在新冠肺炎疫情中，使用了大量的醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀，而編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253可在醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀中廣泛應(yīng)用，但國(guó)產(chǎn)的醫(yī)療器械太少，90%的大醫(yī)院中90%的大設(shè)備，基本上都依賴于國(guó)外的技術(shù)。邁瑞公司作為可以在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域與外國(guó)同行一較高下的中國(guó)企業(yè)，通過一步一步地把產(chǎn)品打入國(guó)際高端市場(chǎng)，做中國(guó)制造為中國(guó)人做事。

二、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”知識(shí)點(diǎn)與愛國(guó)主義情懷教育的融合

1.微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展概況的授課過程：通過從沙子到芯片，再到Intel英特爾處理器制作過程的事例引入，講授我國(guó)芯片目前的制作水平及與國(guó)外先進(jìn)水平間的差異，將我國(guó)在光刻機(jī)領(lǐng)域飛速的創(chuàng)新技術(shù)融入知識(shí)點(diǎn)中。以上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司SMEE為例，激發(fā)學(xué)生的民族自尊心和自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)熱情，同時(shí)提醒學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí)，不斷鉆研、創(chuàng)新。

2.第二模塊微處理器的結(jié)構(gòu)和工作模式的授課過程：主要通過講授目前在高性能芯片領(lǐng)域，被高通、聯(lián)發(fā)科、海思、三星及蘋果五家爭(zhēng)霸所占領(lǐng)的局面，引出華為的麒麟芯片，讓學(xué)生了解我國(guó)微處理器目前的狀況，居安思危，激發(fā)學(xué)生的斗志，提高新時(shí)代大學(xué)生的國(guó)家危機(jī)意識(shí)，增強(qiáng)使用國(guó)產(chǎn)芯片的榮譽(yù)感。

3.第三模塊匯編語言程序設(shè)計(jì)的授課過程：將華為的鴻蒙系統(tǒng)作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生了解歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)的圍追堵截，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷，讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到，真正的技術(shù)是創(chuàng)新出來的。

4.第四模塊存儲(chǔ)器的授課過程：目前是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)安全十分需要，從近期各家已公開的網(wǎng)絡(luò)泄密事件，讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于國(guó)家安全的重要性，引導(dǎo)學(xué)生遵紀(jì)守法，文明上網(wǎng)，保護(hù)好信息存儲(chǔ)安全，不將涉及國(guó)家安全的內(nèi)容傳播到網(wǎng)絡(luò)上。

5.第五模塊I/O接口和并行接口芯片8255A的授課過程：通過新冠肺炎疫情事件，讓學(xué)生明白在大是大非問題面前，國(guó)家永遠(yuǎn)是第一位的，利用這些內(nèi)容能夠激發(fā)學(xué)生積極向上的思想，師生思想擦出新的火花，使學(xué)生充滿愛國(guó)熱情。

6.第六模塊可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254的授課過程：編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253可在醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀中應(yīng)用，但國(guó)產(chǎn)的醫(yī)療器械太少，90%的大醫(yī)院中90%的大設(shè)備，基本上都依賴于國(guó)外的技術(shù)。邁瑞公司作為可以在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域與外國(guó)同行一較高下的中國(guó)企業(yè)，通過一步一步地把產(chǎn)品打入國(guó)際高端市場(chǎng)，做中國(guó)制造為中國(guó)人做事。邁瑞的麻醉機(jī)和監(jiān)護(hù)儀在美國(guó)排前三名，超聲在西歐賣得也非常好。我國(guó)的“大國(guó)工匠”精神，值得青年學(xué)生一代一代傳承下去，打造國(guó)人用得起、精度高的國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械。

三、教學(xué)工作策略

愛國(guó)主義情懷思想政治教育要以學(xué)生為主體，真正做到了解和掌握學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)，清晰地掌握學(xué)生感興趣的社會(huì)熱點(diǎn)和亟待解決的切身問題，將這些熱點(diǎn)和問題與課程的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來，真正將愛國(guó)主義教育融入教學(xué)過程中，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，感受思想政治的內(nèi)容。另外，要注重實(shí)踐教育，實(shí)踐是理論知識(shí)的源泉，為創(chuàng)新提供理論支撐。在愛國(guó)主義情懷教育的過程中，應(yīng)把思想政治教育和專業(yè)學(xué)科相結(jié)合，將愛國(guó)主義情懷思政元素融于專業(yè)教學(xué)內(nèi)容中，增強(qiáng)大學(xué)生愛國(guó)情懷教育內(nèi)容的時(shí)效性和鮮活度。同時(shí)，在培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱中，明確課程思政教學(xué)任務(wù)，建立相應(yīng)的評(píng)估體系和評(píng)價(jià)機(jī)制，促進(jìn)大學(xué)生愛國(guó)情懷培育內(nèi)容更加細(xì)化且符合國(guó)家需求。

作為專業(yè)課程的主講教師，為了能夠更好地在教學(xué)中融入愛國(guó)主義教育，應(yīng)該多研究國(guó)內(nèi)外本課程的相關(guān)發(fā)展前沿，并與國(guó)內(nèi)的科技發(fā)展?fàn)顟B(tài)相結(jié)合;在此基礎(chǔ)上，挖掘其中存在的愛國(guó)主義內(nèi)容，將其與課程教授的內(nèi)容融合起來，再傳授給學(xué)生。同時(shí)，在平時(shí)的授課過程中，積極與學(xué)生交流，將學(xué)生感興趣的愛國(guó)主義教育內(nèi)容加入課程的相關(guān)討論中，引起學(xué)生的共鳴。學(xué)生會(huì)從中汲取無限營(yíng)養(yǎng)，凝聚強(qiáng)大力量，激發(fā)濃厚的愛國(guó)熱情。

本文主要是從“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容中，挖掘相應(yīng)的愛國(guó)主義情懷教育資源。通過對(duì)每一章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)分析，探索相應(yīng)的愛國(guó)主義情懷教育課程思政教育點(diǎn)，將其穿插于整個(gè)課程教學(xué)中，讓學(xué)生能夠在專業(yè)課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，將愛國(guó)主義情懷教育深入心中，增強(qiáng)民族自豪感和愛國(guó)主義熱情，樹立熱愛祖國(guó)、服務(wù)人民的崇高理想。

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Abstract： Microcomputer Principles and Interface Technology is an important basic course in computer science for biomedical engineering （BME）， and there are many boring teaching contents. Therefore， in the traditional teaching process， the explanation of theoretical knowledge often takes up a lot of time， and the patriotism education contained in the course is often ignored. The patriotism educational resources contained the teaching content of the course are explored and integrated into the teaching process of the basic courses of biomedical engineering major through the integration and interspersed teaching of the two aspects.

Key words： biomedical engineering; professional basic courses; patriotic education; ideological and political education