單片機應用技術課程的項目化教學改革與實踐

向兵++喬之勇

摘 要：該文針對基于項目化教學的單片機應用技術課程改革進行了全面闡述。課程改革以培養與市場“零距離”對接的高技能技術型人才為目標，在吸取了國內外當代職業教育教學改革的經驗和成果的基礎上，構建了基于工作過程的項目化系統教學體系；開發了項目驅動、任務引導的教學內容；設計了基于真實工作過程的理實一體化教學方法；形成了以能力考核為出發點，理實結合、注重過程、覆蓋全面的考核體系。經過近6年的教學試點，培養出了一大批具有單片機項目開發能力的高技能人才。

關鍵詞：單片機應用技術 課程改革 項目化教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0158-02

傳統的單片機課程教學方法注重理論知識的系統性，而在學生的應用開發能力培養方面欠佳。不能滿足高職或應用技術類高校的教學需要。因此，很多高職院校在單片機應用技術的項目化教學改革中做了大量嘗試。

此次課程改革以培養與市場“零距離”對接的高技能技術型人才為目標，在注重理論夠用的原則下弱化了學科教學內容，而在注重實踐應用的原則下加大了工程綜合應用的教學難度。在教學過程中，要求教師全面掌握單片機工程應用技術，嚴格按照“理實一體”教學模式進行教學，并切實執行“過程量化”考核體系。此外，還為學生提供了“開放性第二課堂”實訓教學環境，便于學生完成大量的課后實踐練習。

1 設計理念

以服務經濟和社會發展為立足點，以就業為導向，以增強學生的職業能力為目標，通過校企合作共同完成教學內容的選取。

項目導向、任務驅動組織教學。知識點帶入項目中，通過任務的完成實現由感性到理性掌握相關知識點，同時注意知識點的系統化及完整性。

工學結合，“教、學、做”一體化施教，過程量化考核，重點培養學生的應用能力和解決問題的實際工作能力。

2 培養目標

通過對智能電子產品生產企業進行走訪調查，其崗位需求如圖1所示。根據學生的實際情況，在注重學生的職業素養、自主學習能力和創新能力培養的基礎上，將專業技能定位在培養合格的產品裝調工、產品質檢員、生產工藝管理員、產品銷售工程師、售后服務工程師、PCB設計工程師及軟硬件設計助理工程師等。

3 項目選取

在教學項目的選取上充分體現了項目的趣味性、活動性、生活性、實用性和懸疑性，盡可能發揮項目載體對學生的吸引效果。

教學項目包括流水燈控制系統設計、簡易數字時鐘設計、數字電壓表設計、數據存儲及回放系統設計和窗簾智能控制系統設計等6個項目。

其中流水燈控制系統設計項目采用匯編與C51兩種編程語言分別實現，重點講述單片機內部資源，包括I/O端口操作、定時器、中斷系統和串口等功能模塊的使用；匯編部分側重講解單片機的基本結構及工作原理，基于“理論夠用、注重實踐”的原則進行內容的編排；C51語言編程部分側重對C51的基本語法及結構化編程思路的講解。其他5個項目則利用C51語言編程實現，重點講解常用外部模塊的使用和綜合應用系統設計思路，知識點涉及數碼管、鍵盤、蜂鳴器、液晶顯示器、DA轉換器、AD轉換器、步進電機、無線遙控器和光敏電阻等器件的應用編程。

另外，在遵循“由淺入深、循序漸進”認知原則的基礎上，按照“自成體系、模塊化”的設計思路將每個學習項目又細分為2～4個設計任務進行編排。任務分解如圖2所示。

4 教學設計

課程教學由課堂教學及課外教學兩部分構成。課堂教學以自編教材為主線，以模塊化實驗電路板及軟硬件開發軟件為載體，利用多媒體機房，采用“項目導向、任務驅動、理實一體”的模式組織教學，具體完成知識點講解、任務設計演示及課堂實踐練習等教學內容。課外教學以電子信息協會、電子產品創新基地、網絡課堂等教學資源為依托，采用老幫新、觀看視頻、遠程答疑等方式，完成課后鞏固練習和拓展訓練等教學內容的學習。

5 課堂教學

按照給出任務→分析任務→硬件設計→軟件設計→系統仿真→分組練習→教學評價的順序進行施教。在整個教學過程中，以學生為主體，充分調動學生的學習主動性，老師起任務引導、知識點講解、演示講解和任務實施答疑的作用。

6 課外教學

課外教學由同學自主進行，主要完成知識點鞏固、實踐操作和拓展訓練等部分學習內容。學院為同學提供豐富的課后自學資源包括：網上資源、電子信息協會、開放性創新實驗室等。

網上資源包括：電子教案、電子課件、電子教材、電子任務單、器件資源庫、應用實例、教學視頻、實訓項目制作視頻、考核系統、網上答疑系統等。

電子信息協會是一個面向全院開放的電子設計與制作學生社團，在專業老師的指導下開展一系列針對性較強的專業理論培訓、電子綜合系統設計、電子趣味制作、電器維修等活動。同學可利用協會資源，在指導教師或師兄、師姐的幫助下完成課后實操練習。

開放性創新實驗室提供單片機及嵌入式系統高級開發套件：常用電子元器件、系統裝調工具、51單片機、DSP、ARM開發設備等，對單片機應用技術深入學習機研究提供24小時開發環境。

7 教學考核

教學考核基于“兼顧職業素養、理實結合、注重實踐”的原則進行，設計了以日常考核、實操考核及期末考核相結合的過程性量化考核體系。日常考核主要考核同學職業素養及階段知識的掌握情況，通常以平時表現、課后作業及任務的完成情況來衡量；實操成績通過實驗課的實驗過程及實驗報告進行評價；期末考核一般以閉卷的形式進行考核，側重考查同學理論知識的掌握及綜合應用能力。

8 改革成效

此次教學改革打破了傳統學科型教學的模式，采用項目化教學體系進行教學。在注重理論夠用的原則下弱化了學科教學內容，在注重實踐應用的原則下加大了工程綜合應用的教學難度。在教學過程中，要求教師全面掌握單片機工程應用技術，嚴格按照“理實一體教”學模式進行教學，并嚴格執行“過程量化”考核體系。此外，還為學生提供了“開放性第二課堂”自主學習環境，為學生創造了廣闊的學習空間。

自2008年開始實施教學改革以來，在近幾屆的電子設計競賽和信息技術專業人才大賽等國家級和省級技能大賽中也取得了較好成績，其中，國家級二等獎3項，國家級三等獎5項，四川省一等獎6項，四川省二等獎15項。

9 結語

總結此次教學改革有以下創新點。

（1）用項目式教學形式變枯燥為生動。

（2）知識點融入項目中，努力做到做中學。

（3）精心安排項目實施過程變繁為簡。

（4）讓學生親手制作項目活躍學習氛圍。

（5）用成功激發學生的學習興趣。

（6）過程考核體系考核學生的綜合學習效果。

適合在中等職業教育、高等職業教育、應用本科教育等職業教育領域進行推廣。

參考文獻

[1] 喬之勇.單片機應用系統設計項目化教程[M].北京：電子工業出版社，2014.

[2] 應立恒.基于工作過程的課程項目化教學改革[J].中國職業技術教育，2008（22）：36-38.

[3] 胡春芳.關于高職項目化教學改革的探析[J].職教論壇，2012（5）：32-33.