基于階段化與小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的單片機課程改革研究

郭建勤

摘 要 針對單片機應(yīng)用技術(shù)課程現(xiàn)階段在教學(xué)改革方面存在的不足，提出一套由“開發(fā)案例→企業(yè)觀摩→基本知識與案例的學(xué)習與仿真→利用開發(fā)板制作小產(chǎn)品→小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化”五個階段組成的課程教學(xué)模式，該教學(xué)模式步步相承、層層遞進，符合認知規(guī)律，可實現(xiàn)與產(chǎn)品設(shè)計崗位的準零對接，值得推廣。

關(guān)鍵詞 高職院校；小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化；單片機應(yīng)用技術(shù)；課程改革；仿真軟件

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）16-0107-03

1 引言

單片機應(yīng)用技術(shù)是各高職院校電子類相關(guān)專業(yè)的核心課程，是從事智能產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計所需的必備技術(shù)。因此，如何增強本課程的教學(xué)效果，是各高職院校單片機應(yīng)用技術(shù)課程組的重要研究課題。當下，各方在顛覆傳統(tǒng)的知識系統(tǒng)化教學(xué)模式的基礎(chǔ)上不斷地嘗試新的教學(xué)模式，典型廣泛采用的是項目化教學(xué)模式[1]。然而經(jīng)筆者與多位教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師共同深入調(diào)查、分析及研究后發(fā)現(xiàn)，這種全盤打破知識系統(tǒng)化而一味追求將基礎(chǔ)知識穿插于每個項目中的項目化教學(xué)模式，雖然會對增強本課程的教學(xué)效果有一定的幫助，但未完全取得預(yù)期效果，分析其原因主要有以下幾點。

1）對于過分追求基于項目化教學(xué)的單片機課程，將知識分解化后，對大多數(shù)學(xué)生來說不便于掌握基礎(chǔ)支撐知識，很多學(xué)生走馬觀花，難掌握內(nèi)涵。這些基礎(chǔ)知識經(jīng)過不長時間后，由于過于分散而容易被忘掉，造成課程后續(xù)知識的學(xué)習受到阻礙，打擊了學(xué)生學(xué)習的積極性與主動性。

2）大多數(shù)院校對本課程的課時分配較少（大都一個學(xué)期完成，只有96個左右學(xué)時），而這些課時只會使得一部分學(xué)生在剛剛?cè)腴T時就停止學(xué)習，淺嘗輒止、不夠深入，只停留在做一些極簡單作品的水平上，難以獲得充實感和滿足感[2-3]。

3）由于絕大多數(shù)學(xué)生沒有合適的機會到真實的工作環(huán)境和社會上切身體驗本課程技術(shù)的應(yīng)用狀況，因此對本課程的學(xué)習有一定的盲目性和迷茫性。

鑒于單片機應(yīng)用技術(shù)課程只采用單純項目化教學(xué)存在的上述不足，提出一套遵循人的認知規(guī)律、分階段、更接近實際智能產(chǎn)品開發(fā)、優(yōu)化了現(xiàn)有的項目化教學(xué)、能從根本上找到學(xué)生學(xué)習興趣點的單片機應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)模式，即基于階段化與小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的教學(xué)模式。

2 基于階段化及小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的單片機課程改革

首先，筆者以單片機應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀、單純項目化教學(xué)存在的缺陷、課程最合適的教學(xué)時長、如何提高學(xué)生的學(xué)習積極性和獲得感、階段化教學(xué)是否對增強課程教學(xué)效果有意義、小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化教學(xué)是否對課程教學(xué)有促進作用等方面作為主要調(diào)研內(nèi)容，走訪各職業(yè)院校的單片機應(yīng)用技術(shù)課程理論與實踐的任課教師、企業(yè)里的智能產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計工程師，網(wǎng)上調(diào)研山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院的電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、通信技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)的畢業(yè)生，對走訪的結(jié)果與調(diào)研的數(shù)據(jù)進行整理分析，進而構(gòu)建單片機應(yīng)用技術(shù)課程基于階段化與小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的教學(xué)模式。

