新工科背景下嵌入式課程思政建設探索
作者:魏 雨 武君勝
發布時間:2025-03-25 09:48:28 來源:陜西教育·高教
[摘 要]面對科技革新與產業升級,新工科教育應運而生,旨在通過課程思政建設,培養兼具專業技能與高尚品德的新型工科人才以支撐“中國制造2025”。本文聚焦嵌入式系統開發課程,探討如何在專業教學中融入思政內容,強調跨學科融合、案例教學及實踐項目,增強學生的愛國情懷、工匠精神及創新能力。通過構建系統化教學體系,采用多元化教學模式,實現立德樹人目標,促進學生全面發展。
[關鍵詞]課程思政 新工科 嵌入式 立德樹人
基金項目:陜西省“十四五”教育科學規劃課題“新工科背景下以行業需求為導向的《移動互聯應用創新設計與開發》課程建設創新研究”(編號:SGH22Y1824);2023年度陜西本科和高等繼續教育教學改革研究項目“工程認證與產教融合共同驅動的民辦高校計算機類新工科人才培養體系構建與實踐”(重點項目,編號:23BZ074)。
研究背景
面對科技革命與產業升級,新工科建設響應“中國制造2025”,自2017年起加速推進,旨在培養適應未來挑戰的科技人才。2018年確認的首批“新工科”項目標志其全面啟動,強調立德樹人,對接國家創新驅動發展戰略。課程思政的提出與新工科建設同步,旨在課程中融入社會主義核心價值觀,培養兼具愛國情懷與實踐能力的新時代人才。
嵌入式系統開發課程作為計算機專業嵌入式方向的核心課程,在教學過程中融入思想政治教育元素顯得尤為重要,旨在打破思政與專業教育界限,強化學生理論認同感、社會責任感及創新能力,全面提升學生綜合素質與能力。實施中,需精準對接學生興趣,通過明確教學目標、內容整合、素材精選、教學方法創新及科學評價,實現思政教育與專業學習的深度融合,培養具有批判思維、社會責任感的全面型人才,推動教育體系向更高質量發展。
嵌入式課程思政學情分析
課程思政須以學生為本,踐行立德樹人根本任務,緊密圍繞人才培養核心,在計算機專業課程中融入思政教育,培養學生正確的價值觀以及服務國家和社會的能力。
目前,嵌入式課程思政的實施尚存挑戰,主要表現在:第一,教學內容的局限性意味著課程往往聚焦于技術本身,而忽視了對技術的社會影響、倫理責任等深層次內容的探討,限制了學生全面理解技術與社會的關系;第二,傳統教學方法課程互動性和實踐性不足,難以充分調動學生的積極性和創造性;第三,評價體系單一化,過分依賴傳統考試成績,未能全面評價學生綜合能力和實際操作技能,容易導致學生過分追求分數而忽視綜合素質提升。
未來嵌入式課程思政建設應不斷豐富教學內容,引入更多關于技術趨勢、倫理道德和社會責任的討論,幫助學生建立全面的視角;革新教學方法,增加互動式學習、項目驅動學習等實踐教學活動,提升學生參與度和創新能力;優化評價體系,構建多元化評價機制,考查學生的知識掌握情況,重視其價值觀、團隊協作、創新實踐等多維度能力的評估,真正做好立德樹人。
嵌入式課程思政建設基本原則
嵌入式課程思政建設強調專業教育與思政內容融合,緊跟時代并結合專業特性,追求導向性、時代性、滲透性、專業性、系統性、針對性及理論與實踐結合的平衡,如圖1所示。通過多元教學途徑,培養具有專業才能、正確價值觀、文化自信和社會責任感的全能型人才。<Z:\楊文華\2025年高教版配圖+四封\2025年2期\圖表\2025-2-30-01.png>
(1)導向性與時代性結合:課程思政建設要緊跟時代步伐,圍繞社會主義核心價值觀與國內國際形勢變化,引導學生樹立正確三觀,彰顯專業特色和時代特征。
