過程性考核在《單片機原理與接口技術》教學中的實踐應用

唐江波

摘要：應用型本科院校培養的是高素質的技術應用型本科人才。創新能力是一個國家的所有競爭力的核心，電子信息類專業的學生應具有較強的實踐能力和創新意識。《單片機原理與接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程。為了加快實施“新工科”背景下的人才培養目標，該文從《單片機原理與接口技術》在教學過程中存在的常見問題入手，探討了如何將理論教學和實踐教學有效結合，提出了提高實驗環節的課時占比，同時改革考核評價體系，將過程性考核融于《單片機原理與接口技術》的考核評價體系，建立以體現實際應用能力和創新能力為核心的課程考核評價標準，從而激發學生學習的興趣性和主動性，促進課程的教學改革。

關鍵詞：單片機原理與接口技術;評價體系;考核

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）34-0265-03

應用型本科院校，是指以應用技術類型為辦學定位的本科院校，培養的是高素質技術應用型本科人才。應用型人才的特點就是技術應用能力較強。增強技術應用能力必須通過實踐教學加以提升。實踐教學既可以促進學生融會貫通理論知識，又可以培養學生動手能力、解決問題能力和創新能力。《單片機原理與接口技術》課程是通信工程、電子信息工程等專業的專業基礎課，也是一門理論性和實踐性都很強的課程。通過學習，學生要掌握單片機的硬件結構、工作原理、編程語言和接口擴展等諸多知識點。所學知識既是后續綜合實驗設計、畢業設計的基礎，也是參加機器人大賽、全國電子設計大賽、電子學科競賽等賽事的基礎。學生通過單片機的系統開發、應用設計等反復的實踐操作積累經驗，逐步熟悉單片機的軟、硬件開發環境，解決實際工程問題，達到在學習過程中提升工程應用能力、創新思維和創新能力的目的。

基于工程應用型人才的培養目標，《單片機原理與接口技術》課程必須理論與實踐相結合。通過引入企業項目案例，實施項目化、任務驅動式教學可以有效提升學生的工程應用能力。為了更好地評價學生在項目實施中發揮的作用，必須注重過程評價。傳統的考核評價體系忽視了過程學習，重視考試成績。針對這一特點，根據《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見（教高〔2019〕6 號）》文件精神和國務院2020年10印發的《深化新時代教育評價改革總體方案》的文件精神，對傳統的終結性考核評價方法進行了改革。在《單片機原理與接口技術》的教學實踐中探索能充分調動學生學習積極性的考核評價方法，突出了知識應用能力與實踐能力的考核，重視實踐過程的考核，形成了一套完善的過程評價考核體系，并以量表的形式呈現。

1 《單片機原理與接口技術》課程教學中存在的普遍問題

《單片機原理與接口技術》課程經過幾十年的教學，積累了很多寶貴的教學經驗。隨著社會進步和科技發展，以及知識獲取渠道的變化，人才需求有了很大改變，原有經驗已經不能滿足新形勢的需求，原有的實驗設備也更新換代，教學方式方法也發生了很大變化，導致《單片機原理與接口技術》課程教學中存在諸多需要解決的問題。

1.1 實踐課時偏少

《單片機原理與接口技術》課程總課時一般設置為48學時，其中36學時為理論課時，12學時為實踐課時。很多高校的課程實驗是在實驗箱上進行模塊連線，下載程序，驗證現象等。學生做完就走，缺乏利用面包板或者PCB板進行設計開發、安裝調試和功能實現等，從而造成學生學習興趣不濃，分層次教學無法實現等現象。

1.2 考核形式單一

大多數高校的《單片機原理與接口技術》課程通常采用平時成績+期中考試成績+期末考試卷面成績相結合的終結性評價方式，且期末考試成績占總成績60%以上，以此評價學生的學習效果。這種固化的單一評價方式降低了動手能力強學生的學習積極性和創造性，扼殺了學生的創新能力，培養出來的學生缺乏工程實踐能力。

2 《單片機原理與接口技術》課程教學改革

伴隨著電子信息技術的發展，社會對電子信息技術人才的需求發生了變化。2017年2月18日、4月8日和6月9日，教育部分別在復旦大學召開高等工程教育發展戰略研討會（“復旦共識”）、在天津大學召開新工科建設研討會（“天大行動”）和在北京召開新工科研究工作會議（“北京指南”），探索新工科建設發展的目標和路線。新工科建設對人才培養提出了新的要求，《單片機原理與接口技術》課程教學必須要適應新工科建設要求，完成從單純培養扎實的理論功底到向培養工程技術能力、知識思維能力以及創新能力的轉變，培養具有“引領發展”“跨界融合”“工程實踐”“國際視野”的工程科技工作者。