該教學(xué)模式分為五個階段：單片機教學(xué)團隊統(tǒng)一調(diào)研開發(fā)教學(xué)案例→組織學(xué)生到企業(yè)實訓(xùn)觀摩、進市場調(diào)查，激發(fā)學(xué)生學(xué)習單片機的興趣與愛好→基礎(chǔ)知識的強化學(xué)習（先進行系統(tǒng)化的基本理論學(xué)習，再利用開發(fā)的案例進行教學(xué)，從而加強對知識的掌握）→分小組利用開發(fā)板制作小產(chǎn)品→實現(xiàn)小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。其中前三個階段利用一個學(xué)期完成，而后兩個階段利用接下來的另一個學(xué)期完成。各階段及對應(yīng)的子階段分別設(shè)計如下。

【第一階段】教學(xué)團隊統(tǒng)一調(diào)研、精簡整合內(nèi)容，組織開發(fā)一套難易度適中、實用的教學(xué)案例。本階段以校內(nèi)專任教師為主、企業(yè)工程師為輔。

第一子階段：校內(nèi)專任教師在不改變基礎(chǔ)知識系統(tǒng)化前提下，精簡整合內(nèi)容，共同制訂適合職業(yè)教育發(fā)展的授課計劃，研討教學(xué)方法及教學(xué)手段，共同制作課件。

第二子階段：校內(nèi)專任教師與企業(yè)工程師共同開發(fā)一套教學(xué)案例，保證這些案例是對已集中講授完的理論知識的強化與鞏固，同時必須具有實用性。

【第二階段】安排組織學(xué)生在第一學(xué)期的第一周進企業(yè)觀摩智能產(chǎn)品的開發(fā)過程，使其對單片機有直接認識，之后親自了解單片機的市場價值，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習單片機的興趣與愛好。本階段以企業(yè)工程師為主、校內(nèi)專任教師為輔，引導(dǎo)學(xué)生。本階段考核要點包括出勤、提出問題能力、觀摩心得體會。

第一子階段：觀摩硬件開發(fā)，并及時組織學(xué)生討論總結(jié)所學(xué)所得（1～2天）。

第二子階段：觀摩軟件開發(fā)，并及時組織學(xué)生討論總結(jié)所學(xué)所得（1～2天）。

第三子階段：觀摩企業(yè)產(chǎn)品，并及時組織學(xué)生討論總結(jié)所見所得（1天）。

第四子階段：了解產(chǎn)品市場，總結(jié)市場需求（2天）。

【第三階段】強化學(xué)習基本理論知識，借用仿真軟件學(xué)會軟硬件設(shè)計以及整體調(diào)試。本階段主要是在校內(nèi)專任教師的講授、指導(dǎo)下，學(xué)生自主完成。本階段考核要點包括基本軟件設(shè)計能力、仿真設(shè)計能力、軟硬件統(tǒng)調(diào)能力、小案例掌握程度。

第一子階段：講解單片機硬件電路的架構(gòu)、設(shè)計原則與方法，案例硬件展示，Proteus仿真軟件的應(yīng)用等。

第二子階段：講解采用匯編語言編程的思路、程序架構(gòu)、編程注意事項、偉福等編譯軟件的應(yīng)用、案例程序展示、借助仿真軟件和編譯軟件展示軟硬件統(tǒng)調(diào)等。

第三子階段：講解采用C語言編程的思路、程序架構(gòu)、編程注意事項、KEIL C等編譯軟件的應(yīng)用、案例程序展示、借助仿真軟件和編譯軟件展示軟硬件統(tǒng)調(diào)等。

第四子階段：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自主借助Proteus仿真軟件、偉福及KEIL C等編譯軟件，進行案例的二次改造、設(shè)計和調(diào)試，加深對知識的理解與掌握。

【第四階段】每四人分為一組，利用開發(fā)板制作小產(chǎn)品。本階段以校內(nèi)專任教師為主、企業(yè)工程師為輔進行指導(dǎo)。本階段考核要點包括設(shè)計的創(chuàng)新性、硬件電路的可靠性、軟件的優(yōu)化、整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。endprint

第一子階段：每個小組從教師給定的四個小產(chǎn)品中選擇兩個進行設(shè)計，寫成設(shè)計方案。

第二子階段：選擇元器件，在開發(fā)板上進行硬件電路設(shè)計。

第三子階段：進行相應(yīng)的軟件設(shè)計。

第四子階段：軟硬件統(tǒng)調(diào)。

【第五階段】每四人分為一組，實現(xiàn)小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。本階段由校內(nèi)專任教師與企業(yè)工程師共同指導(dǎo)。本階段考核要點包括設(shè)計的創(chuàng)新性、硬件電路的可靠性、軟件的優(yōu)化、整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性、管理制度的完善性、說明書的規(guī)范性、產(chǎn)品調(diào)研及推銷的結(jié)果。