(2)滲透性與專業性融合:在專業教學中自然融入思政內容,實現思政教育與專業教育無縫對接,增強教學內容的吸引力和感染力。
(3)系統性與針對性兼備:構建系統化思政教學體系,根據學科特性定制有針對性的教學內容和方法,確保思政教育廣度與深度并舉,適配多元化學生需求。
(4)理論性與實踐性并重:強化理論教育,重視實踐教學,通過案例分析、社會實踐、創新項目等強化實踐環節,促進理論與實踐結合,提升問題解決能力。
(5)師生協同成長:教師作為知識傳授者和價值觀念引導者,應激發學生學習主動性和創造性,鼓勵學生積極參與,形成師生互動、教學相長的良好氛圍。
(6)創新與傳承并重:課程思政創新教學方式,借力現代信息技術,弘揚中華優秀傳統文化,培養學生文化自信和民族自豪感。
嵌入式課程思政建設內容
嵌入式課程思政建設應多路徑整合教育資源,豐富課程內容,覆蓋技術學習、理論教學、作品設計及實踐操作,強化學生道路自信與正確價值觀;在項目設計開發中融入愛國情懷與人文關懷;在實踐中鍛煉學生的工匠精神與創新力。教學上,采取多樣化教學方式,增強學生的互動與自學能力。建立全面的評價體系,確保育人目標,推動學生全面發展。
1.多路徑和維度挖掘課程思政元素,豐富課程內容
(1)跨學科融合
打破學科壁壘,深度融合多領域知識,幫助學生理解復雜問題。將思政內容穿插于專業技術講解,同時深挖技術的社會、歷史、經濟背景,揭示專業知識與國家、社會發展的深層聯系。如通過國產芯片發展歷程,展示政策、科研、創新、國際合作的重要性,讓學生體會到社會主義道路對科技與國家自強的意義,激發其自信心與使命感,明確個人奮斗與國家未來的緊密聯系。
(2)案例教學法
依托真實案例,引導學生主動分析討論和解決問題。選取展示科技創新、工匠精神和社會責任意識的實例,傳遞正向價值觀。如以京東方、華星光電等在顯示技術領域的突出貢獻為例,闡述其攻克關鍵技術與打破壟斷的過程,展現企業及科研團隊堅持不懈、精益求精的工匠精神。分析企業對地方經濟和產業鏈的正面影響,引導學生思考科技與社會責任的聯動,激發學生投身國家建設的責任感。
(3)實踐項目嵌入
在實踐教學中嵌入包含思政意義的任務,使學生在動手操作解決問題中,潛移默化接受思想熏陶,提升品德與素養。如在老人跌倒報警項目中結合專業技能與社會關懷,關注老齡化,強化關愛弱勢群體的意識。通過智能環保監測、無障礙設施改進等項目,讓學生在實踐中體會科技對環保、殘疾人權益的積極意義,培養人文關懷與責任意識。
(4)理論與實踐結合
融合理論實踐,于專業教育中滲透思政內容,統合知識、技能與價值觀,在固本強基的同時,培養正確認知與政治向心力。如以CPU控制原理為例,類比黨的核心領導作用,闡明黨在中國特色社會主義進程中的關鍵作用與制度優勢,深化國家認同感,搭建技術認知與國家建設的橋梁。
(5)創新教學方法
新工科倡導下,采用項目學習、翻轉課堂等,營造活躍、互動和實踐性強的學習環境。
①項目式學習:指導學生圍繞項目自主探究、合作學習,全程參與項目策劃、設計、實施和評估。跨學科整合知識,在技術實現中思考社會責任與人文關懷,增強國家意識和社會責任感。
②翻轉課堂:改變“先教后練”的教學模式,讓學生課前自主預習,課堂聚焦演講、討論和實踐操作,同時在團隊合作交流中提升溝通能力和批判性思維。
結合上述兩種方法,提高學生的學習主動性和參與度,培養創新意識、工匠精神以及團隊合作能力,為培養復合型人才打下堅實基礎。
(6)信息技術應用
