石蕊 劉海濤 閆英琪

[摘 要]本文基于課程思政與雙創(chuàng)教育理念，針對本校智能科學與技術專業(yè)《單片機原理》課程實踐環(huán)節(jié)教學現(xiàn)狀，提出《單片機原理》課程實踐教學體系的構建方案、建設目標、建設內容及具體實施途徑，以期達到該課程的綜合育人目標，提升學生的相關專業(yè)技能、創(chuàng)新意識及專業(yè)使命感，具有一定的創(chuàng)新點和指導意義。

[關鍵詞]賽教融合；雙創(chuàng)教育；課程思政；實踐教學體系

在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的新時代背景下，培養(yǎng)創(chuàng)新意識強、專業(yè)技能強的綜合高素質人才已成為各高校的專業(yè)教育改革的重點，隨著“課程思政”與“雙創(chuàng)教育”理念的有效融入，有利于專業(yè)教育取得一定的成效?！秵纹瑱C原理》課程作為智能控制類專業(yè)的基礎課程，在教學過程中，將課程思政理念與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有效結合，采取多元化的教學方式，力爭培養(yǎng)具有高尚情操、拼搏精神、專業(yè)技能高的新時代綜合型人才。

一、課程實踐環(huán)節(jié)教學體系與平臺構建研究背景

（一）課程實踐環(huán)節(jié)教學的現(xiàn)狀

《單片機原理》是一門培養(yǎng)學生具有數(shù)字系統(tǒng)設計與開發(fā)能力的重要技術基礎課，是通信工程、電子信息工程、智能科學等專業(yè)的基礎主干課程。單片機應用于智能儀表、工業(yè)智能控制、家用電器、計算機網(wǎng)絡通信、醫(yī)用設備制造等眾多領域[1]。因此，課程實踐教學內容包括：單片機硬件結構組成、軟件開發(fā)方法、單片機綜合應用系統(tǒng)設計開發(fā)、單片機應用系統(tǒng)調試維護等。

蘭州城市學院已經建立單片機實驗室，配套有單片機開發(fā)實驗箱、單片機開發(fā)板等基礎設備，開展《單片機原理與應用》課內實驗教學、課外競賽、畢業(yè)論文等實踐教學內容，對于提高課程實踐教學質量、培養(yǎng)符合社會需求的通信工程、智能化控制等專業(yè)綜合應用型人才具有重要的指導意義。

（二）課程實踐環(huán)節(jié)教學待解決問題

單片機原理與應用課程的實踐教學體系是學生是否熟練掌握單片機原理的關鍵。目前，按本專業(yè)現(xiàn)狀分析，存在一些亟待解決的問題。

1.思政教育與專業(yè)知識聯(lián)系較生硬

《單片機原理》課程思政的教學目標：培養(yǎng)專業(yè)技能高、綜合素質強、創(chuàng)新意識強，且具有一定的社會責任感的專業(yè)人才，具備一定的創(chuàng)新和設計實踐能力、知識獲取能力和知識工程能力。但目前的傳統(tǒng)思政教育內容較生硬枯燥，無法很好地提起學生興趣，存在思政教育與專業(yè)知識聯(lián)系牽強的問題，學生普遍關注點為專業(yè)知識，而無法深入體會學專業(yè)與學思政的關聯(lián)，無法很好地達到思政育人的目標。

2.雙創(chuàng)教育理念在課程實踐實施過程中存在“表層化”現(xiàn)象

隨著高校學生人數(shù)不斷增長，帶來了異常嚴峻的大學生就業(yè)問題。各大高校竭力開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，全校范圍內開設專門創(chuàng)業(yè)課程，成立眾創(chuàng)空間，建立專任教師團隊指導學生參加各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目等。然而，有限的方式遠不能滿足當代大學生創(chuàng)業(yè)能力的需求，高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中仍存在一定程度的“形式化”和“表層化”的趨勢。

