基于工作過程系統(tǒng)化的《單片機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計與改革探討

羅少新

摘要：課程建設(shè)與改革是提高教學質(zhì)量的核心，也是教學改革的重點和難點。本文對《單片機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計進行了初步探索，介紹了基于“工作過程系統(tǒng)化”課程設(shè)計的基本理念、流程、學習目標、課程內(nèi)容、教學方法與手段、考核與評價等內(nèi)容，初步實現(xiàn)了課程的整體設(shè)計。

關(guān)鍵詞：工作過程系統(tǒng)化；單片機；典型工作任務(wù)；課程設(shè)計

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2014）09-099-02

《單片機原理及應(yīng)用》是機電一體化技術(shù)專業(yè)和電子應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的一門必修專業(yè)技術(shù)核心課程。該課程是一門實踐性和綜合性非常強的專業(yè)技能課程，它是畢業(yè)生在未來職業(yè)生涯中，從是單片機程序的編程、控制系統(tǒng)的自動化控制等崗位的重要課程。培養(yǎng)學生具有單片機的編程、硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力及團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)，對提升畢業(yè)生就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量具有重要意義。

在傳統(tǒng)的單片機課程設(shè)計中，理論學習和實踐應(yīng)用基本相脫節(jié)，理論部分又相對抽象，故學生的學習熱情不高。因此重新設(shè)計單片機課程已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，則是一個比較有利于提高教學質(zhì)量的途徑。

一、基于“工作過程系統(tǒng)化”課程整體設(shè)計理念

打破傳統(tǒng)學科型的課程模式，針對實際工作體系重新構(gòu)建課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠ぷ鬟^程的項目課程開發(fā)與設(shè)計，工作任務(wù)為中心、項目課程為主體的課程體系，讓學生在完成具體項目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，并發(fā)展職業(yè)能力。

（1）根據(jù)崗位需求和自動化控制系統(tǒng)實踐能力的要求，設(shè)置課程內(nèi)容，實現(xiàn)課程內(nèi)容和職業(yè)崗位需求緊密結(jié)合；（2）依據(jù)工作過程中活動與知識的關(guān)系來設(shè)計課程，突出工作過程在課程框架中的主線地位，按照工作過程的需求來選擇知識，以工作任務(wù)為中心整合理論與實踐內(nèi)容；（3）以職業(yè)能力為主線：真正以“能力”為主線來設(shè)計課程。要按照工作的相關(guān)性，而不是知識的相關(guān)性來確定課程設(shè)置。

二、基于“工作過程系統(tǒng)化”課程開發(fā)基本流程

工作任務(wù)分析確定——職業(yè)行動領(lǐng)域——學習領(lǐng)域——學習情境（工作任務(wù)分析與學習領(lǐng)域轉(zhuǎn)換，行動領(lǐng)域歸納與學習情境設(shè)計，在課程開發(fā)時要平行推進）。具體流程的起點是市場調(diào)研，經(jīng)過人才培養(yǎng)模式改革研討會、職業(yè)行動領(lǐng)域分析、職業(yè)行動領(lǐng)域?qū)＜以u審確認學習領(lǐng)域開發(fā)分析、教學計劃開發(fā)制定、學習領(lǐng)域與學習情境設(shè)計等環(huán)節(jié)，最后確定課程標準體系。

三、基于“工作過程系統(tǒng)化”課程整體設(shè)計

（一）課程學習目標設(shè)計

根據(jù)“工作過程系統(tǒng)化”課程設(shè)計理念，按職業(yè)活動設(shè)計教學活動，在完成工作任務(wù)的行動中學習專業(yè)知識技能并獲得工作過程知識，學生在完成項目工作任務(wù)的過程中，構(gòu)建自己的知識體系，形成包括專業(yè)能力、方法能力和社會能力在內(nèi)的綜合職業(yè)能力。本課程總體目標是實現(xiàn)學生能力、知識、情感態(tài)度與價值觀等不同層面職業(yè)素養(yǎng)的綜合提升和協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的技能人才的目標。

1.能力目標：（1）具備一定的單片機硬件圖的表達、閱讀、分析能力；（2）具備一定單片機C語言編程的能力；（3）具備單片機硬件擴展的能力；（4）初步具備單片機的應(yīng)用能力如：能應(yīng)用單片機設(shè)計LED廣告燈、電子時鐘、交通燈遠程控制等；（5）對單片機控制電路系統(tǒng)有一定的故障檢修能力。

2.知識目標：理解單片機的結(jié)構(gòu)及其工作原理，了解單片機的特點及其發(fā)展過程；掌握單片機的指令格式、尋址方式、數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運算類指令等各種指令系統(tǒng)。掌握單片機軟件編程的方法；掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)及其硬件擴展的方法。

3.職業(yè)目標：具有實事求是的科學態(tài)度和吃苦耐勞的實踐意識；具有開拓和創(chuàng)新精神，具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)。

