微机原理及应用课程实验思政融合

黄自鑫，黄丽坤，卢俊杰，徐丽

微机原理及应用课程实验思政融合

黄自鑫，黄丽坤，卢俊杰，徐丽

（武汉工程大学 电气信息学院，湖北 武汉 430205）

思政课程和课程思政同向同行是高校专业课程的必要改革发展路径，是培养新工科人才的重要举措．以微机原理及应用课程实验为例，针对该课程实验在教学内容、教学平台和教学模式等方面存在的问题，构建“思政融入，学赛共轭”的教学体系．通过思政挖掘、校企合作和赛教融合三路径，对课程实验教学进行改革，旨在提升学生专业综合能力与思想政治素养．实践表明，该教学体系能够有效提高学生综合能力，达到课程思政目标和新工科人才培养需求．

微机原理及应用；课程思政；实验改革；学赛共轭；新工科

新工科内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才．在新工科建设中构建好协同推进课程思政建设的体制机制，实现“1+1>2”的效果，是我国高等教育改革的一大关键[1]．教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》[2]中提出要全面推进高校课程思政建设，课程思政成为高校意识形态工作的重要组成部分．自提出课程思政以来，各高校精准把握思政课程与课程思政建设的价值内涵，开展了不同课程的思政改革，使思政课程和课程思政同向同行，取得了众多优秀成果．

微机原理及应用是一门面向工程应用且具有很强专业性、实践性与综合性的课程，使学生了解计算机结构和工作原理，掌握汇编语言、接口技术等方面知识．在本课程的思政改革中，诸多学者对课程知识教学内容思政改革进行了探索，刘艳霞[3]等提出通过实际案例引导润物细无声地进行课程思政教育；周昕[4]等通过将知识点分成单元模块，对每个单元针对性融入相关思政案例，提出采用线上/线下、教室/实验室等多种途径和手段，将课程思政落到实处．但针对该课程实验部分，还鲜有学者进行思政探索．仅实现课堂教学思政改革不足以达到思政育人、培养新工科人才的目的．本文通过构建“思政融入，学赛共轭”教学体系，针对课程实验教学环节中存在的不足，从思政挖掘、校企合作和赛教融合三个维度出发，对微机原理及应用课程实验思政教学进行探索与改革．

微机原理及应用开设的课程实验需要达到目的：首先，巩固学生理论知识和提升专业技能．根据课程实验教学设计，学生能够掌握微型计算机的基本工作原理、应用汇编语言进行编程，获得在自动化专业领域内应用微型计算机及相关技术的专业知识．其次，提高学生自主动手能力和创新能力．基于本课程实验教学，学生自主进行验证性、设计性和综合性实验的实验操作，提高自主动手能力，充分发挥自我创新能力．最后，提升学生思想政治素养和道德水平．通过深入挖掘课程实验中的思政元素，将知识点进行拓展，实现思政课程和课程思政同向同行．

1 课程实验教学现状

微机原理及应用课程实验作为课上教学内容补充与扩展，能够巩固课上知识且提升专业技能，对课程实验进行思政改革是整个课程思政改革的重要组成部分，完成好课程实验思政改革，才能进一步推动新工科人才培养方案[5]．目前，微机原理及应用课程实验仍沿用传统平台实验，即使用一个集成化程度高的实验平台开展实验教学，该方式的实验开展主要存在三方面不足．

1.1 教学内容缺乏创新，思政育人融入匮乏

传统课程实验教学包括知识点讲解和实验操作两部分内容．知识点讲解是实验操作前教师讲解知识点和注意事项，内容较为枯燥；实验操作围绕集成化设备开展，操作步骤按照课本连接线路即可，内容缺乏创新，与新工科人才培养需求相差较远．整个课程实验过程注重纯理论知识讲解和实践教学，缺乏思政探索与改革，存在思政元素融入少和融入差等问题．

