現代學徒制背景下的課程改革探索*
——以“單片機原理與應用”課程為例

趙艷霞

（濟南職業學院，山東 濟南 250103）

0 引言

現代學徒制是一種由學校和企業共同推進的育人模式，學徒擁有雙重身份，即學校的學生和企業的員工。對學徒來說，入學即就業，他們一段時間在企業生產實踐學習，一段時間在學校進行專業理論學習。因此，要求學校與企業在專業知識傳授、人才培養方案等方面要達成一致性。

“單片機原理與應用”課程作為高職院校機電類、自動化類專業的一門專業課程，它以電工電子技術、C 語言為基礎。通過學習本課程，學生能夠掌握單片機技術及其在日常生活和工業控制中的應用，能提升自身的實踐能力、創新能力及產品設計開發能力，為將來從事電子產品設計開發、檢測等工作打下良好的基礎。但其在現代學徒制模式下的教學模式與企業要求的銜接值得人們探討，本文以此為出發點，以“單片機原理與應用”課程為載體，在授課內容和教學方法方面進行了探索。

1 教學現狀及存在的問題

1.1 教學現狀

“單片機原理與應用”課程作為一門專業課，在工業控制、儀器儀表智能化、計算機集成控制等領域應用廣泛[1-2]。但由于傳統教學方法是以教師先講授單片機基礎知識、編程知識，學生再進行實踐練習為主，學生進行實驗操作時可能已經遺忘了之前教師講授過的理論知識。這種模式之下學生的學習積極性大幅度下降，教學效果不佳[3]。針對此課程的特點也有許多教師采取了相應方法進行教學改革與探索。例如：姚健提出依據項目進行教學內容重構，按照“教、學、做”進行一體化教學，搭建虛實結合的實踐化教學平臺，從課程考核方式方面進行改革，提高了學生的單片機實際操作能力，取得了較好的教學效果[4]；孫惠英和錢祥利提出了一種項目驅動的單片機課程混合式教學模式，采用了線上線下相結合的方式，激發學生對單片機的學習熱情，提高了學生的自主學習、硬件電路設計、程序設計和創新實踐能力[5]；王照偉等提出了一種基于項目驅動的單片機原理及應用課程教學實踐方法，加強了課程內容各知識模塊的層次性和邏輯性，將抽象的知識學習轉化為具體的實例教學，加強了學生對課本知識的理解能力，實踐過程中學生的實踐能力、創新能力得到顯著提高[6]。

1.2 存在的問題

1）教學內容晦澀難懂，教學方式單一。傳統的單片機教學模式的授課順序通常是先講解單片機的內部構造，再講解編程語言基礎，最后講解程序設計的步驟。但是單片機內部結構復雜，學生對于單片機內部結構的理解無法形象化，只能借助教師的講解來理解其內部結構。對于第一次接觸編程語言的學生來說，C 語言的理解能力存在差異，具體的應用更需要時間來消化理解。程序設計方法的掌握需要有一定的邏輯思維能力，并且需要通過大量實踐、練習才能較好地掌握[7]。這種教學模式使得剛接觸單片機課程的學生學習熱情降低，甚至產生畏懼心理，導致教學效果不佳。

2）校企溝通不暢，專業知識與企業要求匹配度低。現代學徒制是一種由學校和企業共同推進的新型教育模式。這種模式的推進需要學校和企業共同制定人才培養方案、課程標準等。而傳統的高職類學校教學模式是學校先進行專業知識的傳授，在大學第三年安排學生進行實習，這樣就難以保證企業需求與所授知識之間的有效銜接。在現代學徒制模式之下，如果繼續沿用傳統教學模式，在學生進入企業實習的過程中就會發現專業知識與企業要求不匹配，難以取得較好的培養效果[8]。

3）學習評價方式單一，評價效果難以保證。傳統的教學模式下多采用筆試考核，許多學生為了通過最終的期末測試采取死記硬背的方法。即使通過了最終的考試，但是真正掌握的知識點卻屈指可數。這種學習評價模式不僅不利于提升學生對本課程的學習興趣，同時也難以保證學習評價的效果[9]。

2 項目化教學與過程評價教學方案研究

針對傳統教學模式下存在的問題，結合筆者所在學院的現代學徒制模式，創新實踐了項目化教學與過程評價相結合的教學方法，在教學實踐中取得了良好的效果。

2.1 課程內容的選取

改變傳統教學的章節設置，選用項目化教學教材。以項目化教學模塊為載體，筆者所選用教材為人民郵電出版社出版、郭志勇主編的《單片機應用技術項目教程》[10]。按照教材的編排及學院學徒制教學背景的實際情況選取了7 個項目作為教學載體，如表1所示。7 個項目的設計內容既包含了傳統教學模式下要求掌握的單片機基本知識、C 語言編程知識，同時又將這些知識糅合到項目之中，實現了講授理論知識與項目實踐的結合。

表1 項目教學內容

2.2 課堂授課

本課程的授課對象為濟南職業學院大二“12+8”培養模式（每學期12周在企業學習，8 周在學校學習）學生。在本課程授課之前，學生已結束為期12 周的企業學習。因此在本課程的第一次授課過程中，筆者先對學生進行問卷調查，主要搜集學生前期對電工電子技術、C 語言等相關前置課程的知識掌握情況。重點了解學生在企業所學知識的運用情況及對相關專業知識的需求情況，以便后續教學計劃的實時調整，以滿足企業要求。

