课程思政融入微机原理与接口技术课程教学的设计与研究

课程思政融入微机原理与接口技术课程教学的
设计与研究
张
强孙雪莹齐亮张永韡
（江苏科技大学电子信息学院
江苏·镇江
212000）
中图分类号：G642.1
文献标识码：A
DOI：10.16871/ki.kjwhb.2021.10.029
基金项目：江苏科技大学2021年度本科教育教学改革研究课题（项目编号：XJG2021015）。

作者简介：张强（1987—），男，江苏镇江人，博士，讲师，专业技术人员，研究方向为机器人学与机器视觉；孙雪莹（1988—），女，江苏镇江人，博士，讲师，专业技术人员，研究方向为机器人学与机器视觉；齐亮（1980—），男，江苏无锡人，博士，教授，专业技术人员，研究方向为船舶智能制造和船舶自动化；张永韡（1983—），男，江苏镇江人，博士，讲师，专业技术人员，研究方向为智能控制。

2021年第29期总第545期
No.29,2021Sum
No.545
The Science Education Article Collects
摘要课程思政建设是当前高校思想政治工作的重点，也是各专业课程改革重点关注的理论问题。

研究如何将课程思政融入理工科专业课程中，让专业课程与思政教育同向同行，具有重要的理论和实践价值。

文章以微机原理与接口技术为例，通过分析思政教育的目的，提出课程思政的教学目标。

通过深入挖掘课程中的思政元素，设计六个课程思政案例，并提出课堂内外相互结合、线上线下沟通交流的课程思政实施方法，旨在培养具有家国情怀、专业自信、工匠精神和职业精神的高素质电子信息类专业人才。

关键词
课程思政；微机原理与接口技术；教学改革
Design and Research of the Course “Microcomputer Prin⁃ciple and Interface Technology ”Integrated with Ideologi⁃cal and Political Education //ZHANG Qiang,SUN Xueying,QI Liang,ZHANG Yongwei
Abstract Course-based ideological and political construction is the focus of ideological and political work in universities,and it is also the theoretical issue of education reform in various ma‐jors.It is of great theoretical and practical value to study how to integrate course-based ideological and political education into professional courses of science and engineering,and make the professional courses and ideological and political education go together.Taking “Microcomputer Principle and Interface Tech‐nology”as an example,this paper analyzes the purpose of ideo‐logical and political education,and designs the teaching objec‐tives of course-based ideological and political education.By deeply excavating the ideological and political elements in the curriculum,six cases of course-based ideological and political education are designed.It then proposes the implementation methods of course-based ideological and political education,such as combination of the first classroom and the second
classroom,and online-offline communication,so as to achieve the goal of cultivating high-quality electronic information pro‐fessionals with patriotism,professional self-confidence,crafts‐man spirit,and professional spirit.
Key words course-based ideological and political education;Microcomputer Principle and Interface Technology;teaching re‐form
1引言
党的十八大以来，党中央高度重视高校的思政建设工作。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上发表重要讲话，他强调：“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。

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。

”“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同
向同行，形成协同效应。

”[1-3]
此后，教育部发布了《高等学校
课程思政建设指导纲要》，指出要结合不同类型课程的特点，分类推进课程思政建设[4]。

因此，高校的思想政治工作需要深入梳理和挖掘专业课程的思政元素，根据不同课程的特点，将思政教育有效融入课程教学，与思政课程密切配合、同向同行[5-6]。

微机原理与接口技术课程是自动化专业的核心主干课程，也是测控技术与仪器、电气工程、电子信息工程等专业的必修基础课程。

课程主要讲述微型计算机的逻辑结构和工作原理、典型CPU 的指令系统、存储器扩展及其典型接口电路等知识。

通过学习本门课程，学生能够具备利用汇编
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教改教法
语言进行程序设计的能力，能够进行简单的微机系统的软硬件设计与开发，了解微机系统发展的新技术和新知识。

微机原理与接口技术课程作为自动化专业的核心课程，是课程思政改革的重点课程。

如何挖掘课程中蕴含的思政元素，做到与思政理论的同向同行，是当前课程思政改革亟待解决的问题。

2课程思政的目标
课程思政需要每一门专业类课程都要承担一定的价值观教育和价值塑造的职能。

专业课程在教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，旨在提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力[7-8]。

