基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的單片機(jī)教學(xué)方法研究

譚 潔

銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 銅仁 554300

隨著我國科技水平的高速發(fā)展，企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)、電子信息、計算機(jī)、機(jī)械制造類專業(yè)的應(yīng)用型人才的需求量不斷增加，高職院校作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的搖籃，在專業(yè)課程建設(shè)中應(yīng)該更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。在物聯(lián)網(wǎng)、自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)中，《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程是其專業(yè)必修核心課程之一，它結(jié)合了電工電子技術(shù)和C 語言編程等前導(dǎo)基礎(chǔ)課程的知識，將程序與硬件電路結(jié)合起來，是一門具有潛在工程性和實(shí)踐性的課程。但是，目前大部分高職院校對于單片機(jī)這門課程通常采用講授為主、實(shí)踐為輔的教學(xué)方法，學(xué)生存在重理論輕實(shí)踐的情況，也就是說很多的學(xué)生理論知識非常豐富，但是實(shí)踐能力卻有些欠缺，于是在學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)，通常不能很好地滿足企業(yè)對單片機(jī)人才的需求。因此職高院校為了能夠培養(yǎng)出滿足企業(yè)需求的優(yōu)秀人才，許多的高職院校也在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的過程中針對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)進(jìn)行了多方思考并進(jìn)行了改革［1］。

經(jīng)過與企業(yè)等用人單位的深入交流探討發(fā)現(xiàn)，他們不僅需要理論知識扎實(shí)的應(yīng)聘者，更多是注重應(yīng)聘者的實(shí)踐能力和應(yīng)變能力，因?yàn)閼?yīng)聘者在企業(yè)的日常工作中要進(jìn)行大量的實(shí)踐操作，因此企業(yè)在招收畢業(yè)生的時候會對實(shí)踐操作格外重視，能夠直接上崗的畢業(yè)生將成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注和培養(yǎng)的儲備對象。為了培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需求的應(yīng)用型人才，對單片機(jī)課程教學(xué)過程中存在的現(xiàn)有問題進(jìn)行分析和研究，通過對其培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核體系等多方面的改革，探索出一套以學(xué)生為主導(dǎo)的具有工程性、實(shí)踐性、趣味性的教學(xué)方法，為培養(yǎng)出滿足社會和企業(yè)需求的創(chuàng)新型綜合應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

一、現(xiàn)階段單片機(jī)教學(xué)中存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容偏理論

通過對單片機(jī)課程的分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)高職院校存在理論知識的比重過大，而實(shí)踐部分的內(nèi)容所占比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論知識的現(xiàn)象。同時，在高職院校的考核多以筆試為主，這也導(dǎo)致了許多教師為了完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生為了能夠取得良好成績，而花費(fèi)大量的時間記憶和掌握理論知識［2］。在單片機(jī)原理中理論內(nèi)容不僅多，知識點(diǎn)也零散，這讓不少的教師在教學(xué)工作中專注于講解知識點(diǎn)，并花大量時間幫助學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性和完整性的梳理，從而更加忽略本就占比輕的實(shí)踐部分，這種教學(xué)模式也在不知不覺間向?qū)W生傳遞了不用重視實(shí)踐的信號，使許多學(xué)生陷入重理論輕實(shí)踐的學(xué)習(xí)誤區(qū)，學(xué)生也會因?yàn)槿狈?shí)踐而對理論知識無法做到真正的理解，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

（二）教學(xué)方法單一

單片機(jī)是一門理論和實(shí)踐并重的學(xué)科，在掌握好理論基礎(chǔ)后就需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)將理論知識加深和進(jìn)一步理解，而在現(xiàn)階段高職院校的單片機(jī)教學(xué)中，教師受到學(xué)時的限制，基本上以理論教學(xué)為主，主要的教學(xué)方法就是將知識點(diǎn)以灌輸?shù)姆绞街v授給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)原理的過程中要做的就是記好筆記，對知識點(diǎn)進(jìn)行背誦記憶，而長時間的理論講授和單一的教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生對單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生疲勞和抗拒的情緒，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這種學(xué)習(xí)熱情的缺乏也導(dǎo)致教師在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時，學(xué)生無法集中精力投入到實(shí)踐中，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)進(jìn)展緩慢或是無法開展，從而無法實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論相結(jié)合，造成學(xué)生理論知識與實(shí)踐活動嚴(yán)重脫節(jié)的情況。

