高職院校單片機課程教學中學生創新能力的培養

王惠貞+張于思+曲恩超

摘 要 高職教育強調學生對技術性、應用性知識的掌握，重視對學生實踐能力和創新能力的培養。本文結合單片機課程教學，基于教學實踐提出采用理實一體化教學方案，以項目為載體，以做促學、以用促學，配合過程化的考核機制，鼓勵學生自由發揮，采用多種方案完成項目，充分挖掘學生創新潛能，培養學生創新能力。

關鍵詞 理實一體化 項目化教學 過程化考核

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.11.048

Abstract The higher vocational college emphasizes Students' grasp of the technical and application knowledge， pay Attention to training Students' Ability In practice and Innovation. Based on the Course Teaching of Single Chip Microcomputer， the paper proposed to use the Theory and Practice Integration. Based on Project as Vehicle， learning through doing， learning through using， Using the method of process assessment. Encourage students to free imagination. Completed project with multiple schemes. Arousing students' creative potentiality， cultivating Students' Creativity.

Keywords Theory and Practice Integration； Projective Teaching； Process Assessment

高職教育的人才培養目標定位為“產業轉型升級和企業技術創新需要的發展型、復合型和創新型的技術技能人才”。高職教育強調的是學生對技術性、應用性知識的掌握，重視的是對學生實踐能力和創新能力的培養。

單片機課程是高職院校電類專業的必修課程，是一門工程性、實踐性、技術性很強的課程，通過學習本課程有助于學生掌握技術知識，提高實踐能力、工程意識和團隊意識。而電子技術迅速發展，技術知識快速更新的特點則決定了在單片機教學中，培養學生具備舉一反三的創新能力，對增強學生就業競爭力，保證學生可持續發展有著更重要的意義。

1 營造創新教育氛圍

（1）采用CDIO教育理念，激發創新意識。CDIO工程教育模式，以產品研發到產品運行的生命周期為教學載體，按照構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個環節組織教學，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括和抽象表達。 在單片機課程教學中，突出學生的主體地位，以電子產品為項目，將教學內容串聯起來，圍繞電子產品的設計、開發、使用、升級等不同階段，讓學生以主動的、實踐的、探究的方式進行學習，增強學生的成就感，充分激發學生的創新意識。

（2）學練結合，注重實踐，培養創新能力。創新能力不是教出來的，而只能靠培養，只有通過不斷學習、反復實踐等才能逐漸激發學生的創新潛能，培養學生創新能力。在單片機課程教學中，要立足于高職院校培養“技術技能人才”的目標，在理論以夠用為度的基礎上，注重把專業技術的教學和專業技能的訓練有機地結合起來，提升學生的實踐能力。

（3）以技能競賽為依托，發揮創新能力。電子技術的飛速發展，折射到電子設計競賽上，體現為競賽題目越來越貼近生產實際，實用性、綜合性越來越強，理念越來越反映行業的發展、社會的需要，形式越來越新穎且多樣化。電子設計競賽鼓勵創新、鼓勵實踐、培養社會所需要的電子人才的根本宗旨，也使得電子設計競賽體現出社會需求和技術發展的特點。以專業技能競賽作為學生創新能力發揮的平臺，通過技能競賽選手選拔機制營造良好的學習氛圍，加強對精英學生的培養， 并且以點帶面促進學生整體技能素質的提高，拓展培養創新型人才的途徑，增強學生的核心競爭力和就業適應性。

2 實施理實一體化教學方式

一體化的含義可以理解為：將兩個或兩個以上的互不相同、互不協調的事項，采取適當的方式、方法或措施，將其有機地融合為一個整體，形成協同效力，以實現組織策劃目標的一項措施。 據此而言，理實一體化教學是將理論知識與實踐技能進行整合，將知識傳授、技能培養融為一體，注重學生的工程實踐技能和創新能力培養的教學方式。

2.1 構建理實一體化教學環境

實施理實一體化教學首先要構建理實一體化的教學環境，即：建設理實一體化教室。在單片機課程教學中，我們授課過程中所使用的多媒體教室、單片機實訓室、單片機作品陳列室的設施、功能合并，建成單片機理實一體化教室，內設基本教學設施、多媒體設備、計算機、單片機開發試驗箱等一體化設備，徹底改變傳統教學中理論教學與實踐教學相脫節的教學模式，實現了學與用的結合，理論與實踐兼顧，既提高了學生的學習興趣，又提高了教學資源的利用率。