根据微机原理与接口技术课程的教学内容与特点，将教学思政目标总结为培养家国情怀、培养专业自信、培养工匠精神和培养职业精神四个方面。

（1）培养家国情怀。

通过介绍我国在微控制器领域取得的成就以及和国际先进水平的差距，引导学生思考成为一个什么样的人，培养学生科技报国的理想。

（2）培养专业自信。

使学生了解自动化领域中微控制器在国家科技发展中的地位，以及我国微控制器的发展及其国际地位，培养学生对工程师职业的自信。

（3）培养工匠精神。

培养学生不满足于标准答案，通过自主探索寻找更好解决方案的精神。

培养学生认真对待生活、学习中每件事的精神，以及在每个细节中追求精益求精的工匠精神。

（4）培养职业精神。

在团队协作、讨论和互评等学习过程中培养学生诚实守信、公正客观的职业精神，培养学生爱岗敬业的精神和社会责任感。

3课程思政的教学设计及案例
为了实现微机原理与接口技术课程思政教学目标，设计了六个具体的课程思政案例。

每个教学案例都与教学章节内容紧密相关，力求做到润物无声，使学生在学习专业知识的同时能够潜移默化地接受思政教育。

不同的课程思政案例对应不同的课程思政目标，结合多样化的授课方式和教学方法，最终达到立德树人的教学目的。

课程思政具体内容如下：
3.1国产计算机发展历程——从“103”机到“神威·太湖之光”
在讲授微型计算机基本知识和基本概念的过程中，引入我国计算机的发展历史。

结合视频资料、历史图片、央视采访等资料，讲述新中国成立之初工程师们在艰苦的条件下研发我国第一台计算机——“103”机的艰辛过程。

引导学生感受我国科学家爱国奉献的精神，培养学生科技报国的家国情怀。

讲述我国计算机研发不断升级和发展的过程，历经几十年的发展，中国计算机从无到有，从技术跟随走到世界最前沿。

讲述由我国自主研发的性能位于世界前列的超级计算机——“神威•太湖之光”及其在高分辨率地球系统数值模拟、“天宫一号”返回路径的数值模拟、药物筛选等领域的应用，提升学生的文化自信、道路自信和专业自信。

3.2CPU 架构与国产CPU 的发展
在讲授8086/8088微处理器的结构和指令系统过程中，引入我国国产CPU 技术的发展历程。

介绍我国以中科龙芯、天津飞腾、上海申威、上海兆芯等为代表的国产CPU 的特点和应用。

2015年，由中国科学院计算所自主研发的龙芯芯片被用于北斗导航卫星系统，并完成了星间链路的数据处理任务。

此外，基于申威处理器构建的“神威•太湖之光”超级计算机已多次占据世界超级计算机榜单第一，从而培养学生的专业自信。

进一步引导学生思考我国自主研发国产CPU 的原因，树立自主研发和自主创新的意识，培养学生科技报国的家国情怀。

3.3积跬步而至千里——从x 的n 次方谈起
汇编语言程序设计是微机原理课程的重要内容之一，其中循环结构是一种典型的程序设计结构。

循环结构设计的主要目的是简化多条重复语句，例如累加和计数等。

在讲授的过程中，引入一个具体的应用例子来说明循环结构应该如何使用，同时融入课程思政的内容。

利用循环结构设计一个程序，使其实现x 的n 次方的计算。

当我们运行该段程序的时候，可以看出0.99的365次方和1.01的365次方结果有很大的差别。

由此启发学生思考每天多努力一点，日积月累就可以有很大进步。

进而联想到古代荀子《劝学》中的“故不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海”，培养学生锲而不舍、坚持不懈的工匠精神。

3.4郑纬民教授——中国存储系统的先行者
在讲授存储器组织基础知识的过程中，引入中国存储系统的先行者——郑纬民教授的人物事迹和中国存储器技术的发展历史，让学生学习老一辈科研工作者爱国敬业和艰苦奋斗的精神，引导学生了解我国存储器技术的发展历程，培养学生的家国情怀。

郑纬民教授及其团队迎难而上、不断创新，主持研发的清华集群计算机系统已经应用于多个省市的气象预报并在网络信息安全方面发挥了重要作用。

在网络存储方面研制了具有自主知识产权的可扩展的网络存储系统，为国家的数据安全提供了保障。

郑纬民教授身上这种努力奋斗、不断创新、不畏困难的科学精神感染了学生，能够培养学生自主研发和自主创新的意识，培养学生精益求精的创新实践精神。

3.5走向深蓝——船舶自动化系统
通过讲授输入输出接口与模拟接口技术，引入船舶自动控制系统案例。

介绍国际和国内船舶自动化技术的发展历史，让学生了解船舶自动化技术及微控制器在智能船舶中发挥的重要作用，培养学生的专业自信。

将国家走向深蓝战略和江苏科技大学（以下简称我校）建设一流造船大学的办学特色相结合，介绍我校参研的船舶领域重要科研成果——海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化，引导学生树立自主研发和自主创新的意识，培养学生的家国情怀。

