《智能产品设计与制作》课程思政与科创教学融合研究
薛静雅1 李国鑫2
1呼和浩特职业技术大学, 内蒙古 呼和浩特 010050
2呼和浩特供电公司, 内蒙古 呼和浩特 010050
摘要：新一轮科技革命推动智能制造产业加速转型，行业对工程技术人才的培养目标由单纯技能掌握，转向兼具创新研发能力与社会责任感的复合型人才。《智能产品设计与制作》作为新工科体系下的核心实践课程，涵盖方案构思、元器件选型、嵌入式程序开发等内容，重点开展智能硬件、嵌入式控制系统与应用型智能装备的创新训练，是落实工程创新能力培养、践行立德树人根本任务的重要载体。本文立足科技创新育人视角，以提升学生自主研发、技术攻坚与智能系统开发能力为目标，依托项目化教学模式挖掘课程内蕴的科技自立自强、工程创新、工匠精神、科技报国等思政要素，将各类电子竞赛作为学生科创成果检验与展示载体，构建“科创思维培育—项目实践落地—思政价值浸润—成果拓展提升”一体化育人模式。针对当前课程存在重操作实训、轻创新思考，重复刻验证、轻自主研发，重最终作品、轻综合素养等现实问题，探索课程思政与专业实践深度融合的实施策略，实现工程技术能力与思想道德素养协同发展，为同类新工科实践课程教学改革提供参考。
关键词：科技创新、项目化教学、课程思政、学科竞赛
伴随国内智能制造、物联网产业的快速推进，产业升级对工程技术人员的原始创新、技术迭代和系统集成开发能力提出更高标准。新工科建设纲要明确提出，工科教育应当对接国家创新发展战略，把创新意识、科学素养和家国情怀贯穿人才培养全过程。《智能产品设计与制作》课程以智能控制方案设计与嵌入式工程实现为核心，完整覆盖需求调研、方案论证、器件选型、硬件搭建、程序编写、系统联调、故障排查、性能优化等工程研发全流程，是训练学生工程创新思维的关键实践课程。现阶段课程教学仍存在创新训练不足、思政融入流于表面等问题，学生学习大多局限于硬件接线、程序复现等模仿性操作，缺少自主方案设计与系统迭代优化的创新训练环节。基于此，本文围绕软硬件协同开发完整流程，探究项目化教学与课程思政有机融合的实施路径，推动技术创新、思维创新与价值创新协同育人。
科技创新的本质是解决工程实际难题，突破现有技术局限，提升产品应用价值。课程的科创能力培养包含三个层次：方案创新，面向真实应用场景挖掘实际需求，设计适配场景的智能控制逻辑；技术创新，合理选用微控制器、传感器、驱动模块，依托嵌入式软件优化系统响应速度、运行功耗与工作稳定性；应用创新，将智能控制系统落地于民生服务、绿色低碳、智能制造等场景，实现技术服务社会的价值。项目化教学复刻企业智能装备研发流程，在专业实践训练中融入思政教育，引导学生建立正确的科技价值观，理解科技创新服务国家发展、服务民生需求的内在意义，契合新工科创新型工程人才培养目标[1]。
传统实训课程以标准化任务为导向，学生按照既定教程完成硬件接线与程序烧录，缺少方案论证、技术改良、系统优化等环节，属于技能复刻而非工程创新。课程思政内容多局限于实训纪律、团队协作等通用教育，难以对接工科创新育人的内在要求。通过科创导向的课程思政改革，将创新思维培育、攻坚克难精神、自立自强理念融入项目研发全流程。
高素质工程技术人才，除掌握硬件搭建、嵌入式开发、系统调试等专业技能外，还应当具备严谨求实的科研态度、恪守规范的科技伦理、持之以恒的攻坚毅力与科技报国的理想情怀[2]。课程依托项目实践锤炼专业技术能力，借助思政浸润塑造科创品格，引导学生认识到科技创新并非简单的功能展示，而是破解产业痛点、改善大众生活的重要途径，实现专业能力与思想品格同步成长。
课程长期采用模板化实训模式，教师直接提供成熟设计方案、现成代码与元器件清单，学生仅负责接线调试，自主创新空间被压缩。系统方案设计、传感器选型、控制逻辑优化、低功耗设计、故障自主排查等创新关键环节训练不足。学生创新思维固化，问题识别与迭代优化能力偏弱，仅能复现已有作品，难以独立完成完整智能系统开发，这也是学生参与电子设计竞赛、挑战杯时作品创新性不足的重要原因。