1.2 教学平台资源不足，课程实验设备老旧

课程实验传统教学平台采用EL-IOT-II型物联网创新实验系统，大部分实验线路已经固定，操作空间小，且实验多为2～3名学生一组共用一个实验平台，实验过程中动手机会少．此外，集成化程度高的实验系统线路受损后难以修复，无法保障实验顺利完成，学生难以通过课程实验透彻地理解相关知识，专业技能也难以获得锻炼契机．

1.3 教学模式思维定势，实验考核形式单一

平台实验目前是本课程实验唯一的教学模式，即按照平台配备的实验手册操作即可完成实验，操作简单、思维定势，导致大部分学生较关注实验结果而忽视对实验箱上硬件电路和程序设计的分析，不利于提升学生综合能力．而考核作为课程实验学习效果的良好反馈方式，现阶段所采用的考核只针对日常考勤和实验报告这两个环节进行，考核方式缺乏合理性，较难体现成绩差异性．

针对微机原理及应用课程实验进行思政改革，一方面可以缓解课程实验枯燥乏味的现象，在课程实验过程中添加人文知识乐趣，潜移默化地提升学生思想政治素养，提高课堂积极性；另一方面可以提高学生自主学习积极性，以课程竞赛等为载体加深学生对课程实验知识点的掌握程度，助力实验知识点巩固和学生专业能力培养．

2 “思政融入，学赛共轭”教学体系

针对课程实验存在的问题及课程实验教学目标，微机原理及应用课程实验需从教学内容、教学平台和教学模式等方面开展教学探索与改革．基于此，提出一种“思政融入，学赛共轭”的教学体系，通过挖掘课程实验中蕴含的思政元素并与实验有机结合，达到丰富教学内容、提升学生思想政治素养的目的；开展校企合作拓宽实验教学平台，获得多样的教学资源；采用赛教融合的教学模式，针对实验内容开展课程竞赛，充分激发学生的学习兴趣和创新思维，提高学生自主学习和解决问题的能力．通过多种途径对本课程实验进行全方面的探索与改革．

2.1 思政挖掘，丰富教学内容

工科教育当以培养优秀的新工科人才为教育目标．在本课程实验教学中，教师要从爱国主义教育、人生价值教育和理想信念教育等多重维度挖掘课程实验思政元素，把马克思主义立场观点与科学精神的培养结合起来，注重学生思想政治素养教育，提高学生综合能力．从宏观层面来看，教师应结合当前社会背景下职业人的通用能力和基本素质来开展课程实验教学；从微观层面来看，教师应结合本专业人才培养要求，有针对性地挖掘课程实验所蕴含的思政元素．

“思政融入，学赛共轭”教学体系实施前，微机原理及应用课程平台共设七个实验，按性质分为三种类型：验证性实验、设计性实验和综合性实验．验证性实验是让学生按照实验操作流程，验证实验结论的真实性；设计性实验在给定的操作流程外，学生发挥自我想象，设计所需实验内容；综合性实验考验学生的综合能力，包括实验设计和验证，是学生综合能力的体现．“思政融入，学赛共轭”教学体系实施后，引入红外循迹小车实物制作实验，将平台实验、实物实验与思政元素相融合，在实验基础上拓展思想政治知识，达到课程实验全过程思政育人目的．“思政融入，学赛共轭”教学体系中各平台实验及红外循迹小车组成模块包含的思政元素点见表1．