2.2 教學過程項目化

單片機授課內容以項目為載體，把課程內容整合成若干個學生所熟悉的電子產品作項目。包括：花樣霓虹燈、工業自動控制、數字電子鐘、數字電壓表、信號發生器、交通信號燈、數字溫度計等。這些項目下設若干個子項目，各項目內容上相互交叉彼此連貫、難度上依次遞進、教學思路上，從“照做”（ 即：教A做A）、到“仿作”（即：教A做B）、到“分組獨立完成”，循序漸進，有利于學生對知識的學習和掌握。如圖1所示。

在項目化教學過程中，強調學生對知識的主動探索、主動發現，將素質教育和能力培養作為教學主線，同時兼顧學生學習能力、創新能力的培養，養成一種用到即學、邊用邊學、邊學邊用的自覺學習的習慣。

比如在數字電子鐘項目教學中，采用 “仿作”（即：教A做B）的教學思路。首先進行成品展示，讓學生通過觀察自主發現要做出數字電子鐘，都需要用到哪些外圍元件（包括：LED數碼管顯示器、按鍵），需要哪些知識儲備（比如：定時器/計數器、LED數碼管顯示器、按鍵與單片機的接口等）；第二步，教師以制作秒表為例（即：教A），講述數碼管靜態顯示、數碼管動態顯示、定時程序編寫、獨立按鍵接口技術等知識，同時演示相關部分的制作過程，通過制作秒表讓學生學習本項目的相關知識。最后，由學生仿照秒表制作過程，完成數字電子鐘的制作（即：做B）。

2.3 考核過程化

為了能通過考核檢測學生單片機實際應用能力和創新能力，改變傳統的單片機課程理論考核的方法，堅持從始至終全過程進行考核，以項目為單位，根據學生項目的完成情況以及在項目制作過程中的的態度、行為等職業素養進行綜合評價，激勵學生自主學習，創新學習的積極性。

2.3.1 考核體系構成

靈活開放的考核體系是創新人才培養的保障，單片機課程考核體系由兩部分構成：學習過程考核和期末綜合考核。學習過程考核占總考核成績的70%，是對各個教學項目的學習情況進行考核，按項目的知識技術含量和復雜程度，從考勤情況、課堂紀律、學習態度、項目完成情況、擴展項目完成情況、項目的創新性等方面進行評價，重在考核學生的學習態度、學習行為、學習過程和學習成就。期末綜合考核占總考核成績的30%，通常是選取幾個綜合性的項目，比如：密碼鎖、智能溫控電扇、電子稱等，由學生根據興趣自由選擇題目，在一周內完成項目制作，從功能性、工藝性、創新性、答辯成績等方面給出評價，重在考核學生的技術知識的掌握程度、靈活應用程度和創新能力。

2.3.2 評價標準的特點

不設立唯一方案：在項目制作過程中，決不設立唯一正確的方案。制作單片機電子產品的最終目標是為了實現特定功能，而制作方案則是解決問題的中間途徑，正所謂“條條大路通羅馬”，鼓勵學生通過多條途徑實現項目的最終功能，重視解決問題的方法，更重視方法的多樣性，讓學生們學會挖掘自己的創新潛能，培養創新能力。如圖2所示，圖2a為學生用LED發光二極管拼接制作的滾動顯示廣告牌，圖2b為用LED點陣模塊實現的滾動顯示廣告牌。

創新激勵：在項目制作過程中，鼓勵學生自由發揮，擴展項目功能。完全模仿教師完成項目或完全拷貝網上實例完成項目，很難鍛煉學生的技術應用能力。因此，項目的選擇應結合專業領域的實際、電子技術的更新，注重啟發性和開放型。在項目制作過程中，鼓勵學生大膽聯想，廣泛吸納信息，善于進行知識遷移。比如，在智能溫控電扇項目直流電機轉速控制上，可以采用STC89C51單片機配合DAC0832實現，而有些同學則通過51單片機的學習，拓展學習增強型51單片機，利用STC12C5A60S2的PWM功能實現。

3 結束語

在單片機課程教學中，實施理實一體化教學，根據人才培養目標，對課程內容體系進行重構，將教學內容項目化，項目內容相互交叉、難度依次遞進，以學生為主體，以做促學、以用促學，鼓勵學生主動探索、主動發現，鼓勵用多種方案完成項目，讓學生在反復做項目的過程中掌握知識，學會靈活運用知識，培養學生創新能力。同時，以專業技能競賽作為學生創新能力發揮的平臺，加深與其他專業課（傳感器、電子技術、電子CAD）的橫向銜接，有利于促進學生專業知識體系的形成，使創新人才的知識結構更加合理，增強學生的核心競爭力和就業適應性，符合高職院校創新型人才的培養主旨。

2016年度河北省社會科學發展研究課題（課題編號：201603040135）

參考文獻

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