新工科背景下嵌入式課程思政建設(shè)探索
作者:魏 雨 武君勝
發(fā)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(chǎn)業(yè)升級,新工科教育應(yīng)運(yùn)而生,旨在通過課程思政建設(shè),培養(yǎng)兼具專業(yè)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(tǒng)開發(fā)課程,探討如何在專業(yè)教學(xué)中融入思政內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科融合、案例教學(xué)及實踐項目,增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷、工匠精神及創(chuàng)新能力。通過構(gòu)建系統(tǒng)化教學(xué)體系,采用多元化教學(xué)模式,實現(xiàn)立德樹人目標(biāo),促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
[關(guān)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(xué)規(guī)劃課題“新工科背景下以行業(yè)需求為導(dǎo)向的《移動互聯(lián)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計與開發(fā)》課程建設(shè)創(chuàng)新研究”(編號:SGH22Y1824);2023年度陜西本科和高等繼續(xù)教育教學(xué)改革研究項目“工程認(rèn)證與產(chǎn)教融合共同驅(qū)動的民辦高校計算機(jī)類新工科人才培養(yǎng)體系構(gòu)建與實踐”(重點項目,編號:23BZ074)。
研究背景
面對科技革命與產(chǎn)業(yè)升級,新工科建設(shè)響應(yīng)“中國制造2025”,自2017年起加速推進(jìn),旨在培養(yǎng)適應(yīng)未來挑戰(zhàn)的科技人才。2018年確認(rèn)的首批“新工科”項目標(biāo)志其全面啟動,強(qiáng)調(diào)立德樹人,對接國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。課程思政的提出與新工科建設(shè)同步,旨在課程中融入社會主義核心價值觀,培養(yǎng)兼具愛國情懷與實踐能力的新時代人才。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程作為計算機(jī)專業(yè)嵌入式方向的核心課程,在教學(xué)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(yè)教育界限,強(qiáng)化學(xué)生理論認(rèn)同感、社會責(zé)任感及創(chuàng)新能力,全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)與能力。實施中,需精準(zhǔn)對接學(xué)生興趣,通過明確教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容整合、素材精選、教學(xué)方法創(chuàng)新及科學(xué)評價,實現(xiàn)思政教育與專業(yè)學(xué)習(xí)的深度融合,培養(yǎng)具有批判思維、社會責(zé)任感的全面型人才,推動教育體系向更高質(zhì)量發(fā)展。
嵌入式課程思政學(xué)情分析
課程思政須以學(xué)生為本,踐行立德樹人根本任務(wù),緊密圍繞人才培養(yǎng)核心,在計算機(jī)專業(yè)課程中融入思政教育,培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀以及服務(wù)國家和社會的能力。
目前,嵌入式課程思政的實施尚存挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在:第一,教學(xué)內(nèi)容的局限性意味著課程往往聚焦于技術(shù)本身,而忽視了對技術(shù)的社會影響、倫理責(zé)任等深層次內(nèi)容的探討,限制了學(xué)生全面理解技術(shù)與社會的關(guān)系;第二,傳統(tǒng)教學(xué)方法課程互動性和實踐性不足,難以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性;第三,評價體系單一化,過分依賴傳統(tǒng)考試成績,未能全面評價學(xué)生綜合能力和實際操作技能,容易導(dǎo)致學(xué)生過分追求分?jǐn)?shù)而忽視綜合素質(zhì)提升。
未來嵌入式課程思政建設(shè)應(yīng)不斷豐富教學(xué)內(nèi)容,引入更多關(guān)于技術(shù)趨勢、倫理道德和社會責(zé)任的討論,幫助學(xué)生建立全面的視角;革新教學(xué)方法,增加互動式學(xué)習(xí)、項目驅(qū)動學(xué)習(xí)等實踐教學(xué)活動,提升學(xué)生參與度和創(chuàng)新能力;優(yōu)化評價體系,構(gòu)建多元化評價機(jī)制,考查學(xué)生的知識掌握情況,重視其價值觀、團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)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(shè)基本原則
嵌入式課程思政建設(shè)強(qiáng)調(diào)專業(yè)教育與思政內(nèi)容融合,緊跟時代并結(jié)合專業(yè)特性,追求導(dǎo)向性、時代性、滲透性、專業(yè)性、系統(tǒng)性、針對性及理論與實踐結(jié)合的平衡,如圖1所示。通過多元教學(xué)途徑,培養(yǎng)具有專業(yè)才能、正確價值觀、文化自信和社會責(zé)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(dǎo)向性與時代性結(jié)合:課程思政建設(shè)要緊跟時代步伐,圍繞社會主義核心價值觀與國內(nèi)國際形勢變化,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確三觀,彰顯專業(yè)特色和時代特征。