表1 平台实验与红外循迹小车模块的思政元素点

根据微机原理及应用课程实验单元的内容，深入挖掘课程实验中隐藏的思政元素，以内容总结的方式，融入“隐性思想政治教育”理念，用渗透性的、潜移默化的方式使学生在耳濡目染中受教育[6]．如在讲解串口通讯时，串口通讯是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送，由此关系为切入点，结合“一带一路”工程，我国作为“主机”带动欧亚非大陆其他“主机”以及“外设”新一轮生产力革命，推动全球基础设施现代化，推动世界经济发展，例举“一带一路”为我们日常生活带来的有利影响，以此引导学生积极参与祖国建设．在引导学生进行实物制作时，同样融入“隐性思想政治教育”理念，将小车各个模块涉及的知识与思政元素相结合，例如：在引导学生设计红外循迹传感器模块时，红外循迹传感器模块可比作小车前进的“眼睛”，其在小车前进时起到了决定性作用，如果红外判断失误则小车将会偏离预定路线，以此联想到生活中的选择和判断，引导学生树立正确的是非观，提高明辨是非的能力．通过增加思政典型案例，丰富课程实验教学内容，达到整个实验全过程思政融入的效果．

2.2 校企合作，拓宽教学平台

思政教育工作离不开校企的鼎力支持，校企在资源上具有一定差异性，通过开展校企合作，促进企业资源与高校资源进行有机融合，有利于拓宽教学平台，丰富教学资源，进一步提升思政教育效果[7]．

传统微机原理及应用课程实验采用EL-IOT-II型物联网创新实验系统作为实验设备，该设备由实验操作台、物联网传感器挂箱、创新CPU挂箱及扩展模块组成，功能齐全．但该平台集成化程度高、平台固定，实验拓展空间不足，只开展平台实验，无法达到让学生透彻理解所学实验知识的目的．

学校和企业作为学生学习的两个主要平台，在知识教学和实践教学上各有千秋（见图1）．学校作为知识教学平台，以理论知识教学为主，学生可以通过专业课程学习专业知识，提升专业技能，但由于设备、范围等受限，理论知识难以实践．企业作为良好的实践教学平台，可以在学生已有的理论基础上提供实践经验、实践场地等实践资源供学生实践学习，强化专业能力．

图1 校企合作资源整合

通过校企合作，利用好学校理论性优势和企业实践性优势[8]，学校可以吸收企业在具体实践中所经历的各种案例，与知识内容进行结合，加大教学力度，了解企业对实际人才的需求，促进对需求型人才的培养；学生可以前往企业进行参观学习，了解理论知识的实际应用．同时，校企可以结合课程特色和企业特色开展赛事活动，能够有效巩固学生专业知识和提升动手能力及创新能力，学习企业文化，对学生成长规划有一定的正面影响．

2.3 赛教融合，完善考核制度

课程竞赛需要课堂理论教学与课外实践活动的有机结合，既是专业理论知识能力的体现，也是学生创新实践能力的展示．通过构建赛教融合模式，将教学和竞赛的过程、资源和能力三个重要方面相互连接（见图2）．学生可以更好地理解、融合课堂理论知识与课外实践能力，促进学生个性化发展，激发创新意识和开拓思维，提高创新能力和综合竞争力．

图2 赛教融合教学模式

在平台实验环节，学生在教师指导下，参考实验手册即可完成．课程竞赛环节则需要学生自己动手操作，整体采用以学生为主体、教师辅助指导的形式，其中实物制作作为竞赛最关键的步骤．指导教师需要根据理论知识点介绍实物的设计步骤和模块化设计方法，引导学生自行查阅资料和确定方案，在测试阶段辅助学生完成代码编写和硬件电路设计．

课程竞赛是在平台实验基础上的学习拓展，本课程竞赛选用红外循迹小车，其制作过程中所涉及的知识点与平台实验相对应（见表1）．课程竞赛包括实物测试和现场答辩两个环节．实物测试环节采用得分制，赛道上设有五个不同得分点，学生将团队小车放置于赛道，小车采用红外循迹按要求经过得分点，运行一周后重回到起点，测试完成．现场答辩环节采用“3+2”答辩模式，即3 min答辩、2 min问答模式，考察学生团队协作的整体效果，并分别对小组各成员就个人任务、硬件电路、软件编程等方面进行提问，让学生从“写、做、说”三个方面都得到锻炼．整个比赛全方位体现学生的专业知识学习、动手能力提升和创新能力培养情况，培养学生自主学习能力，真正做到“赛教融合”，让学生以赛促学，以赛促用．

