關于高職“單片機技術應用”課程教學的改革

□汪曉斌

關于高職“單片機技術應用”課程教學的改革

□汪曉斌

分析了“單片機技術應用”在高職課程教學中存在的普遍問題。圍繞“以就業為導向”、推進“工學結合”模式、培養高等技術應用型人才等問題進行了探討，明確了教學改革目標和指導思想，探索了本課程的教學方法改革措施。實踐中積累了興趣切入法、項目引領法、任務分聚法、工學結合法等教改方法，促進了學生職業能力的科學發展，有效地提高了課程教學質量。

單片機技術應用；教學方法；工學結合

“單片機技術應用”是計算機應用技術專業、電子信息工程技術專業的一門核心課程。該課程的先修課是模數電路基礎、程序設計、電子制圖。后續課程為嵌入式系統軟件設計、ARM產品設計與開發、畢業設計等。通過對該課程的學習，可使學生對電子信息技術向著智能化、模塊化方向的發展趨勢有初步認識，可培養和鍛煉學生運用電子技術、計算機技術對硬件、軟件進行開發設計的能力，提高動手操作和技術創新的能力，為將來從事計算機技術應用以及電子信息產品的設計、檢測和維修奠定堅實的基礎。

一、教學中存在的問題

“單片機技術應用”課程在高職院校的實際教學過程中存在著不少問題，教學效果不是很理想。學生普遍反映這門課程難懂、內容抽象，從而在學習中產生畏難和厭煩情緒。通過調研分析，發現問題在于：教學計劃中培養專業技能的課程較少；課程教材相對滯后；其內容不能適應新的發展狀況；教學方法不夠靈活；實踐教學環節薄弱；學生硬件課程基礎較差[1]，等等。

二、明確課程教學改革目標

針對課程教學中存在的突出問題，我院通過各種方式，先后對該專業人才需求量較大的地方進行了調研，并結合課程教學方法改革與實踐，對若干問題進行了實踐檢驗，進一步明確人才培養目標和指導思想。

(一)明確了學習該類課程的人才定位。經過認真探索，反復論證，實踐檢驗，逐步形成了“以企業需求為目標，以解決方案的設計、制作、實現為主線，以實際工作過程的引導為抓手，以熟悉典型硬件技術應用為重點”的硬件類課程人才培養目標。

(二)明確了硬件應用技術類課程之間的紐帶。為滿足社會需求，學習該類課程的人才所具備的知識結構應更合理、知識面應更寬，所具備的綜合素質應更好，適應性應更強，才能充分體現面向我國經濟建設主戰場培養高等技術應用型人才的特點。

(三)實現了硬件應用技術類課程體系、實訓體系。經過反復研究、實踐和修改，逐漸形成了以模數電路基礎、計算機系統結構、計算機組裝與維護、程序設計、電子制圖、單片機技術應用、嵌入式系統軟件設計、ARM產品設計與開發等課程為中心的課程體系。相關課程實訓，體現了技術性、實踐性、綜合性、創新性的思路，提出了“貼近專業，配合項目，做學結合，有所創新”的指導思想來完善課程體系和實訓體系。

三、探索與實踐課程教學方法改革

根據[教高2006]16號文件精神，要求“強化職業道德，以就業為導向，增強學生職業能力，推行工學結合、校企合作，加強實訓”。在教學中，以必需和夠用為前提，重視學生學習能力的培養，以學業、職業、產業、就業和創業為主線，貫通理論、實訓、實踐、實施、實效等環節，加強教學方法和教學手段的改革力度，全面提高教學效率和教學質量[2]。我院積極響應教育部的號召，組織開展了關于高職教育教學改革和硬件應用技術類課程教學方法方面的研究討論，經過一段時間的探索，本專業開始以就業為導向，把對學生職業能力的培養作為本課程教學方法改革的首要目標。

(一)以興趣小組為抓手，采用問題討論的教學方法，選準切入點，營造學習氛圍。迪希(Deci)和里安(Ryan)認為，如果一個人能夠自覺地調節自己的學習，那么他必須在追求學習自主、能力培養和社會聯系三個方面得到周圍環境的有效支持[3]。根據這一理論，要培養學生自主學習的能力，就需要滿足學生對于自主積極性、能力和社會聯系的基本需求，它們是動機產生的必要心理狀態和興趣產生的重要因素[4]。也就是說，興趣是從經驗中發展來的，是否產生興趣取決于基本需求的滿足程度。例如，在單片機技術應用教學中，堅持以學生為主體、教師為主導，根據多數師生的共鳴點來組織課程的教學、實驗、實訓內容，采用興趣引導啟發、問題討論和專題開放等多種教學方法，師生共同營造本課程的學習氛圍。我們將之小結為興趣切入法。