通過多媒體、在線平臺等手段,將靜態思政案例轉化為動態、交互學習資源,豐富教學形式,增強教學吸引力和感染力。
①多媒體技術應用:借助視頻、動畫等展示國家科技進步、企業創新的案例,配以生動的解說和震撼的視覺效果,激發學生情感共鳴,深化科技強國認識。
②虛擬仿真技術:通過VR/AR創建仿真場景,如衛星發射模擬流程,使學生親歷航天發展進程,增強愛國情操與職業夢想。
③在線互動平臺:利用在線資源組織在線討論、直播講座、虛擬工作坊等,鼓勵學生交流分享。拓寬學生視野,鍛煉批判性思維和表達能力,推動思政教育跨越課堂界限。
(7)評價體系構建
構建全方位評價體系,融合思政教育與專業教育,確保學生掌握扎實的專業技能,同時具備良好的思想政治素質和社會責任感。評價體系覆蓋多個維度,可從以下幾方面展開。
①情景模擬評價
基于真實情境案例,要求學生在限定條件下提出解決方案。讓學生活學活用專業知識,同時考查學生在復雜環境下解決問題的思維和能力。評價時不僅關注解決方案的技術可行性,更要重視其中蘊含的倫理考量和社會價值。
②項目展示與團隊協作評價
圍繞跨學科項目,學生完成從項目策劃、執行到展示的全過程。答辯評價時,關注項目完成質量,深入評估團隊在項目實施中體現出的集體精神和價值觀,確保評價全面客觀。
③過程評價與自我反思
設立學習日志、同伴評價、教師定期反饋等機制,鼓勵學生記錄學習進展及團隊合作體驗,促進學生自我追蹤成長。引導學生深度反思,助力教師個性化教學,確保思政教育精準落實。
④多元化評價主體
評價體系引入教師、同學以及自我評價等多元化主體,確保評價的公正性和全面性。不同主體從不同視角出發,可以全面反映學生的學習成效和思政表現。尤其是來自行業一線專家的反饋,能夠提供很強的實踐導向性評價,讓學生提前感知真實職業環境的評價標準。
2.改進教學方法,落實課程思政育人
(1)分階段教學:將授課劃分為課前預習、課中講授、課后鞏固三個階段。課前,學生通過閱讀材料、視頻等自主學習,激發學生學習動力。課中,教師融思政教育于教學,培養學生專業技能的同時,樹立正確的價值觀和道德觀,實現“寓道于教”“寓德于教”。課后,通過布置作業讓學生反思鞏固,促進其全面發展。
(2)項目式教學法:以學生為主導,通過實際項目培養其自主學習及解決問題的能力,領悟科技創新的社會價值,增強責任感和使命感。
(3)BOPPPS模式應用:借助相關案例、問題和視頻,激發學生興趣。用現代科技豐富教學形式,增進互動,深化思政學習體驗。
(4)參與式學習模式:三人小組合作,選拔基礎知識扎實、領導能力強的學生擔任組長,負責組內討論與答疑,促進信息共享和互動,提升團隊協作及領導力。
(5)翻轉課堂與自主學習:鼓勵學生積極參與翻轉課堂,讓其預先掌握基本概念和理論,激發學生的學習熱情與探索欲;課堂上深入探討和實踐操作,督促學生主動思考,強化自主學習能力。
3.建立思政評價辦法
嵌入式課程思政評價采用多維度、全過程評價體系,結合知識、技能、價值觀等多方面綜合考量。通過過程性與結果性評價的結合、項目式評價、自我與同伴評價、案例分析、信息化工具利用,以及社會反饋等多元化手段,關注學生專業技能提升,重視思政素養、團隊協作、社會責任感成長。
本課程強調學習過程與實踐,建立了以“考勤+課堂表現+理論測試+實踐操作”為核心的考核體系。其中,考勤占10%,課堂表現占10%,理論測試占20%,實驗占60%。通過4個情境及12個子實驗,培養學生的工程思維能力、解決問題能力、創新能力以及團隊合作能力等職業素養。