(2)滲透性與專業(yè)性融合:在專業(yè)教學(xué)中自然融入思政內(nèi)容,實現(xiàn)思政教育與專業(yè)教育無縫對接,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的吸引力和感染力。
(3)系統(tǒng)性與針對性兼?zhèn)洌簶?gòu)建系統(tǒng)化思政教學(xué)體系,根據(jù)學(xué)科特性定制有針對性的教學(xué)內(nèi)容和方法,確保思政教育廣度與深度并舉,適配多元化學(xué)生需求。
(4)理論性與實踐性并重:強(qiáng)化理論教育,重視實踐教學(xué),通過案例分析、社會實踐、創(chuàng)新項目等強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié),促進(jìn)理論與實踐結(jié)合,提升問題解決能力。
(5)師生協(xié)同成長:教師作為知識傳授者和價值觀念引導(dǎo)者,應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性,鼓勵學(xué)生積極參與,形成師生互動、教學(xué)相長的良好氛圍。
(6)創(chuàng)新與傳承并重:課程思政創(chuàng)新教學(xué)方式,借力現(xiàn)代信息技術(shù),弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,培養(yǎng)學(xué)生文化自信和民族自豪感。
嵌入式課程思政建設(shè)內(nèi)容
嵌入式課程思政建設(shè)應(yīng)多路徑整合教育資源,豐富課程內(nèi)容,覆蓋技術(shù)學(xué)習(xí)、理論教學(xué)、作品設(shè)計及實踐操作,強(qiáng)化學(xué)生道路自信與正確價值觀;在項目設(shè)計開發(fā)中融入愛國情懷與人文關(guān)懷;在實踐中鍛煉學(xué)生的工匠精神與創(chuàng)新力。教學(xué)上,采取多樣化教學(xué)方式,增強(qiáng)學(xué)生的互動與自學(xué)能力。建立全面的評價體系,確保育人目標(biāo),推動學(xué)生全面發(fā)展。
1.多路徑和維度挖掘課程思政元素,豐富課程內(nèi)容
(1)跨學(xué)科融合
打破學(xué)科壁壘,深度融合多領(lǐng)域知識,幫助學(xué)生理解復(fù)雜問題。將思政內(nèi)容穿插于專業(yè)技術(shù)講解,同時深挖技術(shù)的社會、歷史、經(jīng)濟(jì)背景,揭示專業(yè)知識與國家、社會發(fā)展的深層聯(lián)系。如通過國產(chǎn)芯片發(fā)展歷程,展示政策、科研、創(chuàng)新、國際合作的重要性,讓學(xué)生體會到社會主義道路對科技與國家自強(qiáng)的意義,激發(fā)其自信心與使命感,明確個人奮斗與國家未來的緊密聯(lián)系。
(2)案例教學(xué)法
依托真實案例,引導(dǎo)學(xué)生主動分析討論和解決問題。選取展示科技創(chuàng)新、工匠精神和社會責(zé)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(shù)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)為例,闡述其攻克關(guān)鍵技術(shù)與打破壟斷的過程,展現(xiàn)企業(yè)及科研團(tuán)隊堅持不懈、精益求精的工匠精神。分析企業(yè)對地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)鏈的正面影響,引導(dǎo)學(xué)生思考科技與社會責(zé)任的聯(lián)動,激發(fā)學(xué)生投身國家建設(shè)的責(zé)任感。
(3)實踐項目嵌入
在實踐教學(xué)中嵌入包含思政意義的任務(wù),使學(xué)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(yǎng)。如在老人跌倒報警項目中結(jié)合專業(yè)技能與社會關(guān)懷,關(guān)注老齡化,強(qiáng)化關(guān)愛弱勢群體的意識。通過智能環(huán)保監(jiān)測、無障礙設(shè)施改進(jìn)等項目,讓學(xué)生在實踐中體會科技對環(huán)保、殘疾人權(quán)益的積極意義,培養(yǎng)人文關(guān)懷與責(zé)任意識。
(4)理論與實踐結(jié)合
融合理論實踐,于專業(yè)教育中滲透思政內(nèi)容,統(tǒng)合知識、技能與價值觀,在固本強(qiáng)基的同時,培養(yǎng)正確認(rèn)知與政治向心力。如以CPU控制原理為例,類比黨的核心領(lǐng)導(dǎo)作用,闡明黨在中國特色社會主義進(jìn)程中的關(guān)鍵作用與制度優(yōu)勢,深化國家認(rèn)同感,搭建技術(shù)認(rèn)知與國家建設(shè)的橋梁。
(5)創(chuàng)新教學(xué)方法
新工科倡導(dǎo)下,采用項目學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等,營造活躍、互動和實踐性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。
①項目式學(xué)習(xí):指導(dǎo)學(xué)生圍繞項目自主探究、合作學(xué)習(xí),全程參與項目策劃、設(shè)計、實施和評估??鐚W(xué)科整合知識,在技術(shù)實現(xiàn)中思考社會責(zé)任與人文關(guān)懷,增強(qiáng)國家意識和社會責(zé)任感。
②翻轉(zhuǎn)課堂:改變“先教后練”的教學(xué)模式,讓學(xué)生課前自主預(yù)習(xí),課堂聚焦演講、討論和實踐操作,同時在團(tuán)隊合作交流中提升溝通能力和批判性思維。
結(jié)合上述兩種方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和參與度,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、工匠精神以及團(tuán)隊合作能力,為培養(yǎng)復(fù)合型人才打下堅實基礎(chǔ)。