考核是教学中不可缺少的环节，建立多角度和多能力的考核机制是课程改革的重点之一[9]．为解决传统课程实验教学中考核的问题，从培养人才的角度出发，结合“思政融入，学赛共轭”教学体系，微机原理及应用课程实验考核总分为100分，各项分数比例及评价标准见表2．实验考核采用“日常出勤+平台实验+实物制作+实验报告+现场展示”的综合考核机制，可以全方位评价学生对所学知识理解并掌握的情况，既能保证分数的公平性，真正反映学生的学习情况和学习效果，也能促使学生认真完成实验课程的各个环节，真正达到实验教学的目的，同时也能够为教师调整和优化教学目标提供依据．

表2 综合考核机制各项分数比例及评价标准

3 教学体系实践与成效

课程思政的实施是一个综合性过程，为检验“思政融入，学赛共轭”教学体系的有效性，开展“加简杯”智能小车竞赛，将课堂教学与课外教学相结合，充分发挥学生的动手能力和创新能力[10]．通过对比分析“思政融入，学赛共轭”教学体系实施前和实施后的学生课程实验成绩，验证该教学体系的有效性．

3.1 教学实践开展

为贯彻落实“思政融入，学赛共轭”教学体系，与无锡加简智控技术有限公司展开合作，以“加简杯”智能小车竞赛为课题开展课程竞赛活动，学生3～5人一组，在平台系统实验基础上，将微机原理及应用课程的学习与汇编语言、模电、数电等课程系统结合起来，发挥自主创新能力，合作完成红外循迹小车设计制作，开展红外循迹小车竞赛．

竞赛分为小车竞赛和现场答辩两个环节，各占总分的50%．小车竞赛赛道作为竞赛的重要场地，其设计制作与检验学生能力紧密相关，“加简杯”赛道（见图3）包含弯道、圆环等难度较大的赛段，综合考验学生小车的运行情况．现场答辩环节采用“3+2”答辩模式，小组成员负责不同答辩部分，评委依据现场情况为组内成员打分．综合小车竞赛和现场答辩两个环节评分，给予参赛队伍最终分数，按最终分数进行排名．

以课程竞赛的形式提升学生对知识的综合运用能力、动手能力和创新能力，加深学生对专业知识的印象，提升自主学习、发现问题、分析问题、解决问题和探索创新的能力．在竞赛过程中合理融入思政元素点，如在赛道上设置多个得分点，将小车循迹经过得分点比作不同人生阶段的人生规划，引导学生思考人生意义和合理规划自己的人生，在竞赛的同时也能提升学生思想政治素养．

3.2 教学成效分析

学生课程实验成绩能够直观反映教学体系的有效性．将2020级自动化专业实施教学改革的82名学生课程实验成绩与2019级自动化专业未实施教学改革的91名学生课程实验成绩进行对比（见图4）．

图3 “加简杯”赛道示意图

图4 微机原理及应用课程实验成绩对比

从图4可以看出，与实施教学改革前相比，实施教学改革后，学生课程实验学习考核的平均成绩显著提升，2020级学生课程实验取得90分以上的有11人，达到了总人数的14%，比2019级提升12%，60分以下人数为0人，达到了全员合格的标准．从整体成绩上看，“思政融入，学赛共轭”教学体系能够有效激发学生自主学习兴趣，提升学习成绩．

结合竞赛成绩和综合考核机制，可以从理论知识和专业技能、动手能力和创新能力以及思想政治素养和道德水平三维度反映学生学习情况．分析2020级学生“加简杯”课程竞赛成绩可以看出，学生课程实验考试全部合格，直观反映学生专业知识掌握情况良好；小车拼接全部合格，小车竞赛过程中7个小组未完成任务，12个小组不同程度完成任务，学生动手能力和创新能力均得到提升；现场答辩整体情况良好，80%的学生都能够完整叙述自己工作情况，流利回答评委问题，学生思想政治素养和道德水平得以提升．