在課程授課之前先將課程視頻、電子教案、圖片、實驗指導書等相關資料上傳到學習通網絡教學平臺，要求學生進行課前預習。課前預習能夠讓學生更好地感知本門課程所學知識點，并且師生之間可通過網絡教學平臺進行交流，教師可及時記錄學生預習過程中存在的問題，以便更好地開展課堂教學。

上課過程中再次展示本項目需要完成的任務，同時結合學生課前對相關知識的預習情況，使學生快速理解項目知識，從而提高學生的學習積極性。在講解相關知識的過程中，硬件知識與C 語言知識交叉講授，將枯燥難懂的理論知識分塊循序漸進地傳授給學生，減輕了學生的學習壓力。為了提高學生C 語言編程能力及電路圖識讀能力，課堂教學中采用Keil 與Proteus 聯合仿真的方式鞏固教學內容。在軟件設計過程中，通過Keil 軟件讓學生使用C51 語言進行程序設計和調試。在硬件設計過程中，通過Proteus 軟件讓學生從元件庫中選取元器件，然后完成硬件原理圖的繪制，并與Keil 軟件進行聯合仿真。聯合仿真的形式，可以突破實驗室設備的局限性，同時學生可根據自己的設計內容靈活選擇元器件，提高自身的創新能力。為了進一步提升學生單片機的硬件調試能力，本課程特別為學生準備了普中科技開發的51 單片機開發板。本實驗箱是小型便攜式實驗箱，學生在學習本課程的過程中可將該實驗箱自由攜帶，滿足自身進行實驗探究的需求。

2.3 過程評價

為了改革傳統的學習評價模式，提高教學效果，本課程采取了過程評價的學習評價模式。課程考核采取“10%平時成績+40%過程實驗考核+50%期末成績”的形式進行。平時成績涵蓋了學生的考勤、課堂表現、課堂作業等內容，占課程考核的10%。過程實驗考核要求全班同學每兩人一組共同完成教師設置的課程考核題目，并能講解軟硬件設計過程。考核題目依托課程學習內容，要求學生能獨立完成程序設計及硬件調試。考核內容貫穿于課程講授的全過程，共設置4 次，考核題目及考核目的如表2 所示。過程考核使學生能在課本知識的基礎上得到知識的拓展及能力的提升。通過同組學生互評及教師評價給出每次考核成績，并將其計入最終的成績當中。通過運用過程考核模式，學生提高了合作交流能力、編程實踐能力及硬件調試能力。期末測試則采用傳統紙筆測驗的形式進行，占考核成績的50%。筆者在2022—2023 學年第二學期授課過程中采用此模式進行授課，并在學期結束時再次進行了問卷調查。56名學生中有45 名學生表示基本掌握了單片機的基本知識，能獨立完成基本的程序設計及硬件調試任務，而且有多名學生表示愿意再深入學習本課程并希望將本課程所學知識應用到未來的工作中。

表2 考核題目及考核目的

3 教學成效分析

筆者經過一學期的教學實踐，總結“項目化”和“過程評價”相結合的教學模式所具有的優勢有如下幾點：

1）提高了學生的學習積極性。項目化的教學模式，突破了傳統授課模式的局限性，每個項目的內容都是理論與實踐密切結合的。讓學生真正感知到理論知識與實踐內容的關聯性，從而產生學習知識的內驅力，同時在授課過程中增強了課堂的趣味性，使學生樂于學習、勇于探究，提高了學生的學習積極性。

2）提升了學生的團隊合作和溝通能力。學生在學習過程中采用分組合作方式來完成項目任務。每組學生根據項目實現要求互相分工配合，分配任務，依據任務分工完成自己負責部分的內容，提高了學生的團隊合作能力和交流能力，同時也加深了學生之間的友誼。

3）提高了學生的軟硬件設計及調試能力。單片項目設計過程涉及軟硬件設計及調試，這要求設計者要擁有良好的編程思維，同時還要結合硬件設計完成調試。通過項目式的學習過程，學生進一步提升了自身的C 語言編程能力及硬件調試能力，培養了邏輯思維能力。

4）提升了學生的職業素養。教學過程依托各個項目展開，教師講授項目要求，學生學習基本知識，尋求解決方案，小組合作完成項目的實施過程。教學過程打破了課堂教學與實訓場地的界限，讓學生在學中做，在做中學。這與現代學徒制模式下的培養要求相吻合，大幅提升了學生的職業素養，幫助學生培養了良好的工作態度，為學生進入企業實習打下了良好的基礎。

4 總結

“單片機原理與應用”是一門綜合性較強的課程，在學習時要求學生具備基本的電工電子技術知識及C語言知識，同時還要求學生有較強的邏輯思維。作為教師要積極探索學生適用的教學模式。本文提出的“項目化”和“過程評價”相結合的教學方法在筆者所在學院的現代學徒制模式下取得了一定的效果，解決了部分傳統教學模式中存在的問題，提升了學生的學習興趣、團隊合作能力及創新意識。但一種新的教學模式的運用與研究是一個循序漸進的過程，在實施的過程中可能會遇到各種問題需要解決，這是前進過程中必然要經歷的，這需要教師與學生的共同努力，不斷優化教學模式，才能真正提高教學效果，提升學生的知識技能水平。