(6)信息技術(shù)應(yīng)用
通過多媒體、在線平臺等手段,將靜態(tài)思政案例轉(zhuǎn)化為動態(tài)、交互學(xué)習(xí)資源,豐富教學(xué)形式,增強(qiáng)教學(xué)吸引力和感染力。
①多媒體技術(shù)應(yīng)用:借助視頻、動畫等展示國家科技進(jìn)步、企業(yè)創(chuàng)新的案例,配以生動的解說和震撼的視覺效果,激發(fā)學(xué)生情感共鳴,深化科技強(qiáng)國認(rèn)識。
②虛擬仿真技術(shù):通過VR/AR創(chuàng)建仿真場景,如衛(wèi)星發(fā)射模擬流程,使學(xué)生親歷航天發(fā)展進(jìn)程,增強(qiáng)愛國情操與職業(yè)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(xué)生交流分享。拓寬學(xué)生視野,鍛煉批判性思維和表達(dá)能力,推動思政教育跨越課堂界限。
(7)評價體系構(gòu)建
構(gòu)建全方位評價體系,融合思政教育與專業(yè)教育,確保學(xué)生掌握扎實的專業(yè)技能,同時具備良好的思想政治素質(zhì)和社會責(zé)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(xué)生在限定條件下提出解決方案。讓學(xué)生活學(xué)活用專業(yè)知識,同時考查學(xué)生在復(fù)雜環(huán)境下解決問題的思維和能力。評價時不僅關(guān)注解決方案的技術(shù)可行性,更要重視其中蘊(yùn)含的倫理考量和社會價值。
②項目展示與團(tuán)隊協(xié)作評價
圍繞跨學(xué)科項目,學(xué)生完成從項目策劃、執(zhí)行到展示的全過程。答辯評價時,關(guān)注項目完成質(zhì)量,深入評估團(tuán)隊在項目實施中體現(xiàn)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(shè)立學(xué)習(xí)日志、同伴評價、教師定期反饋等機(jī)制,鼓勵學(xué)生記錄學(xué)習(xí)進(jìn)展及團(tuán)隊合作體驗,促進(jìn)學(xué)生自我追蹤成長。引導(dǎo)學(xué)生深度反思,助力教師個性化教學(xué),確保思政教育精準(zhǔn)落實。
④多元化評價主體
評價體系引入教師、同學(xué)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(fā),可以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和思政表現(xiàn)。尤其是來自行業(yè)一線專家的反饋,能夠提供很強(qiáng)的實踐導(dǎo)向性評價,讓學(xué)生提前感知真實職業(yè)環(huán)境的評價標(biāo)準(zhǔn)。
2.改進(jìn)教學(xué)方法,落實課程思政育人
(1)分階段教學(xué):將授課劃分為課前預(yù)習(xí)、課中講授、課后鞏固三個階段。課前,學(xué)生通過閱讀材料、視頻等自主學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力。課中,教師融思政教育于教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的同時,樹立正確的價值觀和道德觀,實現(xiàn)“寓道于教”“寓德于教”。課后,通過布置作業(yè)讓學(xué)生反思鞏固,促進(jìn)其全面發(fā)展。
(2)項目式教學(xué)法:以學(xué)生為主導(dǎo),通過實際項目培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)及解決問題的能力,領(lǐng)悟科技創(chuàng)新的社會價值,增強(qiáng)責(zé)任感和使命感。
(3)BOPPPS模式應(yīng)用:借助相關(guān)案例、問題和視頻,激發(fā)學(xué)生興趣。用現(xiàn)代科技豐富教學(xué)形式,增進(jìn)互動,深化思政學(xué)習(xí)體驗。
(4)參與式學(xué)習(xí)模式:三人小組合作,選拔基礎(chǔ)知識扎實、領(lǐng)導(dǎo)能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長,負(fù)責(zé)組內(nèi)討論與答疑,促進(jìn)信息共享和互動,提升團(tuán)隊協(xié)作及領(lǐng)導(dǎo)力。
(5)翻轉(zhuǎn)課堂與自主學(xué)習(xí):鼓勵學(xué)生積極參與翻轉(zhuǎn)課堂,讓其預(yù)先掌握基本概念和理論,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與探索欲;課堂上深入探討和實踐操作,督促學(xué)生主動思考,強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)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(jié)合知識、技能、價值觀等多方面綜合考量。通過過程性與結(jié)果性評價的結(jié)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(guān)注學(xué)生專業(yè)技能提升,重視思政素養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)作、社會責(zé)任感成長。
本課程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程與實踐,建立了以“考勤+課堂表現(xiàn)+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(xiàn)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(yǎng)學(xué)生的工程思維能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊合作能力等職業(yè)素養(yǎng)。
