嵌入式电子系统设计课程思政

关键词：著作出版，参编教材，教材出版，电子论文发表

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为实现习近平总书记提出的把思想政治教育贯穿教育教学全过程，实现全程育人，全方位育人，在高校理工科专业课程中开展思想政治教育十分必要。通过在嵌入式电子系统设计课程教学过程中总结出四个方面的实践案例，探索了课程思政在理工科专业课程中的应用，取得了良好的效果。
　［关键词］课程思政；教学改革；电子系统设计

　　改革的浪潮席卷中国社会的方方面面，在象牙塔中的大学生朝气蓬勃，对于新事物和新方法充满了兴趣，如果不加以正确的引导和教育，涉世未深的大学生们很容易被负面因素的影响，被改变了正确的价值观，丧失学习动力，甚至产生厌世情绪，从而引发一系列社会问题。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，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。嵌入式电子系统设计课程讲授现代电子系统的设计方法，培养学生的创新思维和创新实践能力。该课程以信号在电子系统中的采集、传输、存储、处理为主线，结合人机交互界面设计技术，电源和时钟设计技术，系统讲授电子系统的组成单元及其互联、系统设计方法等。结合嵌入式电子系统设计课程的特点，我们从授课内容中挖掘了很多易于与思政元素结合的靶点，本文介绍了四个比较有特色的思政教育和授课内容的靶点，在讲授了课程内容知识的同时，又在课程中很自然地对学生们进行了思想教育，给予年轻学子们正确的人生观、价值观和世界观，引导他们在正确的人生道路上越走越宽。

　　一、用模块法设计电子系统和捋清生活中的繁杂

　　嵌入式电子系统是一个复杂的系统，在设计嵌入式电子系统时，可以将嵌入式电子系统分成模块进行分别设计，这也是嵌入式电子系统基本的设计方法。对于初学嵌入式电子系统的学生来说，如何把嵌入式电子系统分成若干个子系统，并且把每一个子系统连接成合理高效的工作链是一个难题。学生在平常的学习和生活中也会遇到各种问题，比如与家人的相处，学习上与导师沟通，撰写论文，找工作，找伴侣。这么多事情带给年轻学子的手足无措感觉与电子设计中的毫无头绪感觉如此相同，教师在授课时会适时加以引导，把每一个模块比喻成生活中的每一个方面，相互依存，相对独立，指导学生合理串联每一个模块，分别设计好生活中的每一个方面，有条不紊地做好电子系统设计和成为人生赢家。比如，嵌入式电子系统包括数据获取部分、信号处理部分、数据传输部分、数据存储部分。学生从工作和生活的很多方面获得新知识、新技能就是数据获取部分，大量的新知识需要经过信号处理部分，去伪存真，去粗取精，筛选适合自己发展的新知识和新技能，不断正确的充实自己，如果不经过认真的筛选，难免会被负面思想所左右，对于自己发展是非常不利的。再比如，电子系统中在数据处理时可以采用并行或者流水线串行处理方法，学生们在学习和生活中会碰到多个需要几乎同时处理的事情，如何调度，如何并行设计，如何设计高效的流水线的处理方案，这些方法在嵌入式电子系统中的应用和学生们生活中的实践都是类似或者相通的。学生们可以一边学习数据处理的新方法，一边思考自己生活中碰到问题的最优化解决方案。在这样交替思维方式的训练下，学生们对于嵌入式电子系统设计的理解更加具体化。

　　二、用新视角挖掘创新点和换角度思考困境

　　很多学生在研究生学习期间，面临几个重要问题，修学分、撰写科研小论文、写毕业论文、这里面最难开始的就是写小论文，因为这是产生自己的创新思想的开端。大部分学生在研究生一年级的时候主要工作是修学分和完成导师布置的一些相对简单的工作，都是有所借鉴，能够找到帮助的任务，但是产生自己的创新思维却是非常困难的，需要日积月累的工作，突发奇想的灵感，严谨细致的撰写。我们在授课时，会启发学生如何用新视角挖掘创新点，如何阅读科技论文，如何理解别人文章的产生创新点的角度和方法，再指导学生如何换一个新的角度产生自己的创新点，进而设计实验测试自己的新想法。学生在老师的指导下逐步明白新视角思考的重要性和开拓性，也会在老师的指引下学会换个角度思考自己的生活中遇到的问题。我们在授课时会提到一些简单的哲理故事，对比换角度产生创新点，学生也会体会到这些故事中所指的换角度思考困境，在今后的科研工作和日常生活中，如果遇到一些难以解决的问题，就会尝试换角度去思考，用一种轻松便捷的方法解决难题。在授课中，拟引入2014年诺贝尔化学奖得主StefanHell的故事。Hell在博士后期间，在研究生公寓的床上看一本有关光学量子理论的书，突然灵光一闪，他的脑海里浮现一种新的方法：受激发射损耗显微镜（STED）。并在1994年在《光学快报》发表，但方法过于前卫，并没有太多人关注，甚至受到学界的怀疑和批判，直到Hell在2000年通过了实验证实了自己的方法，人类第一次得到了纳米级的荧光图像，将显微技术带入“纳米”领域。