现有思政素材偏向通用性内容，未能结合嵌入式硬件开发的专业特点，挖掘科技自立自强、原始创新、技术攻坚、科技报国等特色思政资源。在方案设计、软硬件联调、故障排查、性能优化等工程关键节点缺少价值引领，部分学生存在功利化创新心态，仅追求快速实现基础功能，不愿投入时间打磨系统稳定性，缺少工程从业者应有的严谨作风与责任意识。
思政教育大多安排在课程开篇与结课总结阶段，没有嵌入项目研发完整链条，在方案创新、软硬件调试、故障攻关等核心实践场景存在育人空白[3]。课程评价侧重最终成品效果，忽视研发过程中的创新尝试、攻坚克难等过程性表现，评价体系难以激励学生主动开展创新探索。
搭建“基础夯实—改良创新—原创研发”三级递进式项目体系。基础层项目围绕传感器应用、单片机编程、驱动电路调试开展训练，夯实软硬件基础，培养严谨细致的工程习惯；原创研发层面向智慧生活、生态环保、智能制造等真实场景，由学生自主挖掘需求、设计方案、选型器件、搭建电路、编写程序、完成系统验证，培育原始创新能力。“挑战杯”、电子设计大赛作为优秀成果的延伸展示平台，不作为课程教学的主导目标。教学过程中减少完整方案与成品代码的直接供给，采用问题驱动式教学，鼓励学生尝试新型器件与控制策略，包容试错探索，让学生在反复试验中理解工程创新的内在规律。
结合软硬件研发全过程挖掘思政资源。一是科技自立自强教育，介绍嵌入式芯片、传感元器件行业发展现状，对比国产器件应用场景与发展潜力，引导学生树立自主创新、为国攻坚的使命感[4]；二是敢为人先的创新精神，在方案迭代、软硬件调试失败等场景，引导学生不惧试错、持续探索；三是精益求精的工匠精神，要求学生反复优化系统稳定性、电路安全、程序可靠性，摒弃粗制滥造的浮躁心态。
将思政引领嵌入需求调研、方案论证、软硬件开发、技术攻关、试错迭代、成果反思六大环节。需求调研阶段，引导学生立足真实民生痛点确定选题，规避同质化、缺乏实际应用价值的设计；方案论证阶段，训练科学论证思维，杜绝脱离工程实际的空想设计；技术攻关阶段，面对程序缺陷、电路故障等难题，引导学生查阅文献、分组排查，锤炼攻坚克难的毅力；迭代优化阶段，对标行业成熟装备持续改进，不断提升系统性能；成果反思阶段，引导学生思考技术落地的应用价值，强化科技报国的责任意识。
经过课程改革实践，学生被动模仿的学习状态得到明显改善，创新意识显著增强，能够独立完成需求分析、方案设计、软硬件开发与系统调试，嵌入式系统研发能力得到系统性训练。学生不再仅满足于基础功能实现，逐步建立严谨求实、持续迭代的工程思维、社会责任感得到提升。部分学生项目经过持续打磨后参与“挑战杯”、全国大学生电子设计竞赛并取得良好成绩，实现课堂科创成果向外延伸，专业能力培养与价值引领取得协同育人效果。
当前改革仍存在短板：学生高水平原创项目占比不高，多数创新局限于功能叠加层面，核心算法与系统架构层面的突破性成果较少；面向不同基础学生的个性化思政引导有待加强；课内外科创孵化联动机制仍需完善。
教学实践证明，以真实工程项目为载体，将思政元素贯穿需求分析、方案设计、软硬件开发、迭代优化全过程，能够充分调动学生创新积极性。课程思政与科创能力融合建设属于长期持续的系统工程，后续教学团队将紧跟物联网、嵌入式技术前沿更新项目案例，丰富国产器件相关教学资源；优化分层教学策略，兼顾不同水平学生成长；完善过程性评价细则，细化创新与思政素养评价指标。期望通过持续教学改革，引导青年学生树立远大科创理想，将个人职业发展融入国家智能制造发展大局，培育懂技术、能创新、有担当的新时代工程技术人才。
参考文献
[1] 徐晓林，王清珍。思政元素融入“嵌入式系统开发与应用”课程的方法探究 [J]. 工业和信息化教育，2024 (02):62-66.
[2] 江诗雨，邹凌云，刘邦雄，等。融入课程思政的“嵌入式系统” 课程产教融合教学模式探索与实践 [J]. 职业技术教育，2024,45 (14):56-61.
[3] 陈豹，石锋。嵌入式系统及应用一流课程建设中课程思政的实践 [J]. 中国教育技术装备，2023 (24):103-106.
[4] 章仰莹。单片机应用技术课程与思政教育的融合创新实践研究 [J]. 装备制造技术，2025 (03):142-145.