（三）考核方式單一

在現(xiàn)階段，許多的高職院校對于學(xué)生學(xué)習(xí)成果的考核還是以試卷形式為主［3］，在高職院校的考核體系中，卷面成績占50%以上，實(shí)踐成績和平時的課堂表現(xiàn)成績占剩下的比重。對于《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程的考核也是如此，這種單一的考核體系也成為學(xué)生不重視實(shí)踐的一大重要原因。而單一的考核方式也導(dǎo)致教師和學(xué)校無法對學(xué)生的知識綜合應(yīng)用能力進(jìn)行多方位考評。

二、單片機(jī)課程教學(xué)的思考與探索

（一）結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，確立新的培養(yǎng)目標(biāo)

高職院校應(yīng)該根據(jù)所在地區(qū)及周邊區(qū)域進(jìn)行調(diào)研，對區(qū)域內(nèi)電子信息、機(jī)械等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求進(jìn)行充分了解并進(jìn)行分析，在了解企業(yè)需求后再結(jié)合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，同時對不同行業(yè)的不同崗位的工作任務(wù)進(jìn)行分析研究、總結(jié)歸納，找到企業(yè)所需人才應(yīng)具備的能力和技能，重新制定《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)的能力目標(biāo)。

此外，高職院校可以根據(jù)企業(yè)的不同崗位職責(zé)對應(yīng)用能力進(jìn)行需求劃分，同時對單片機(jī)的課程教學(xué)進(jìn)行培養(yǎng)目標(biāo)和能力目標(biāo)詳細(xì)劃分，例如可以將單片機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)分成軟件系統(tǒng)設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計以及綜合系統(tǒng)調(diào)試等多個方面，為社會和企業(yè)培養(yǎng)出知識綜合應(yīng)用能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才。

（二）進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容及體系的優(yōu)化和重構(gòu)

單片機(jī)課程具有較強(qiáng)的理論性、工程性和實(shí)踐性，在教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化上，要以知識綜合應(yīng)用能力為導(dǎo)向，重點(diǎn)突出學(xué)科的實(shí)用性。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計中，以興趣為引導(dǎo)，開展以學(xué)生為中心、項(xiàng)目為載體、任務(wù)為驅(qū)動、知識為導(dǎo)向的項(xiàng)目化教學(xué)模式［4］。在單片機(jī)課程教學(xué)中圍繞專業(yè)背景選擇開展項(xiàng)目，在項(xiàng)目中增加工程性和實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望、學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。例如：在單片機(jī)的I/O端口學(xué)習(xí)中加入LED 指示燈幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤項(xiàng)目，在定時器/ 計數(shù)器學(xué)習(xí)中加入籃球比賽計時器設(shè)計、教室人數(shù)統(tǒng)計等項(xiàng)目，圍繞著項(xiàng)目設(shè)計開展教學(xué)任務(wù)，在理論中聯(lián)系實(shí)作設(shè)計，在實(shí)作中驗(yàn)證理論，體現(xiàn)單片機(jī)課程的創(chuàng)新性、趣味性和挑戰(zhàn)性。

（三）進(jìn)行教學(xué)手段多樣化的探索

針對在傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)過程中存在的學(xué)時有限以及教學(xué)方法單一的情況，通過探索教學(xué)手段的多樣化，將理論與實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不僅能夠解決學(xué)時不足、教學(xué)方法單一的問題，還能有效改善理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的情況。