同时，结合船舶自动化系统的应用实例，引导学生综合运用所学知识，设计船舱自动温度监测系统，启发学生自主
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教改教法
探索寻找最优的解决方案，培养学生的团队合作能力和精益求精的工匠精神。

3.6工业物联网现状与应用
通过讲授串行通信的基本概念和接口标准，引入网络通信技术在智能制造和工业4.0中发挥的重要作用，介绍国际和国内物联网现状和工业物联网的应用，引导学生了解当前我国工业物联网方面的技术发展，培养学生的专业自信。

通过介绍物联网系统被黑客攻击造成恶劣影响的例子，如美国燃油管道的龙头企业Colonial Pipeline 遭到黑客攻击，被迫关停了其在美国东海岸沿线各州的供油网络，引导学生思考应该如何正确运用技术、如何保护信息安全，树立正确的职业道德观念，培养学生诚实守信、认真严谨的职业精神。

4课程思政的实施方法
课程思政的实施是一个综合性过程，除了在课堂教学的过程中引入思政案例之外，还在多个维度相互配合展开，将课堂教学与课外教学相结合。

同时结合开放共享的“互联网+”新教学模式，在MOOC 慕课平台建设了微机原理与接口技术国家精品课程，充分利用线上平台进行沟通交流。

4.1课堂内外相互结合
在课程思政的实施过程中，将课堂教学、实验教学与竞赛活动相结合。

微机原理与接口技术是一门实践性很强的课程，实验教学环节非常重要。

在实验的过程中，通过给学生设置一些思考环节，让学生自主收集资料、分析问题、设计实验、探索讨论、解决问题。

例如，在本门课程模拟接口学习部分，可以引导学生运用所学知识尝试设计船舱自动温度监测系统。

通过实验教学的过程，激发学生自主学习的热情，提高学生的动手能力，培养学生精益求精的工匠精神。

同时，在微机原理与接口技术课程教学中引入虚拟仿真平台进行教学辅助。

采用EMU8086软件进行汇编语言程序设计，采用Protues 软件对接口电路进行仿真。

学生可以自己安装仿真软件，根据课堂教学中的示例进行自主设计与实践，从而激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力。

此外，为了进一步培养学生的创新精神，在学习微机原理与接口技术课堂基础知识的基础上，鼓励学生参与本科生电子设计大赛和创新创业大赛，例如“挑战杯”“互联网+”等比赛。

指导教师引导学生了解社会需求，设计方案，并不断进行改进和探索，最终形成可行方案。

在这个过程中，培养学生的团队合作能力和创新精神。

4.2线上线下沟通交流
师生的沟通和交流能够有效地激发学生的学习热情，潜移默化地帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

随着互联网的发展，线上教学途径越来越多样化，也为师生提供了更多的交流平台。

在课堂上，教师提出问题，鼓励引导学生独立思考，通过观看视频、分组讨论、翻转课堂等方式让学生在交流与讨论中理解课程思政的内涵。

同时，充分利用线上教学平台如MOOC 慕课的线上讨论区、QQ 群等，发布课程思政案例相关视频资料、热点问题，组织学生发表看法和见解，教师在师生互动中引导学生用科学的态度和辩证的方法看待问题，向学生传递社会主义核心价值观。

例如在讲授微处理器系统结构的过程中，引导学生观看在线视频，组织学生思考我国为什么必须研发拥有自主知识产权的国产CPU，并进行分组讨论，要求学生将结果发布于慕课的在线讨论区。

在讲授串行通信及其接口电路的过程中，引导学生分组查阅资料并思考我们的哪些领域能够应用到网络通信以及网络系统的信息安全应该如何得到保障，采用翻转课堂的方式展示合作成果，每组学生将调研结果以PPT 演讲的方式在课堂上展示，并由教师进行点评。

5结语
本文以微机原理与接口技术课程为例，讨论了理工类专业课程思政教育的目的，确定了课程思政的教学目标。

进一步深入挖掘课程中的思政元素，设计了六个与课程内容相关的思政案例，提出课堂内外相互结合、线上线下沟通交流的课程思政实施方法，在传授专业知识的同时培养学生的综合素质，为理工类课程思政的教学实践提供了可参考的思政案例和教学方法。

在今后的工作中，须继续挖掘专业课程中蕴含的思政元素，将课程思政融入更多电子信息类专业课程中，丰富思政案例和教学方法，进一步完善课程思政实施效果评价体系，提高学生的创新能力和综合素质。

参考文献
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[7]教育部关于印发《高校学校课程思政建设指导纲要》的通知
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编辑张效瑞
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