專創(chuàng)融合背景下單片機課程教學(xué)實踐研究

摘 "要 "專創(chuàng)融合是新時代的一種新型教育理念，是專業(yè)知識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合。通過對單片機原理與實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的問題等進行研究，提出單片機課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)深度融合的教學(xué)模式改革方向，制定基于單片機課程的專創(chuàng)融合教學(xué)實踐措施。開展單片機課程專創(chuàng)融合教學(xué)實踐，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力、電子產(chǎn)品設(shè)計能力，提高教學(xué)質(zhì)量，對教學(xué)改革實踐產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

關(guān)鍵詞 "專創(chuàng)融合；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；專業(yè)教育；單片機原理與實驗課程

中圖分類號：G652 " "文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）02-0109-04

Research on Teaching Practice of Single Chip Microcom-puter Course Under Background of Integration of Spe-cialty and Innovation//ZHOU Maoxia， BI Qingxue， FANG Jing

Abstract "The integration of specialty and innovation is a new educational idea in the new era， which is the integration of specialty knowledge and innovation. Based on the research

of the current teaching situation of the principle and experi-ment course of single-chip microcomputer and the existing problems in teaching， this paper puts forward the reform direction of the teaching mode of the deep integration of single-chip microcomputer course and innovation and entre-

preneurship， and makes the practical measures of the integra-

tion of special-creation teaching based on single-chip micro-

computer course. It is helpful to develop students’ indepen-dent innovation ability and electronic product design ability， improve teaching effect and have far-reaching influence on teaching reform.

Key words "integration of specialty and innovation; innova-

tion and entrepreneurship; professional education; principle and experiment course of single-chip microcomputer

0 "引言

專創(chuàng)融合是新時代的一種新型教育理念，是專業(yè)知識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合，要求學(xué)生在扎實學(xué)習(xí)專業(yè)知識的前提下，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)知識結(jié)合起來，逐步培養(yǎng)專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。專創(chuàng)融合是經(jīng)濟時代的要求，是尋求創(chuàng)新教育與職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展、提高二者廣度和深度的重要途徑，這是高等教育一直努力解決的重點和難點[1]。

當(dāng)今中國致力于走向引領(lǐng)型經(jīng)濟體，傳統(tǒng)的粗放式經(jīng)濟增長方式難以維持我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟發(fā)展速度和質(zhì)量，各類中低端制造業(yè)向其他成本更低國轉(zhuǎn)移，舊的動能不足以滿足我國現(xiàn)階段的高質(zhì)量發(fā)展需求。創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建立現(xiàn)代經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支持[2]。新形勢下，社會對創(chuàng)新型人才的質(zhì)量和數(shù)量需求有明顯提升，綜合型人才的培養(yǎng)離不開科技創(chuàng)新下的專創(chuàng)融合，更離不開高校教育。

目前，高校教育專創(chuàng)融合存在一些問題，如教師在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面經(jīng)驗明顯不足、專業(yè)課程內(nèi)容與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)結(jié)合不緊密、相關(guān)平臺建設(shè)不完善、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系不健全等。當(dāng)前國外的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系已較為完善、系統(tǒng)，與此相關(guān)的理論體系也逐步完善。我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)起步發(fā)展較晚，在借鑒國外經(jīng)驗的同時，應(yīng)注意從實際出發(fā)，在實踐中發(fā)展，充分發(fā)揮制度優(yōu)勢，結(jié)合社會生活需要、企業(yè)單位需求，建立校企聯(lián)動機制，逐步形成一套適應(yīng)我國的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論和實踐體系。

1 "單片機原理與實驗課程的特點和教學(xué)中

存在的問題

單片機原理與實驗課程是電子信息類專業(yè)學(xué)生的必修課程，理論與實踐結(jié)合是該課程的特點，實踐設(shè)計能力的培養(yǎng)是該課程的一個重要教學(xué)目標(biāo)。

1.1 "單片機原理與實驗課程的特點

單片機原理與實驗是一門實踐性很強的課程，也是注重體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識、可以及時分享創(chuàng)新成果的一門課程。該課程是電子信息類專業(yè)必修課程，先修課程包括電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、C語言、虛擬仿真工具軟件應(yīng)用，后續(xù)課程有嵌入式系統(tǒng)原理、工程訓(xùn)練、畢業(yè)論文。該課程在培養(yǎng)方案中處于承上啟下的位置，學(xué)生在工程訓(xùn)練、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目、學(xué)科競賽以及相關(guān)電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)類題目的畢業(yè)論文等方面都會用到單片機的控制核心作用。學(xué)生畢業(yè)后既可以從事科學(xué)研究，也可以從事工程應(yīng)用，這具有典型的電子信息類專業(yè)特點，是新工科建設(shè)的重點方向之一。該課程對應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中的工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案研究、使用現(xiàn)代工具、項目管理畢業(yè)要求。開展專創(chuàng)融合課程建設(shè)，可以實現(xiàn)工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、個人和團隊、溝通、終身學(xué)習(xí)等畢業(yè)要求[3]。