4 结语

新工科人才培养不仅需要扎实的专业知识，也需要良好的思想品德．本文通过构建“思政融入，学赛共轭”的教学体系，对微机原理及应用课程实验进行教学探索与改革，采用思政挖掘、校企合作和赛教融合的途径促进本专业学生学习，通过课程实验讲解和开展课程竞赛验证“思政融入，学赛共轭”的教学体系的有效性．开展课程实验思政改革，有效地提高了学生学习主动性，引导学生树立正确的人生观，在学习专业知识时增加人文情怀，提高了学生的综合素养，有利于培养思想健康向上的新工科人才．

[1] 王永华．新工科人才培养模式创新的三个维度[J]．中国高等教育，2021（19）：50-52．

[2] 中华人民共和国教育部．高等学校课程思政建设指导纲要[EB/OL].（2020-06-01）．http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html．

[3] 刘艳霞，戴佺民，于鑫，等．“微机原理与接口技术”课程思政初探[J]．中国电力教育，2020（10）：51-52．

[4] 周昕，李兰英，韩剑辉，等．融合思政育人目标的微机原理与接口技术课程大纲设计的探索实践[J]．中国现代教育装备，2021（13）：90-92．

[5] 陈纯锴，汤春明，李秀艳，等．新工科背景下信号处理类课群体系改革与实践[J]．高师理科学刊，2022，42（12）：86-89．

[6] 王敏．课程思政：新时代高校育人理念的实践回应[J]．高教学刊，2022，8（34）：171-175．

[7] 于瑞霞，武昌新，朱姝，等．科研院所校企联合培养理工专业拔尖人才的探索与实践[J]．工业和信息化教育，2023（4）：15-18．

[8] 郝保英，王涛．“大思政课”视域下高校思政课的实践性论析[J]．思想理论教育导刊，2022（10）：106-112．

[9] 曹一鹏，毛艳娥，吴昊．工程教育专业认证视域下“单片微型计算机原理及应用”课程建设的思与行[J]．工业和信息化教育，2023（3）：21-25．

[10] 曹忠亮，巢渊，丁力，等．以竞赛项目为载体的控制技术基础课程改革[J]．高师理科学刊，2022，42（11）：91-94．

Integration of experimental ideological and political theory of microcomputer principle and application course

HUANG Zixin，HUANG Likun，LU Junjie，XU Li

（School of Electrical and Information Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China）

Ideological and political courses and ideology and politics education parallel is the necessary reform and development path of college professional courses，is an important measure to train new engineering talents．Taking the course experiment of microcomputer principle and application as an example，aiming at the problems existing in the teaching content，teaching platform and teaching mode of the course experiment，the teaching system of integration of ideology and politics，conjugation of learning and competition is constructed．The experimental teaching of the course is explored and reformed through the three paths of ideological and political mining，school-enterprise cooperation and integration of competition and education．It aims to improve students′ comprehensive professional ability and ideological and political accomplishment．The practice shows that the teaching system can effectively improve students′ comprehensive ability，achieve the ideology and politics education goals and new engineering talent training needs．

microcomputer principle and application；ideology and politics education；experimental reform；learning competition conjugation；new engineering

TP368∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2024.02.017

1007-9831（2024）02-0083-06

2023-04-27

武汉工程大学教学研究项目（X2021015）；武汉工程大学研究生教育教学改革研究项目（2020JYXM13）；中国自动化学会青少年人工智能创新后备人才培育工程2022年度教科研项目（HBRC-JKY-144）

黄自鑫（1988-），男，湖北安陆人，副教授，博士，从事欠驱动系统控制、智能控制研究．E-mail：huangzx@wit.edu.cn