高職院校單片機(jī)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

蘇再軍 黃艷香

（1.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)院，廣東 廣州 511442；2.湖南省高效動(dòng)力系統(tǒng)智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 邵陽 422000；3.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院交通工程學(xué)院，廣東 廣州 511442）

0 引言

作為高等職業(yè)院校機(jī)電一體化專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作課程內(nèi)容抽象難度大，綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。在目前的日常教學(xué)中，仍然以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式為主進(jìn)行理論教學(xué)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)則是采用KeilC51和Proteus軟件進(jìn)行程序編程調(diào)試及仿真，教學(xué)效果欠佳。因此，根據(jù)廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，使學(xué)生更深入地理解單片機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的基本組成原理，掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基本思路和過程，更好地提高學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用的創(chuàng)新能力是高校教育者需要持續(xù)研究的內(nèi)容。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)較差

相對(duì)于本科院校學(xué)生而言，普高錄取的專科層次學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)普遍較差。此外，除了普高上來的學(xué)生之外，高職院校還有由三二分段、現(xiàn)代學(xué)徒制、訂單班等其他招生途徑招入的非普高應(yīng)屆生，這部分學(xué)生的綜合素質(zhì)更差，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的先修課程知識(shí)點(diǎn)掌握不好（如機(jī)械制圖與Auto CAD、互換性與機(jī)械測(cè)量、模電數(shù)電等），導(dǎo)致單片機(jī)課程的教學(xué)難度特別大。

1.2 課程難度大，缺乏真實(shí)環(huán)境，忽視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

單片機(jī)課程的總體學(xué)習(xí)目的是使學(xué)生熟練掌握應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)的知識(shí)及能力。為了達(dá)到這一目的，需要學(xué)習(xí)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及使用、單片機(jī)外設(shè)硬件結(jié)構(gòu)及使用、單片機(jī)系統(tǒng)元器件焊接組裝、單片機(jī)軟件編程調(diào)試、單片機(jī)軟硬件仿真等大量知識(shí)，課程的知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)習(xí)難度大。此外，當(dāng)前的單片機(jī)課程體系仍然在幾十年前制定的課程體系上修修補(bǔ)補(bǔ)，忽視了對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題的創(chuàng)新能力，嚴(yán)重滯后于社會(huì)的發(fā)展。

1.3 教學(xué)方法落后，以教師為主導(dǎo)

目前，多媒體教學(xué)手段已成為主流的教學(xué)方式，大部分教師能夠收集整理制作出內(nèi)容豐富，具有趣味性、通俗易懂的教學(xué)課件，但在教學(xué)過程中，仍存在著一些不足：

（1）講授過程中缺乏課堂提問、小組討論等與學(xué)生互動(dòng)環(huán)節(jié)，尤其是給基礎(chǔ)能力較差的學(xué)生上課，“任你千喚萬喚，始終啞巴一個(gè)”，課堂互動(dòng)難度較大。

（2）教學(xué)方法仍以授課為主導(dǎo)，不能多種教學(xué)方法并用，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，尤其是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法的應(yīng)用較少，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.4 課程考核體系不全

目前，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作課程的考核方式采用卷面筆試成績（50%）+實(shí)訓(xùn)成績（30%，12個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目）+平時(shí)成績（20%，如作業(yè)、課堂表現(xiàn)）的方法綜合評(píng)定學(xué)生對(duì)該門課程知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。相比以考試成績?yōu)橹鞯目己朔绞剑@種考核雖然降低了考試結(jié)果這部分的比重，但比重還是過高，且對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程考核不能體現(xiàn)。

2 課程教學(xué)改革措施

針對(duì)高職院校機(jī)電類單片機(jī)課程教學(xué)中存在的上述問題，教研室以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的，對(duì)該課程展開了以下幾個(gè)方面的改革：

2.1 開展第二課堂，針對(duì)性的提高學(xué)生基礎(chǔ)能力

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)較差，在課堂上跟不上教學(xué)進(jìn)度的實(shí)際問題，教研室任課教師采取了開展第二課堂，“線上+線下”混合教學(xué)的新模式。講授課程前，把本次課程學(xué)習(xí)所需的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和進(jìn)階知識(shí)點(diǎn)先通過課程線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生推送，學(xué)生先以自學(xué)為主方式在課前完成學(xué)習(xí)任務(wù)，以保證在課堂上跟上教學(xué)進(jìn)度并對(duì)進(jìn)階知識(shí)點(diǎn)發(fā)表自己的看法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新能力。

2.2 以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，對(duì)理論性較強(qiáng)及不實(shí)用的課程內(nèi)容進(jìn)行精簡，以項(xiàng)目式教學(xué)為主線，把原來直線式排列的教學(xué)章節(jié)調(diào)整為實(shí)踐工程應(yīng)用中的7個(gè)模塊，10個(gè)項(xiàng)目排序，以工程應(yīng)用入手，由簡到難，學(xué)生需通過學(xué)習(xí)掌握模塊項(xiàng)目內(nèi)的知識(shí)點(diǎn)，自主獨(dú)立思考設(shè)計(jì)硬件及軟件解決方案，在遇到問題時(shí)，通過教師對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步講解，掌握并理清思路，最終通過完成項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握。此外，每個(gè)項(xiàng)目還有進(jìn)階項(xiàng)目，對(duì)該項(xiàng)目中容易出錯(cuò)的知識(shí)難點(diǎn)及重點(diǎn)設(shè)置反復(fù)聯(lián)系，對(duì)需重點(diǎn)掌握的知識(shí)要在原項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟練掌握單片機(jī)課程的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

2.3 更新教學(xué)理念，綜合應(yīng)用多種教學(xué)方法

對(duì)于基礎(chǔ)能力較差的學(xué)生而言，第一要?jiǎng)?wù)是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)去學(xué)習(xí)。因此，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)方法是教學(xué)的關(guān)鍵。單片機(jī)課程的項(xiàng)目式教學(xué)通常從最簡單的信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始，由易到難，最后以綜合性項(xiàng)目模擬交通燈控制系統(tǒng)結(jié)束課程，因此，經(jīng)過研究室教師的共同探討及實(shí)踐，在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)過程中，摸索出了采用微課、動(dòng)畫、虛擬仿真、小組討論式、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)模式，并為學(xué)生提供有針對(duì)性的個(gè)性化指導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)，在學(xué)中想，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有了極大提高。

2.4 弱化考試成績比重，強(qiáng)化全過程考核

首先要明確單片機(jī)課程考核目的，是考核學(xué)生掌握并靈活運(yùn)用單片機(jī)課程知識(shí)，解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力，這個(gè)能力的大小不能用考試成績結(jié)果來衡量，而需構(gòu)建多元化評(píng)價(jià)體系，加大加強(qiáng)在解決問題過程中的全過程考核，采用以全過程考核為主，結(jié)果考核為輔的綜合考核模式。此外，考核者應(yīng)包括在解決問題過程中的主要指導(dǎo)者及參與人，如教學(xué)指導(dǎo)教師、企業(yè)導(dǎo)師、小組主要成員等。學(xué)生自己既是考核人，又是被考核人，這樣才能使學(xué)生意識(shí)到自己與其他同學(xué)的差距，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3 結(jié)語

通過近幾年面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的單片機(jī)課程教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新性單片機(jī)人才教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。