（二）課程內(nèi)容設(shè)計

基于工作過程導向的《單片機原理及應(yīng)用》課程內(nèi)容是以學生為中心設(shè)計的。它強調(diào)以學生直接經(jīng)驗的形成來掌握融合于各項實踐行動中的知識、技能和技巧。為了保證學生畢業(yè)后能夠勝任有關(guān)崗位的要求，課程組要與企業(yè)專家共同分析單片機技術(shù)相關(guān)崗位的工作過程與工作任務(wù)，明確單片機技術(shù)課程對應(yīng)的職業(yè)崗位能力，以工作崗位提取的典型真實產(chǎn)品作為載體，將傳統(tǒng)課程體系中的知識、技能、素質(zhì)內(nèi)容由易到難分序化為若干個教學項目。根據(jù)學生的認知規(guī)律以及職業(yè)能力成長規(guī)律，將課程內(nèi)容化分為LED彩燈控制與制作、抽獎器設(shè)計、數(shù)碼管電子鐘設(shè)計、LED點陣屏設(shè)計、交通燈遠程控制、智能小車控制、數(shù)字電壓表設(shè)計、LCD多功能電子萬年歷制作等8個項目，又將每一項目分解成2～5個工作任務(wù)。各項目的任務(wù)內(nèi)容在授課順序上符合前后知識的連貫性，前面的內(nèi)容應(yīng)為后面的做準備，后面的內(nèi)容在不斷注入新知識的同時，也應(yīng)該對前面學過的知識與技能進行適當?shù)闹貜?fù)和鞏固。

基于工作過程系統(tǒng)化的《單片機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計與改革探討

（三）教學方法與手段設(shè)計

1.基于教與學的教學方法。打破學科型課程教學以知識灌輸、學生被動接受、實踐與理論脫節(jié)的實施方式。形成主要進行任務(wù)實施、學生主動構(gòu)建，融教、學、做一體的實施方式；以學生為中心，以教師為主導，完成從明確任務(wù)、制定計劃內(nèi)、實施檢查到評價反饋整個過程；在培養(yǎng)學生專業(yè)能力的同時，促進學生關(guān)鍵（核心）能力的發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高的特點。

2.情境教學。情境教學是構(gòu)建接近真實工作環(huán)境的情景，將教室與實訓室合二為一，形成仿真的工作場所，使教學過程變?yōu)樯a(chǎn)過程，學習任務(wù)變?yōu)楣ぷ魅蝿?wù)，使學生通過學習親身體驗工作，通過與企業(yè)合作，學校實訓場所與企業(yè)生產(chǎn)情景一致，學生日常管理模式與企業(yè)一致。采用行動導向教學模式，教、學、做過程中，實行以學生為主體的教學互動，以活動為導向的自主學習。

3.案例教學法。如講解單片機編程知識時，引入生活、工業(yè)控制實例等開展案例教學，如搶答器、電子時鐘、交通燈制作等案例，增加學習興趣和動力，又為學生利用所學知識解決相應(yīng)的實際問題奠定基礎(chǔ)。

4.項目教學法。以生產(chǎn)過程為載體開發(fā)教學項目，整個教學圍繞各個項目的解決而展開，教師提出引導性問題，學生查找資料進行決策分析，制定出計劃，并進行實施，引導學生自主思考。

另外，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學手段（如現(xiàn)在流行的微課、幕課及模擬軟件等），提供了網(wǎng)絡(luò)教學平臺，提高學生自主學習的能力。還充分利用現(xiàn)代化多媒體教學手段，提高教學效率。

（四）考核與評價

根據(jù)《單片機原理及應(yīng)用》課程特點，打破傳統(tǒng)的考核方式，將每個學習領(lǐng)域的理論教學、實踐教學、實習實訓、技能認證融為一體進行綜合測評，著重考查學生的應(yīng)用能力。采取過程考核、學校組織技能競賽考核和結(jié)果考核（期末考核）相結(jié)合的考核方法。其中過程考核又分為學生自評、學生互評和教師評價相結(jié)合；學校組織技能競賽考核，主要考核學生的通用技能與專業(yè)技能；期末考核主要檢查學生對基本理論、基本概念的掌握情況以及對知識的綜合運用能力。

四、小結(jié)

本文介紹了《單片機原理及應(yīng)用》課程按照基于工作工程導向的設(shè)計的理念、對課程的目標設(shè)計、內(nèi)容設(shè)計、教學方法設(shè)計、資源設(shè)計也進行了探討，實現(xiàn)了課程的初步整體設(shè)計，這對《單片機原理及應(yīng)用》課程的教學具有一定的指導意義。其中教學方法與手段設(shè)計方面，采用基于工作過程的“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”教學模式，考核與評價方面，采取過程考核、學校組織技能競賽考核和結(jié)果考核（期末考核）相結(jié)合的考核方法，使《單片機原理及應(yīng)用》課程的學習氣氛發(fā)生了很大變化，學生的主體意識、協(xié)作精神明顯增強，職業(yè)能力和創(chuàng)造性得到了很好的發(fā)展，教學質(zhì)量明顯提高。

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責任編輯何麗華；見習編輯何麗敏