1.2 "單片機原理與實驗課程教學(xué)存在的問題

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)技術(shù)和手段也不斷改革完善。多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)手段在教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，在一定程度上可以增強教學(xué)效果。但是，目前單片機原理與實驗課程的教學(xué)仍然存在一些問題。

1.2.1 "人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)，學(xué)生實踐能

力不強，缺乏綜合運用知識解決復(fù)雜工程問題的能力 "一些學(xué)校單片機的實驗課部分還局限于驗證性實驗，實驗室里直接用串口線或者USB線把實驗箱與PC機相連，學(xué)生將驗證程序編譯以后直接點擊按鈕下載程序到實驗箱即可觀察結(jié)果。在這個過程中，學(xué)生不知道下載的原理是什么、通過哪些具體的電路、使用哪些具體的芯片引腳把程序下載到單片機，也不知道所驗證的實驗電路是什么，甚至因為沒有直觀的實驗電路，編寫程序時也似懂非懂，無處下手。幾次課以后，學(xué)生失去興趣，自主設(shè)計開發(fā)的能力得不到訓(xùn)練。學(xué)生邁不出自主設(shè)計的第一步，更談不上進一步的創(chuàng)新學(xué)習(xí)，無法提高運用綜合知識解決復(fù)雜工程問題能力。

1.2.2 "教學(xué)內(nèi)容更新遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于芯片技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)結(jié)合不緊密 "當(dāng)下教學(xué)中普遍存在教材老舊、內(nèi)容死板、教學(xué)內(nèi)容與實際嚴(yán)重脫節(jié)等問題，許多高校單片機的教學(xué)內(nèi)容還停留在基本的80C51教學(xué)，實驗器材單一且缺乏啟發(fā)性和創(chuàng)造性。現(xiàn)階段學(xué)生僅需依據(jù)一定流程，完成特定任務(wù)，流水線式的學(xué)習(xí)容易使學(xué)生陷入被動，會大大削弱學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，使其無法真正深入學(xué)習(xí)理解專業(yè)課程。教學(xué)資源和師資力量沒有融合在一起充分利用。學(xué)生操作和教師講解時使用基本型單片機的型號開發(fā)產(chǎn)品功能受限，而現(xiàn)在的芯片內(nèi)部集成的功能模塊越來越多，如定時計數(shù)器數(shù)量、內(nèi)部存儲單元容量、AD與DA功能模塊的增加，以及運行速度提升，都極大提升了智能化產(chǎn)品設(shè)計中的便利性。學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)的理論知識無法同社會需求有機聯(lián)系起來[4]。

1.2.3 "課程教學(xué)中知識點單元連貫性不強，學(xué)生未能系統(tǒng)地應(yīng)用單片機綜合知識設(shè)計電子產(chǎn)

品 "例如：在學(xué)習(xí)輸入輸出I/O口部分時，想不到單片機上的I/O與實際產(chǎn)品上的傳感器、按鍵、顯示等聯(lián)系；知識學(xué)習(xí)不靈活，看不到教材上的按鍵設(shè)計可能就是將來電子產(chǎn)品設(shè)計中的傳感器；對于教材上的顯示電路設(shè)計，只是單純地認(rèn)為顯示電路設(shè)計是為了顯示某些內(nèi)容，想不到這是智能產(chǎn)品中人機交互的途徑。

1.2.4 "新形勢下缺乏校企聯(lián)動，專創(chuàng)融合之路仍需探索實踐 "現(xiàn)階段，專創(chuàng)融合的建設(shè)要拋棄形式主義，總結(jié)經(jīng)驗、吸取教訓(xùn)，將政策落在實處。在專創(chuàng)融合大背景下，高校發(fā)展同樣面臨許多機遇和挑戰(zhàn)，越來越多的企業(yè)與高校對接，各種創(chuàng)新孵化產(chǎn)地蔚然興起。但由于專創(chuàng)融合現(xiàn)階段剛剛起步，各個方面還欠缺相關(guān)經(jīng)驗，各類資源無法充分整合利用，部分高校在很多方面只有表面功夫，沒有得到實際效益。

2 "單片機課程教學(xué)模式改革與教學(xué)實踐改革措施

2.1 "單片機原理與實驗課程專創(chuàng)融合教學(xué)模式改革方向

專創(chuàng)融合是專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合，細(xì)化到具體的實施就是專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合，消除創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程和專業(yè)課程之間的隔膜，將兩者的教學(xué)過程有機地融為一體[5]。因此，對于單片機原理與實驗教學(xué)的創(chuàng)新研究，要牢牢把握專創(chuàng)融合這個時代大背景，在解決上述問題的同時，推進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的融合，構(gòu)建更全面的教學(xué)體系，加快人才培養(yǎng)模式的完善，從而引導(dǎo)學(xué)生自主搭建更為完善堅實的知識框架，讓學(xué)生理論結(jié)合實際、基礎(chǔ)結(jié)合創(chuàng)新，成為新時代綜合型高素質(zhì)人才。