3.設備陳舊，實踐內容較老套，無法和發(fā)展迅速的信息類內容掛鉤

單片機技術日新月異，且面向實際應用，而實踐課程內容已無法趕上新技術發(fā)展節(jié)奏。目前，在實踐教學過程中，學生被動接受知識，不能主動發(fā)現(xiàn)問題，學生思想容易固化，與教師缺少積極互動且缺少壓力，難以形成團隊配合意識[2]。課內實驗，實驗室配備有簡易試驗箱，學生依照教師指導“照貓畫虎”式完成簡單的驗證性實驗，由于課內實驗時間有限，且實驗設備集成度高，使得學生對于創(chuàng)新型設計型實驗缺少獨立思考，學生自主設計意識無法得到拓展，目前，傳統(tǒng)式實踐教學模式無法達到綜合型人才培養(yǎng)的目標。

二、課程實踐環(huán)節(jié)教學體系的建設目標

（一）搭建思政與雙創(chuàng)的雙平臺，實現(xiàn)協(xié)同育人

將知識教學、能力培養(yǎng)和課程思政三個方面的目標構成一個完整的教學體系，對教學設計與實施環(huán)節(jié)起到提綱挈領的作用[3]。《單片機原理》課程培養(yǎng)學生理論、方法、能力三方面能力，使學生具備一定的實踐能力、創(chuàng)新能力、新產品設計開發(fā)能力，同時培養(yǎng)團隊協(xié)作、溝通表達、職業(yè)道德與規(guī)范等綜合素質。在課程教學過程中，通過思政元素的有效融入，使學生在學習專業(yè)知識的同時，具備相應的專業(yè)使命感；通過雙創(chuàng)教育思維的切入，提高學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（二）多層次多角度提升師生的課程獲得感

構建多層次人才培養(yǎng)模式，應提高本科生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質；設置典型專業(yè)課程為思政先鋒課，完善教學體系建設，為其他課程提供實施參考；學院成立眾創(chuàng)空間，配備專業(yè)指導教師團隊，結合課程內容指導學生參加各級各類專業(yè)技能競賽、申報各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，真正學有所用，將理論知識實踐化；抓好師資隊伍建設，建設一支知識結構合理，掌握教學規(guī)律和講課藝術，同時具有較高的專業(yè)學術水平一流的師資隊伍。

（三）課程實踐環(huán)節(jié)形式多樣，內容更加豐富

優(yōu)化教學內容，總結教改經驗，追蹤最新技術發(fā)展與功能器件研發(fā)，滿足高素質人才培養(yǎng)及市場需求，豐富教學資源庫；開發(fā)優(yōu)化改進現(xiàn)有實驗教學平臺，同時建立虛擬實驗平臺，開發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)客硬件實驗平臺等形式，以滿足課程實驗、開放性實驗、課程設計、畢業(yè)設計、學科競賽等各類實踐需求。

（四）以科研促教學，緊密結合各級各類學生學科競賽

將各級各類學科競賽、畢業(yè)設計與科研項目相結合；結合智能科學與技術學科研究熱點和前沿課題，開展課外自選課題研究；對優(yōu)秀學生進行單片機技術、手機APP開發(fā)、電腦可視化界面及智能控制技術等方面的培訓；利用課余時間參加教師的科研實踐。指導學生科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學生的科學研究精神、嚴謹求實的創(chuàng)新精神。

（五）促進學生實踐技能的提高和對智能控制類人才的培養(yǎng)

充分發(fā)揮《單片機原理與應用》課程的先鋒帶頭作用，根據(jù)學科專業(yè)的特點，將課程內容模塊化，并有力結合實際應用，設計緊密結合課程內容的實際項目，動員指導學生根據(jù)個人所長，加入到各個項目中，鼓勵引導學生參與項目實施，培養(yǎng)學生分析項目需求、尋求項目解決方案、設計分析項目方案、實施驗證等，通過一套完整實際項目的實施，使學生真正體會學有所用，提高專業(yè)實踐技能，開發(fā)專業(yè)創(chuàng)新思維，后期鼓勵學生以項目實施成果為基礎開展創(chuàng)業(yè)，帶動學生就業(yè)，真正做到產學研一體式教學，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