　　三、元器件选型和肯定自身价值

　　嵌入式电子系统设计中有一个重要的步骤是元器件选型，即综合考虑设计目标、工程经费、实际用途挑选合适的芯片。我们在授课时，会让学生从功能简单的芯片开始学起，深刻理解这些芯片的可用之处，然后逐渐扩展芯片的功能，让学生体会到电子科技的飞速进步。但是有些学生会进入一些误区，觉得直接选功能最强大的芯片就可以了，其实不然。功能强大的芯片在运行期间的配置参数、接口设计、程序调试中势必庞大而烦琐，如果只是用来处理一个简单的工程需求，不仅是杀鸡用牛刀的浪费，而且会徒增工程设计的工作量，只有物尽其用才能充分利用芯片的功能，才能展示学习的精深程度。学生在学习中，一定会遇到很多比自己优秀的同学，相比之下，就会觉得自己看文章慢，做工程也慢，处处不如人的思想更会束缚学生的发展。这时候，我们就会对学生进行适时的引导，就像芯片选型一样，大芯片有大芯片的用处，小芯片有小芯片的特色，充分挖掘自己的优势，肯定自身价值，展示自己的独特才华，才是正确的人生观，才能走好今后的人生路。

　　四、披荆斩棘的推进设计和抓住生活中的关键点

　　很多学生在课程学习和科研工作中最经常遇到的问题就是没有头绪，无处下手。导师布置了一堆看文献和设计调试的任务，学生经常是看两篇文章，做两天设计，越看越不明白，更加不敢看文章和做设计，而且不知道下一步该做什么。这时候，我们就会给学生提供一个快速推进的方案，比如，先尽快理解文章中的一个新方法，然后立即去设计中付诸实施，不需要最优的方法，不需要最理想的结果，只要能够披荆斩棘的快速推进就好，在工程推进的过程中，逐步优化设计，逐步丰富设计，这样的工作方式效率最高，也最容易快速见到效果。有的学生在学习中会犯过于完美主义的毛病，一定要把所有的书看完再动手，一定要把软件的全部功能学会再开始设计，其实，这样经常会遇到一个问题，太长久的拖延反而会导致之前所学在使用时已经忘光殆尽，更加难以开始自己的设计工作。指导学生用快速推进的方法，也是在指导他们发现事情的关键点，只有抓住关键点，才能真正地快速推进工作。这样抓西瓜漏芝麻的工作方式会让学生轻松不少，当整个工程搭建起来，再逐个去补充细节，才能让整个工程越做越漂亮，越做越完美。

　　五、展现未来的美好画卷

　　在近几十年中，人机交互技术越来越丰富，从图形交互发展到可视化技术、动漫技术，再发展到语音识别、自然语言理解、图像和视频的识别、动作的捕捉、虚拟现实等，这些交互技术催生了机器人、人工智能等的发展，并产生了融合。习近平总书记指出，加快发展新一代人工智能是我们赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，是推动我国科技跨越式发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要的战略资源。通过嵌入式系统技术的发展，结合习主席的高瞻远瞩，为学生描绘未来美好画卷。

　　六、结语

　　嵌入式电子系统设计是一门全面讲授电子系统的课程，涉及内容广泛而繁杂，我们在授课时，适时引入课程思政元素，学生在学习过程中不仅能更加容易的理解授课内容，而且学会用科学高效的方法处理自己的人生问题，这样润物无声的教育方式让学生更容易接受，而且记忆深刻。

　　参考文献

　　［1］习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报,2016-12-09(01).

　　［2］庹先国,余小平,奚大顺,电子系统设计—基础篇(第三版)［M］.北京航空航天大学出版社,2014.

　　作者：王玺 于红旗 谭芳 刁节涛 李楠 刘森

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