提升大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，深化大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，促進大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系不斷完善，強調(diào)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合，是大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的一個重要方面。2015年5月，由國務(wù)院辦公廳直接印發(fā)的《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》正式提出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育發(fā)展的原則和目標(biāo)，要求探索建立以社會需求為導(dǎo)向的學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)新機制[2]。在這樣的背景下，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念與具體的專業(yè)課程相結(jié)合構(gòu)建的新的課程教學(xué)模式與實踐研究，作為專創(chuàng)融合教育教學(xué)改革中的基層單元，得到許多高校教師的關(guān)注。單片機原理與實驗課程是實踐應(yīng)用型課程，對該課程知識點進行重構(gòu)，對教學(xué)模式進行改革，能極大地提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2.2 "單片機原理與實驗課程專創(chuàng)融合教學(xué)實踐改革

措施

學(xué)生初學(xué)單片機，一般會感覺單片機知識抽象難懂，編程無從下手，應(yīng)用開發(fā)就更無從談起。這主要是因為單片機的知識復(fù)雜零亂，學(xué)生學(xué)習(xí)固化，不懂單片機的學(xué)習(xí)編程需要軟硬結(jié)合。針對具體電路的硬件編程，學(xué)生缺乏新項目案例匹配學(xué)習(xí)，缺乏工程項目實踐驅(qū)動力。傳統(tǒng)課堂教學(xué)專注專業(yè)知識的傳遞，導(dǎo)致學(xué)生對科技創(chuàng)新興趣不高，缺乏對課程之外知識的綜合運用。比如單片機課程要搭配傳感器的應(yīng)用，需要在課程之外進行資料的收集、產(chǎn)品設(shè)計的借鑒。這些問題的解決需要對教學(xué)模式及教學(xué)實踐進行改革探索，制定改革措施。

2.2.1 "及時更新教材，修訂教學(xué)大綱 "在科技飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會，各類社會主體尤其是高校、企業(yè)等借助于國家政策扶持，已發(fā)展出具有一定實際效益的項目方向。及時了解相關(guān)項目崗位等對于學(xué)生單片機能力的需求，制定相對合理的單片機教學(xué)大綱，及時補充更新教材內(nèi)容，讓教材內(nèi)容更加系統(tǒng)連貫、深入淺出，兼具專業(yè)性和可讀性。這就使學(xué)生不僅可以通過教材了解學(xué)習(xí)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，還能夠了解單片機領(lǐng)域近期各類研究應(yīng)用成果，以期有針對性地培養(yǎng)學(xué)生能力，使學(xué)生能夠獨立分析單片機運行過程中出現(xiàn)的各種問題且能夠自主解決問題，提高學(xué)生的就業(yè)能力。

2.2.2 "轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)思路，增強學(xué)生主體地位 "傳統(tǒng)授課模式是理論課程結(jié)合實踐課程，前期教師教授理論知識，進行基礎(chǔ)演示后，再進行實踐課程。這樣的課堂模式在一定程度上割裂了理論和實踐，在學(xué)習(xí)完理論課程后再進行實踐課程，空間和時間上的撕裂往往導(dǎo)致學(xué)生前期對基礎(chǔ)知識的理解不深刻，對知識和操作流程遺忘率高，后期實踐過程中還要依靠教師或是教材回顧，課堂時間利用率低下。教師在此過程中承擔(dān)著課程中的主體角色，所有學(xué)生跟著教師的流程走，容易形成思維定式，實踐課程作業(yè)千篇一律，無法培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)和創(chuàng)新相結(jié)合的能力。建議將理論課程直接融入實踐課程，實驗室同時作為理論課堂，使學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí)理論知識，一邊探索實踐設(shè)計流程，理論結(jié)合實踐，提高課堂效率。在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，教師在課堂上的引導(dǎo)作用尤為重要，課堂上著重于學(xué)生主動吸收知識，理論結(jié)合實踐，讓學(xué)生在操作中學(xué)習(xí)，自己動手解決問題，加之教師輔導(dǎo)，會達(dá)到事半功倍的效果。