如圖1所示，部分好學的學生對單片機技術應用感興趣，因為有需求，所以成立了諸如計算機組裝與維護興趣小組、機器人仿真興趣小組、嵌入式產品項目解決方案興趣小組 (在圖1中用A、B、C分別表示)等，通過類似的平臺對諸多感興趣的問題進行討論解惑；其中教師團隊和興趣小組共鳴的熱點問題，是引導學生學習的切入點，可以將相關聯問題作為本課程的教學范例和畢業設計創新點的源泉。

圖1 興趣切入法

師生們以興趣小組為交流平臺。對學生而言，這是磨煉技術的“大熔爐”，通過興趣小組，掌握技巧，提高技能，提高技術嫻熟度；對老師而言，與學生交流多一個平臺，可以收集分析學生的興趣點，了解課程教學實施中的重點和難點。做學結合中，師生共同參與，也激發了學生學習興趣，為提高學生綜合技能打好基礎。

(二)以企業項目為載體，實施項目驅動的教學方法，組建解決方案，把握結合點以企業項目為載體，通過解決方案，貫穿整個教學過程，把握結合點。即選好符合本專業學生實際能力的解決方案和發展途徑，通過“項目引領，任務驅動”的教學方法，精心設計解決方案以及每個項目所包含的知識點和實踐任務，激發學生學習熱情，培養企業需求的高等技術應用型人才。我們將之小結為項目引領法。

實踐中，我們和蘇州華之杰某公司、天津某教學設備有限公司以及本地某測控儀器生產企業等單位建立了校企合作關系，為專業發展提供技術支持和實習基地。我們結合教學實際和學生興趣，從企業中選擇低成本、開發周期短、易學實用的解決方案應用于本課程教學，如圖2所示，解決方案來源于企業項目，并以企業需求為根本，同時結合學生興趣，符合專業技能課程的教學實際，在實現難度上結合學生實際有所調整。在培養學生技能方面，爭取“拉一把，送一程”；即對基礎薄的學生，通過解決方案的培訓達到教學要求，對基礎好的學生，通過解決方案的培訓和擴充再提高一個層次。以這樣的方法開展教學，師生受益匪淺，校企合作雙贏。

圖2 項目引領法

(三)以實訓過程為重點，使用分層次聯合實訓的教學方法，依托技能培養，落實著力點。即整合該專業硬件類課程的知識點，將其集中應用在某一個解決方案中加以體現，并以此為著力點，培養學生綜合應用能力。如圖3所示，根據學生興趣和教學要求，以設計、制作并實現電話撥號報警儀的工作過程為主線，將電路基礎、電路設計、原理、硬件應用技術、軟件等方面的主要知識，通過分層次聯合實訓，落實到教學實訓中，著力培養學生綜合技能。我們將之小結為任務分聚法。

圖3 任務分聚法

以完成單片機模擬洗衣機項目為例，所涉及的任務多、知識面廣、綜合技能強。相關元器件與集成電路的知識點，在模數電路基礎實訓中強化；相關原理與應用，在計算機系統結構和計算機組裝與維護中有體現，教學中把計算機硬件原理、應用與單片機模擬洗衣機項目設計圖對比分析，使學生掌熟悉計算機某些原理在其它硬件中的移植、應用；相關軟件調試，分層次在程序設計中進行；相關電路設計，分布在電子制圖中展開；相關典型應用，分階段在單片機技術應用實訓中實現，等等。以教學案例解決方案為主線，所包含的不同項目可以在不同的學期重現，同一項目也可在不同的課程中重現，以此為著力點，使培養的學生所具備的知識結構應更合理、知識面應更寬、綜合應用能力更強。

(四)以工學結合為核心，參考基于工作過程的教學方法，實施解決方案，抓好創新點。以“工作過程導向”重新設計課程教學方法，突出核心技能在教學內容和課程體系中的地位、作用。工學結合的教材更新設計需要三方共同協作完成，即教師的理念更新、企業的深度參與、學校的大力支持[5]。還有，課程教學需要的實驗實訓設施，也要及時配套更新或改善。例如，傳統的課程實驗實訓教學方法，是學校提供現成的實驗設備，課程教學中，硬件上撳撳按鈕、轉轉旋鈕，軟件上改改程序，調試運行得出實驗結果；實驗結束就跟實驗設備“再見”。教學中以教師為主體，封閉性、代勞性較強，容易使學生養成依賴性，抑制了學生的學習積極性、主動性和創造性。