課程思政建設特色與創新
1.聚焦行業,對標崗位能力,多元化設計思政內容
針對計算機科學與技術專業學生,緊貼行業發展趨勢與崗位能力需求,融合思政教育與專業技能培養。依據計算機領域最新崗位技能標準,精心重構教學內容。以四大核心情境為框架,整合遞進式實踐訓練,保證學習的連貫性及知識的深度與廣度。項目難度逐級遞增,逐步提升學生解決復雜問題的能力。每個實踐任務融入思政目標,確保立德樹人在專業學習的每一個環節得以體現和落實。
2.項目教學法,思政元素的融入從被動到主動,從外顯到內化
實踐項目將思政教育與專業學習融合,促進價值觀塑造。教師引導學生在項目執行中主動解析思政要點,如隱私倫理、數據誠信,實現思政教育從外到內的自然轉化。以“項目為主線,思政為靈魂”的教學模式,使學生在技能提升的同時,深化對核心價值觀的認識與認同,達成思政與專業教育的高效整合。
典型教學案例
1.項目名稱:老人跌倒報警系統
2.課程思政教學實例
據《西京雜記》記載,被中香爐最早由西漢末年的長安巧工丁緩所創制,其設計靈感源自更早的“房風”之法,被中香爐主要用于冬季取暖和熏香。
被中香爐是一種球形金屬熏爐,內部含一個放置香料或炭火的半球形爐體,爐體與外殼之間通過精巧的機械結構相連。內部多層同心圓環和支撐軸,確保了爐體無論怎樣滾動都能自動保持水平,使爐中香料或火星不致灑落。這是利用了物理學中的平衡原理,類似于現代的陀螺儀或常平架。盡管“被中香爐”逐漸淡出人們日常生活,在很多書籍和研究中仍被提及,是研究古代科技、文化和藝術歷史的重要對象。由此可以窺見中國古代文明的博大精深,及其對后世的深遠影響。
3.課程思政目標
(1)弘揚古人智慧。在老人跌倒報警系統項目中,向學生介紹陀螺儀MPU6050,巧妙融入中國古代科技文明的光輝篇章。追溯陀螺儀的起源,講述“被中香爐”的故事,讓學生在學習現代技術知識的同時,領略到中國古代科技發明的魅力,培養創新意識與探索精神。
(2)民族自豪感和自信心。展示中國在現代科技領域,如航空航天、智能設備等應用陀螺儀技術方面所取得的成就,比如北斗導航系統的精密定位能力,其中就包含了對陀螺儀技術的創新應用,彰顯了中國科技的快速發展和與日俱增的國際競爭力。
4.教學方式與方法
(1)自主學習:自主查閱資料,預習陀螺儀MPU6050的結構和工作原理,撰寫閱讀筆記。(2)課堂講授:講授陀螺儀MPU6050的原理,老人跌倒報警系統的工作原理。(3)課堂展示與討論:向學生展示MPU6050檢測各方位偏轉的原理及過程,組織學生小組進行討論,如何根據檢測到的偏轉數據來探知老人是否跌倒。(4)真學真做:學生以小組為單元,利用單片機、陀螺儀以及其他必要的器件,實地動手進行操作,完成項目要求。(5)采用基于教學任務工作化教學法進行任務分析、電路設計、程序設計、聯調評價。(6)多媒體教學:PPT、視頻演示。
結 語
本研究圍繞課程思政建設的迫切需求,探索在嵌入式課程中融合思政教育的有效途徑。以導向性與時代性相結合的原則,通過跨學科整合、案例教學等策略,豐富課程內容,培養學生全面理解技術與社會發展的關聯。激發學生自主學習與創新思維,強化團隊合作與實踐操作能力。通過情景模擬、項目展示、過程評價及多元化評價主體等,確保課程思政與專業教育的深度融合,全面提升學生綜合素養。
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(魏雨:西安培華學院;武君勝:西北工業大學軟件學院)