三、課程實踐教學體系建設與平臺構建

（一）課程實踐環(huán)節(jié)教學體系建設方案

1.思政教育與專業(yè)教育的自然融入

《單片機原理》課程內容實踐性較強，在教學過程中，每個章節(jié)可結合一個實際應用，深入挖掘專業(yè)課程內容中所蘊含的思政元素，在理論教學與實踐中，通過自然融入、潛移默化般引導，讓學生切身體會到專業(yè)知識和思政的關聯(lián)，深刻感受“學知識、學做人”，培養(yǎng)專業(yè)技能過硬、專業(yè)使命感強的新時代專業(yè)型人才，通過思政教育與專業(yè)教育的自然融入，在教學和實踐中起到良好的育人效果。

2.“以賽促學，賽教融合”式實踐教學模式探索

在專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的過程中，需要找到一個學生感興趣的切入點，并圍繞其展開研究與探索，設計培養(yǎng)模式，從而達成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的目標。學科競賽作為一項有力舉措，可多角度、多層次地進行實踐鍛煉，多維度、多方面地進行能力提升，既對學生有較大的吸引力，又能將專業(yè)知識實踐化，在掌握理論知識的同時提升動腦動手能力。探索融入“以賽促學、賽教融合”思路的比賽激勵機制，以學科競賽作為一項重要手段，將專業(yè)知識與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育進行有效融合，開拓學生思維，更好地實施雙創(chuàng)人才教育理念。

3.以工程技術教育為導向，實踐課程教學方式改革

在課程實踐環(huán)節(jié)學習期間，鼓勵學生進行單片機系統(tǒng)硬件、軟件的設計和仿真分析。購置必要的微型計算機仿真開發(fā)系統(tǒng)、相關的數(shù)字電路芯片和小型實驗設備，讓學生自己動手，創(chuàng)建屬于每一個學生的專屬“口袋實驗室”，激發(fā)學生的參與感與主創(chuàng)意識，讓學有余力的學生隨時隨地都可以進行訓練，而不受實驗場所的限制，進行針對實際應用的單片機硬件電路和軟件設計與制作實踐。

4.采用“項目引導、任務驅動”的實踐教學模式

充分體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念，采用“任務驅動”為主的授課方式，構建任務驅動式教學組織模式[4]。以真實的項目和大作業(yè)為載體，利用任務驅動的教學模式，選擇相應項目創(chuàng)建學習載體，將理論與實踐相結合，將學生分為小組形式，各小組選擇適合的項目，力求體現(xiàn)“做中學，學中做”的學習理念。通過這種方式，教師不再將現(xiàn)成知識技能傳遞給學生，而是讓學生將所見、所聞、所做結合起來，學生在尋找某個結果的過程中，學會思考，學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、進而增強自信心、提高學習積極性、引導學生主動學習，效果良好[5]。此外，在項目化任務完成過程中，可對學生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)進行強化，培養(yǎng)學生的實際操作能力、綜合應用能力和團隊精神，注重所學知識和社會需求的一致性。

（二）課程實踐環(huán)節(jié)教學平臺構建方案

1.建立開放式單片機通用實驗平臺，加強實驗實踐教學

《單片機原理》課程多使用單片機開發(fā)綜合實驗箱，多數(shù)設備陳舊，功能單薄，已無法滿足單片機實踐教學的高質量需求。單片機作為智能化技術的工具類課程，在基于工程教育的背景下，開發(fā)出通用性更強、更先進的開放性實驗實踐平臺，將最新的技術發(fā)展和應用加入實驗平臺。