課程思政建設(shè)特色與創(chuàng)新
1.聚焦行業(yè),對標(biāo)崗位能力,多元化設(shè)計思政內(nèi)容
針對計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生,緊貼行業(yè)發(fā)展趨勢與崗位能力需求,融合思政教育與專業(yè)技能培養(yǎng)。依據(jù)計算機(jī)領(lǐng)域最新崗位技能標(biāo)準(zhǔn),精心重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。以四大核心情境為框架,整合遞進(jìn)式實踐訓(xùn)練,保證學(xué)習(xí)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(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。每個實踐任務(wù)融入思政目標(biāo),確保立德樹人在專業(yè)學(xué)習(xí)的每一個環(huán)節(jié)得以體現(xiàn)和落實。
2.項目教學(xué)法,思政元素的融入從被動到主動,從外顯到內(nèi)化
實踐項目將思政教育與專業(yè)學(xué)習(xí)融合,促進(jìn)價值觀塑造。教師引導(dǎo)學(xué)生在項目執(zhí)行中主動解析思政要點,如隱私倫理、數(shù)據(jù)誠信,實現(xiàn)思政教育從外到內(nèi)的自然轉(zhuǎn)化。以“項目為主線,思政為靈魂”的教學(xué)模式,使學(xué)生在技能提升的同時,深化對核心價值觀的認(rèn)識與認(rèn)同,達(dá)成思政與專業(yè)教育的高效整合。
典型教學(xué)案例
1.項目名稱:老人跌倒報警系統(tǒng)
2.課程思政教學(xué)實例
據(jù)《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(chuàng)制,其設(shè)計靈感源自更早的“房風(fēng)”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(nèi)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(jī)械結(jié)構(gòu)相連。內(nèi)部多層同心圓環(huán)和支撐軸,確保了爐體無論怎樣滾動都能自動保持水平,使?fàn)t中香料或火星不致灑落。這是利用了物理學(xué)中的平衡原理,類似于現(xiàn)代的陀螺儀或常平架。盡管“被中香爐”逐漸淡出人們?nèi)粘I?,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(shù)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(yuǎn)影響。
3.課程思政目標(biāo)
(1)弘揚(yáng)古人智慧。在老人跌倒報警系統(tǒng)項目中,向?qū)W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(xué)生在學(xué)習(xí)現(xiàn)代技術(shù)知識的同時,領(lǐng)略到中國古代科技發(fā)明的魅力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識與探索精神。
(2)民族自豪感和自信心。展示中國在現(xiàn)代科技領(lǐng)域,如航空航天、智能設(shè)備等應(yīng)用陀螺儀技術(shù)方面所取得的成就,比如北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的精密定位能力,其中就包含了對陀螺儀技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,彰顯了中國科技的快速發(fā)展和與日俱增的國際競爭力。
4.教學(xué)方式與方法
(1)自主學(xué)習(xí):自主查閱資料,預(yù)習(xí)陀螺儀MPU6050的結(jié)構(gòu)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(tǒng)的工作原理。(3)課堂展示與討論:向?qū)W生展示MPU6050檢測各方位偏轉(zhuǎn)的原理及過程,組織學(xué)生小組進(jìn)行討論,如何根據(jù)檢測到的偏轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來探知老人是否跌倒。(4)真學(xué)真做:學(xué)生以小組為單元,利用單片機(jī)、陀螺儀以及其他必要的器件,實地動手進(jìn)行操作,完成項目要求。(5)采用基于教學(xué)任務(wù)工作化教學(xué)法進(jìn)行任務(wù)分析、電路設(shè)計、程序設(shè)計、聯(lián)調(diào)評價。(6)多媒體教學(xué):PPT、視頻演示。
結(jié) 語
本研究圍繞課程思政建設(shè)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(dǎo)向性與時代性相結(jié)合的原則,通過跨學(xué)科整合、案例教學(xué)等策略,豐富課程內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生全面理解技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)聯(lián)。激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新思維,強(qiáng)化團(tuán)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(yè)教育的深度融合,全面提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。
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(魏雨:西安培華學(xué)院;武君勝:西北工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院)