隨著校企合作的建立，我院推行工學結合人才培養模式的運行機制不斷改進與完善。圍繞“工學結合”模式，優化設計單片機技術應用課程，不斷使該課程內容跟上產業與企業的發展趨勢；例如，在保證學生全面、全新掌握專業知識的基礎上，按照技術領域和職業崗位（群）的任職要求，參照相關單片機技術職業資格標準，改革、更新本課程教學內容，縮短學生上崗后的適應期。同時，參考基于工作過程的教學方法，開展以項目引領分解工作任務為中心的教學設計，始終把握職業能力培養的方向，突出職業能力和關鍵能力。課程教學抓住“課程、企業、教師、學生”四大要素的合理運作，結合單片機技術應用解決方案不同項目選擇實施，讓課程進入企業，師生走出課堂，教學內容服務于企業，體現工學結合的最佳效果，通過這種系統的互動，共同培育合格的專業技能人才[6]。我們將之小結為工學結合法。例如，學生們在蘇州華之杰某公司在常州實習基地的頂崗實習中，不但能學到實踐技能，還有薪酬，讓學生體驗到“學有所值、做有所獲、勞有所得”。還有，頂崗實習中生產的數字鐘、電話撥號報警等項目，感興趣的學生還可以團購。這些產品體積小，成本低，功能多，操作簡單，攜帶方便；即使出現問題也能立即自我維修產品。在實驗資源方面，緩解了一直困擾我國高職院校硬件類課程教學實訓條件緊張和后期維護不及時的“頑癥”，提高了設備利用率。此外，學有余力的學生，自己可以圍繞已有的產品或項目，自我設計電路，做出“另類實驗板”，學生在調試中完成實踐，教師則協助解決實踐調試中關鍵問題，在這過程中，積極鼓勵和充分發揮學生的創新思維和能力。同時，學生在做學結合過程中迸發思想的火花，又是畢業設計創新點的源泉。

通過工學結合模式，抓住“課程、企業、教師、學生”四大要素的合理運作，充分詮釋了專業課程學什么、為什么學、怎么學、學得怎樣的問題[7]。在推行工學結合過程中，師生們邊做邊教，邊學邊做；師生互動，生生互動；教、學、做、評一體化，充分體現學生的主體地位，突出實踐能力的培養，取得了良好的教學效果。

綜上所述，高職院校實踐“以就業為導向”的職業教育人才培養觀，形成“促進以學生發展為本”的學?，F代教育理念[8]，推進“工學結合”人才培養模式，促進學生職業能力科學發展，是企業、學校、社會共同參與和合作雙贏的事業。

[1]吳新華,羅曉娟.對高職《計算機組成原理》教學改革的探討[J].職教論壇,2010（2）:22.

[2]鄧凱.“五業貫通”的信息技術創新人才培養[J].計算機教育,2008（14）:3

[3]Deci,E.L.&Ryan,R.M.:A motivational approach to self:Integration personality.In Dienstbier R.(ED.)Nebraska Symposium on Motivation.Vol.38 Perspectives on Motivation Lincoln.NE:University of Nebraska Press,1991：237.

[4]姜大源.當代德國職業教育主流教學思想研究理論、實踐與創新[M].北京：清華大學出版社,2007:109.

[5]羅振華.淺談高職經貿類專業“工學結合”人才培養模式[J].職教論壇，2010（2）:67.

[6]張耘.職業教育“工學結合”模式實現途徑與實踐探索[J].教育與職業，2009（4）:30-31.

[7]成丙炎.論模式導向對高職精品課程建設的影響[J].中國成人教育,2009（19）:89.

[8]沈健.觀念:學校教育應以促進學生發展為本[J].中國職業技術教育，2010（01）:37.

汪曉斌(1972-)，男，江蘇姜堰人，碩士，常州紡織服裝職業技術學院講師，研究方向為軟件工程、嵌入式計算機應用開發教學。

本文系江蘇省現代教育技術研究所“十一五”規劃2007年度滾動課題“技術和藝術創意人才信息化教育平臺”（編號：2007-R-4801）成果之一。

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1001-7518（2011）11-0037-02

責任編輯 何穎萍