在現(xiàn)有的實驗裝置基礎上，改進優(yōu)化以下內容：增加Wi-Fi和ZigBee功能模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的短距離無線傳輸，使數(shù)據(jù)傳輸不再受制于有線方式，更加便利快捷；增加無線通信模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長距離無線傳輸，亦可結合手機APP開發(fā)技術將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至遠程手機終端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的便捷查看及手機操控；替換更新現(xiàn)有實驗平臺上較落后的傳感裝置，采用最新的先進傳感裝置，實現(xiàn)更加強大的多維傳感功能；在每個實驗結果上生成二維碼信息標簽，利用二維碼信息標簽可實時查看每個實驗運行結果，增強實驗可視化效果，提高實驗效率；加入簡單的機器人裝置，讓學生感受先進智能化制造業(yè)的快速發(fā)展，實現(xiàn)實踐教學內容與時俱進，同快速發(fā)展的智能化技術保持一致。

2.單片機虛擬實驗教學平臺建設

利用Protues和Keil C軟件，開發(fā)單片機虛擬實驗平臺，完成器件級、電路級到系統(tǒng)級的多層次的仿真實驗；也可將虛擬實驗平臺和單片機開發(fā)板相結合，既節(jié)約成本亦便捷攜帶[6]；同時，把電子技術、通信技術、機器人技術、計算機技術、先進制造技術、傳感技術等最新技術不斷地加入課程的實踐教學過程中，以滿足學生對新技術的認知。

結束語

結合課程思政與雙創(chuàng)教育理念，構建《單片機原理》課程實踐環(huán)節(jié)教學體系和平臺，開展具有課程特色的智能設備實踐、編程實踐教學等，可用于《單片機原理》課程實驗教學、課程設計、生產實習、學生科技創(chuàng)新項目、科技競賽等諸多實踐教學環(huán)節(jié)。探索雙創(chuàng)教育與課程思政協(xié)同育人模式，采用把課堂的理論教學內容和實踐技能進行有機結合的教學策略，將課程學習與項目學習有效結合，在傳授知識和專業(yè)技能的同時，更注重學生基于社會就業(yè)崗位需求的核心能力的培養(yǎng)，促進學生提高綜合能力和學習主動性，增強合作意識和工程意識，從而更好地培養(yǎng)學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新意識。

參考文獻

[1]貢益明，徐信，陳聰.“課程思政”在單片機原理及應用課程教學中的建設與實踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2021（13）：34-35.

[2]張國棟，祁瑞敏，宋東亞.基于工程認證和課程思政的混合式教學研究：以單片機原理及應用為例[J].綠色科技，2022，24（1）：246-248.

[3]尚任.單片機原理及應用課程思政的實踐探索：以“單片機的存儲器結構”知識點講解為例[J].吉林化工學院學報，2021，38（10）：32-36.

[4]姜忠愛，蔡衛(wèi)國，牛春亮.單片機原理與應用教學模式與課程思政改革研究[J].高教學刊，2020（9）：129-131.

[5]石蕊，張明，任志國.單片機原理課程思政元素挖掘與德育目標建設研究[J].甘肅高師學報，2023，28（2）：100-103.

[6]翟朝霞，劉劍橋等.Protues結合Keil的虛擬實驗仿真平臺教學案例—汽車防盜報警系統(tǒng)設計[J].數(shù)碼世界，2021（3）：207-208.

作者簡介：石蕊（1983— ），女，漢族，陜西蒲城人，蘭州城市學院信息工程學院，講師，碩士。

研究方向：信號與信息系統(tǒng)。

劉海濤（1975— ），男，漢族，甘肅靜寧人，蘭州城市學院信息工程學院，副教授，博士。

研究方向：博弈論。

閆英琪（1976— ），女，漢族，甘肅白銀人，蘭州城市學院信息工程學院，教授，碩士。

研究方向：信息技術與教育。

基金項目：甘肅省教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度課題“課程思政與雙創(chuàng)教育融合的智能科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（課題編號：GS[2021]GHB1810）；蘭州城市學院本科教學研究與改革項目“新工科背景下思政教育與雙創(chuàng)教育融合的智能科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（項目編號：2021-jy-35）。