（四）建立過程評價與期終評價相結(jié)合

在現(xiàn)階段，對于高職院校來說學(xué)生能力是主要的培養(yǎng)目標(biāo)，因此在對學(xué)生采用的考核評價體系也要作出相應(yīng)的調(diào)整。例如可以通過建立過程評價，再結(jié)合期終評價，從而對學(xué)生的綜合素質(zhì)以及綜合能力進(jìn)行全面的課程考核，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的評價。在理論知識部分，可以通過過程性評價進(jìn)行考核，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。能夠采用的手段有課堂提問、平時作業(yè)等，使教師及時監(jiān)測到學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。

教師還可以將期末閉卷的考試作為學(xué)生的終結(jié)性評價，在試卷的題型設(shè)計方面，除了要有記憶性的理論知識考核，還應(yīng)該增加一些設(shè)計、分析類的題型，對學(xué)生的工程應(yīng)用能力進(jìn)行考察，從而達(dá)到全面考察學(xué)生綜合應(yīng)用能力的目的。

三、單片機(jī)教學(xué)中對課程內(nèi)容進(jìn)行改革

（一）對理論課程內(nèi)容進(jìn)行改革

在單片機(jī)課程教學(xué)的過程中，理論課程的主要教學(xué)任務(wù)分為基礎(chǔ)理論教學(xué)和拓展理論教學(xué)兩部分。因此，教師在進(jìn)行理論課程教學(xué)的過程中，應(yīng)該對單片機(jī)的理論知識有充分的理解，以此滿足不同層次學(xué)生對于單片機(jī)理論知識的需求。此外，在教學(xué)過程中還要對單片機(jī)原理中所涵蓋的知識點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生進(jìn)行高效記憶，使學(xué)生對于單片機(jī)的知識點(diǎn)有更清晰的思路，降低單片機(jī)的教學(xué)難度和學(xué)生的記憶難度，從而提高課堂的教學(xué)效率和教學(xué)效果。

在學(xué)生對單片機(jī)理論知識有了全面、清晰的掌握后，教師就需要在基礎(chǔ)知識上進(jìn)行拓展，可以由淺入深、層層遞進(jìn)，將綜合性的單片機(jī)知識循序漸進(jìn)傳授給學(xué)生，從而達(dá)到拓展學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的目的，還可以在教學(xué)過程中增強(qiáng)學(xué)生在課堂上的參與意識，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）對實(shí)踐課程內(nèi)容進(jìn)行改革

學(xué)生在進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)前，可以利用Proteus、Keil 等仿真開發(fā)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計驗(yàn)證［5］，進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生的軟硬件實(shí)操能力，使單片機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量能夠有更大的提升。仿真可以不受時間、空間限制，為營造處處能學(xué)、時時可學(xué)的泛在學(xué)習(xí)新環(huán)境提供了契機(jī)，讓學(xué)生更清晰地掌握理論知識，減少實(shí)物搭接中低級錯誤的發(fā)生，減少實(shí)驗(yàn)損耗，便于電路優(yōu)化。

高職院校想要培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的應(yīng)用型人才，就必須要對單片機(jī)課程教學(xué)的實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行改革，將其實(shí)踐課程內(nèi)容側(cè)重在創(chuàng)新性、工程性、設(shè)計性和系統(tǒng)性上，以激發(fā)學(xué)生興趣為主導(dǎo)，圍繞專業(yè)背景設(shè)計不同層次的項(xiàng)目任務(wù)，以便不同能力層次的學(xué)生都能有所建樹。增加行業(yè)技能大賽相關(guān)知識的拓展實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考知識點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)系，為技能大賽儲備選手，培養(yǎng)創(chuàng)新型技能人才。

四、單片機(jī)教學(xué)中對教學(xué)模式進(jìn)行改革

（一）對單片機(jī)理論課的教學(xué)模式進(jìn)行改革

教師在單片機(jī)理論課程的教學(xué)過程中除了板書外，更多的是使用多媒體進(jìn)行教學(xué)，同時配合已有的PPT，通常情況下教師所使用的PPT 課件都比較簡單，沒有新意，只是將課本中涉及的知識通過復(fù)制粘貼進(jìn)行簡單的羅列，對教學(xué)效果沒有任何實(shí)質(zhì)性的作用。對此，教師應(yīng)該正確使用多媒體進(jìn)行教學(xué)，在進(jìn)行PPT 課件制作的過程中應(yīng)該對課本中的內(nèi)容加以整理并進(jìn)行歸納總結(jié)，同時利用各種資源，使課堂教學(xué)多樣化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生對重難點(diǎn)知識進(jìn)行理解，使課堂氛圍變得活躍，增加單片機(jī)教學(xué)的趣味性，提高單片機(jī)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