2.2.3 "積極推進校企合作，企業(yè)教師協(xié)同授課 "專職教師有扎實的授課經(jīng)驗和基礎(chǔ)知識功底，在經(jīng)濟高速發(fā)展、社會飛快進步的當(dāng)下，由于時間和精力有限，他們對于學(xué)生實際就業(yè)后的應(yīng)用中會出現(xiàn)的一些情況以及面臨的一些問題，并不能給學(xué)生提供及時、詳盡、全面的指導(dǎo)。專創(chuàng)融合的最終出發(fā)點和落腳點是要滿足社會發(fā)展需求，對于單片機這樣應(yīng)用性大于理論性的學(xué)科來講更是如此。因此，建議在企業(yè)講師和高校教師的共同指導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生在傳統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合新政策、市場與社會需求完成單片機課程的學(xué)習(xí)[6]。

一般情況下，企業(yè)和學(xué)校的合作僅僅是在最后的就業(yè)階段同學(xué)生的聯(lián)系較為密切，而在專創(chuàng)融合背景下，單片機開課時就引入企業(yè)中的教授型人才參與授課，可以采納企業(yè)的評定標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的成果進行成績評定，或是企業(yè)評分按照一定比例納入成績評定，最后成績可以作為企業(yè)引進高校人才的標(biāo)準(zhǔn)之一。企業(yè)不僅可以提供實習(xí)崗位，還可以選出部分有能力的學(xué)生，鼓勵其參與企業(yè)項目；還可將企業(yè)內(nèi)部合適的項目或基礎(chǔ)任務(wù)作為授課的一部分讓學(xué)生參與，既節(jié)省人力資源，又鍛煉學(xué)生能力。

2.2.4 "真實問題轉(zhuǎn)為課題，作業(yè)報告轉(zhuǎn)向產(chǎn)品

設(shè)計報告，創(chuàng)新考核制度 "采用創(chuàng)建單片機應(yīng)用開發(fā)學(xué)習(xí)訓(xùn)練工作室的方式，培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計能力，進一步加強專創(chuàng)融合力度。學(xué)生可選題立項，經(jīng)組織專業(yè)教師論證后，獲得一定的儀器設(shè)備和電子元件使用支持，教師可以將承擔(dān)的橫向課題項目中難度適宜的部分交由學(xué)生參與研究。在學(xué)習(xí)效果驗收上，制定考核量化表，做到一步一考核，推進學(xué)生學(xué)習(xí)進度。

鼓勵學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、智能車競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等面向大學(xué)生的科技活動，通過這些活動鍛煉學(xué)生的團隊合作能力、專業(yè)技術(shù)交流的表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、認(rèn)真務(wù)實的精神，增強學(xué)生團結(jié)協(xié)作、不斷創(chuàng)新的意識，讓學(xué)生能制訂切實可行的工作計劃，提出解決實際問題的方法，使學(xué)生具有對新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力，通過不同途徑獲取信息的能力以及對工作結(jié)果進行評估的能力，同時鍛煉學(xué)生的全局思維與系統(tǒng)思維、整體思維與創(chuàng)新思維能力，提升決策能力，讓學(xué)生學(xué)會記錄、收集、處理、保存各類專業(yè)技術(shù)的信息資料。

3 "結(jié)束語

專創(chuàng)融合是新時代的一種新型教育理念，是經(jīng)濟時代的發(fā)展要求。單片機原理與實驗是一門實踐性很強的課程，最能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。這就需要教師與學(xué)生把握好學(xué)科特點，結(jié)合社會實際需求，立足專業(yè)基礎(chǔ)知識，靈活結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，逐步調(diào)整教學(xué)模式，研究課程特點，制定教學(xué)實踐改革措施，以期單片機原理與實驗課程的教學(xué)能契合專創(chuàng)融合的教育理念，增強教學(xué)效果，促進學(xué)生緊跟社會發(fā)展需要，設(shè)計出符合時代需求的電子產(chǎn)品，持續(xù)不斷地完善有關(guān)方面教育事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 楊峰，楊新娟，王艷花.專創(chuàng)融合的教育理念與實踐：

基于綜合型人才培養(yǎng)的視角[J].高教學(xué)刊，2017（16）：41-43，46.

[2] 國務(wù)院辦公廳.關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革

的實施意見[J].中國大學(xué)生就業(yè)，2015（18）：4-6.

[3] 張妍，郭維威，尹衍林，等.基于創(chuàng)新應(yīng)用型人才培

養(yǎng)的單片機教學(xué)改革探究[J].黑龍江工業(yè)學(xué)院學(xué)報

（綜合版），2017，17（8）：18-21.

[4] 盧卓，吳春尚.專創(chuàng)融合改革的理論邏輯、現(xiàn)實困境

及突圍路徑[J].職業(yè)與教育，2020（19）：74-78.

[5] 陳小云.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下高職商務(wù)英語專業(yè)學(xué)生職業(yè)

能力培養(yǎng)研究[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2020，19（1）：58-60，71.

[6] 李可，陳龍，羅鵬輝，等.雙創(chuàng)背景下高校專創(chuàng)融合

教育探析[J].現(xiàn)代教育論壇，2020，3（10）：123-124.