第一子階段：各組制定自己的管理制度，每個參與學(xué)生各負其責。

第二子階段：學(xué)生自己提出設(shè)計方案，討論方案的可行性。

第三子階段：根據(jù)設(shè)計方案，據(jù)產(chǎn)品需求進行經(jīng)費預(yù)算（了解各廠家元器件報價及性能）。

第四子階段：自主購買元器件。

第五子階段：在組長的帶領(lǐng)下，分工協(xié)作，并且記錄人員考勤情況、項目進度、出現(xiàn)的問題及解決方案等。

第六子階段：對產(chǎn)品的軟硬件進行統(tǒng)調(diào)，并對統(tǒng)調(diào)結(jié)果進行及時記錄。

第七子階段：寫出產(chǎn)品說明書。

第八子階段：對產(chǎn)品進行市場估價，形成估價報告。

第九子階段：對產(chǎn)品進行市場調(diào)查，形成市場調(diào)查報告。

第十子階段：走入社會進行推銷，并對推銷事件進行記錄。

第十一子階段：總結(jié)。

3 課程改革的特色與創(chuàng)新

本研究提出的基于階段化與小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的單片機課程教學(xué)改革，較現(xiàn)有的一些改革模式有諸多特色與創(chuàng)新之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）采用階段化的教學(xué)模式，符合認識規(guī)律[4]，五個階段步步相承、層層遞進。

2）采用小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的教學(xué)模式，鍛煉學(xué)生參與“產(chǎn)品開發(fā)→產(chǎn)品包裝→產(chǎn)品推銷”整個過程的各方面的能力，能夠更好地實現(xiàn)畢業(yè)后與企業(yè)的準零對接[5]。

3）學(xué)生接觸該門課的第一周先不進入具體知識的學(xué)習，而是先進入企業(yè)及市場進行觀摩和調(diào)查，由此得知單片機開發(fā)這個行業(yè)的實際用武之地及經(jīng)濟效益，培養(yǎng)學(xué)習單片機的根本興趣。

4）加大課時量，由現(xiàn)有的一學(xué)期教學(xué)改為兩個學(xué)期的教學(xué)；為更好地、全面地掌握軟件程序的編寫，提出既要講解匯編語言，又要講解C51語言。學(xué)生在學(xué)習完成后，基本上能夠把所學(xué)的基本知識熟練地應(yīng)用到小產(chǎn)品的開發(fā)上，增強了自信心。

5）在知識講授階段采用“保持基本知識的系統(tǒng)化的基礎(chǔ)上進行案例教學(xué)”的方式，這樣可以防止由于基本支撐知識過于碎片化而導(dǎo)致學(xué)生不便掌握的情況發(fā)生。

6）在考核過程中更注重過程性考核，從而提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

7）在課程實施過程中，校內(nèi)專任教師與企業(yè)工程師一直處于交流與合作中，校內(nèi)專任教師走進企業(yè)得到學(xué)習鍛煉，企業(yè)工程師的協(xié)助教學(xué)提高了課程教學(xué)的實用性。

4 結(jié)論

基于階段化和小產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的單片機課程改革是在現(xiàn)有的單片機應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)舉步維艱、傳統(tǒng)的系統(tǒng)化理論教學(xué)過于枯燥和抽象、現(xiàn)有的單純的項目式教學(xué)對知識分解而不便于學(xué)生掌握、學(xué)生的興趣點較難激發(fā)的背景下，提出來的一種分階段、實用性強、易操作、更加接近公司研發(fā)產(chǎn)品并推向市場、優(yōu)化了的單片機應(yīng)用技術(shù)教學(xué)模式。學(xué)生在所有階段學(xué)習完后，就會基本上掌握企業(yè)里的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計過程及了解產(chǎn)品的市場推廣手段，從而可以更好地在畢業(yè)時與社會需求崗位實現(xiàn)無縫銜接。該改革方案值得在各職業(yè)院校推廣應(yīng)用。

參考文獻

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