同時，教師還可以自制SPOC 教學(xué)視頻儲備教學(xué)資源［6］，利用學(xué)習(xí)通、超星網(wǎng)、QQ 群等網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布供學(xué)生課后學(xué)習(xí)，將教學(xué)空間延伸到教學(xué)課堂外，將翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用到單片機(jī)課程中，使學(xué)生能夠充分利用碎片化時間充分學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。

（二）對單片機(jī)的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革

單片機(jī)課程是一門以技術(shù)為主的課程，現(xiàn)階段社會對于單片機(jī)人才的需求量增加的同時，對于單片機(jī)人才的要求也在提高，不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識，還要有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，只有綜合能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才才能成為現(xiàn)在企業(yè)需要的人才。因此，高職院校對于單片機(jī)課程的實(shí)踐教學(xué)體系也需要進(jìn)行改革，使新的教學(xué)體系能夠做到理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，同時實(shí)踐還要和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行密切結(jié)合。

為實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，教師可以通過結(jié)合實(shí)際的小型課題項(xiàng)目，幫助學(xué)生對單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行更好的理解，并讓學(xué)生了解單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，利用實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生思考單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計思想以及要用到的軟件工具，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（三）對單片機(jī)的考核模式進(jìn)行改革

高職院校對于單片機(jī)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)長期的工作，因此根據(jù)現(xiàn)階段社會的需求，教師在單片機(jī)課程教學(xué)的過程中要注意教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)，新階段的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)該放在單片機(jī)的應(yīng)用上，所以高職院校還應(yīng)該對單片機(jī)課程的考核重點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這也是對單片機(jī)的考核模式改革的必要因素。

高職院校的單片機(jī)考核模式，可以部分保留閉卷考試的考核模式，但是在考題內(nèi)容上要有所調(diào)整，例如適當(dāng)減少一些記憶性的基礎(chǔ)知識題目，增加設(shè)計類的考題，同時還可以增加多種考核方式。這種新型考核模式不僅能夠?qū)W(xué)生的理論知識進(jìn)行檢驗(yàn)，還能考察學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)原理的綜合考評，以此對學(xué)生進(jìn)行全面考察，為社會輸送更多、更優(yōu)質(zhì)的單片機(jī)應(yīng)用型人才。

（四）增加校企協(xié)作教學(xué)模式

學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生是為了幫助社會企業(yè)培養(yǎng)人才，為企業(yè)輸送應(yīng)用型人才，因此很多的高職院校都與企業(yè)有合作關(guān)系，而校企協(xié)作教學(xué)模式也成為許多職高院校常見的教學(xué)模式。而這種教學(xué)模式也適用于單片機(jī)的教學(xué)，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)，會發(fā)現(xiàn)它與企業(yè)的適配性更高，因此學(xué)校應(yīng)該適當(dāng)增加校企協(xié)作的教學(xué)模式，例如選擇性引進(jìn)企業(yè)項(xiàng)目，為學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計提供支持，幫助學(xué)生對單片機(jī)的開發(fā)過程進(jìn)行全面了解，幫助學(xué)生直觀驗(yàn)證課本中的基本理論知識，讓學(xué)生了解企業(yè)，進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及觀察能力，尤其是對崗位工作有更切身的了解，為學(xué)生就業(yè)選擇打下基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

單片機(jī)是一門多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉的綜合性學(xué)科，具有較強(qiáng)的工程性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性，通過對單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)模式的改革，提高單片機(jī)的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需求的應(yīng)用型人才，以適應(yīng)現(xiàn)代社會的需求，為社會各領(lǐng)域的發(fā)展提供人才儲備。