3 《單片機原理與接口技術》課程教學的改革措施

3.1 將《單片機原理與接口技術》課程融入實踐教學體系

《單片機原理與接口技術》課程的傳統教學，實驗相互獨立，缺乏層次性、探究性。學生在學習結束后，總是感覺所學知識點存在有孤島效應，缺乏系統性、聯系性，學生很難掌握全面的單片機應用系統設計流程。因此，我們嘗試把諸多課程與整個實踐教學體系相融合，構建一個系列化、系統化的實踐教學體系。即通過一個具體的工程項目實施，在每個環節實現不同的培養目標。譬如：《C語言程序設計》課程主要是培養學生掌握結構化的編程思想，使學生掌握程序設計、解決工程問題的能力;《電子工藝實習》課程側重培養學生識別與采購電子元器件的能力，以及電路焊接的基本技能; 《電子電路CAD設計》課程培養學生掌握電路原理圖的繪制，以及電路板制版等技能; 《單片機原理與接口技術》課程培養學生掌握單片機的構成原理和外圍接口部分以及程序開發的技能; 《單片機技能訓練學期項目》課程則是完成一個具體的單片機應用系統的總體設計。按照這種課程改革思路，大學生將經歷一個實用電子產品從設計制作到調試完成的完整實踐過程。

3.2 采用線上線下混合式教學方法，減少理論課時

2018年在成都召開的新時代全國高等學校本科教育工作會議（“成都宣言”）上提出 “變軌超車”、深入推進“互聯網+高等教育”的提議后，網絡平臺上與單片機相關的學習資源逐漸豐富，且形式多樣、形象具體。為此，嘗試合理減少課堂理論教學課時，適當融入網上教學，并加大實踐教學課時。使得單片機理論知識的獲取變為三個渠道：課堂傳授、線上自主學習和實踐應用中的融會貫通。理論知識依然是單片機課程評價以及學生必須掌握的核心。在知識評價過程中，應該注意知識與能力評價的有機結合，考核理論知識也可以在具體應用效果中完成。

采用線上線下混合式教學形式，通過網絡學習平臺推送給相關知識點的學習資料，保障學生可以做到課前預習、課中探究和課后復習與拓展。在課堂上進行理論講授時，可以應用Proteus軟件進行模擬仿真演示，并呈現實驗結果，將抽象的理論用直觀的形式呈現給學生。將授課地點放在實驗室，利用面包板或者PCB板，根據要實現的功能，自行設計、安裝并調試電路。在實驗教學中，教師既有講解，也有現場引導和指導;學生既有現場操作，也有自主學習與探究。學生有問題，教師現場解答，留給學生更多的自我學習、自我發揮的時間和空間。“互聯網+”的教學形式，使得學生的學習時間不僅僅在課堂，還可以利用課余時間的學習與實踐。課前網上自主學習、課中小組網上協同探究、課后網上協同開拓創新，這種三段式教學已經成為一種新的教學模式。為學生開放實驗室，讓學生在課余時間走進實驗室，自己摸索、自己動手，在實踐中積累經驗，提升工程實踐能力和創新能力。

3.3 改革考核評價體系，將過程性考核與終結性考核有機結合

每個學生的學習習慣、學習態度一般都不一樣。單一的終結性評價體系不利于鑒別學生的成長，也不利于鼓勵學生發揮自身特長。鑒于《單片機原理與接口技術》課程教學目標由 “知識培養”向 “知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”的三維方向轉變，其評價內容也必須轉向三維。傳統的《單片機原理與接口技術》課程評價欠缺對學生的價值觀與情感態度、所學知識的應用能力的關注。對情感態度和價值觀的強調，突出了以學生發展為本的思想，突出了課程思政的融入，更有利于學生的全面發展，是“立德樹人”的體現。

評價完成并非意味著結束。通常還要指明改進的方向，完成相應的整改。事實證明，通過對態度和價值觀評價，能使學生的綜合素質得到提高，使該課程學習效果得到優化，個別學生的性格弱點與不良習慣得到有效的矯正。因此，基于過程的考核更能激發學生學習的動力，考核形式應該多樣化、評價標準也要多樣化。

3.3.1 將過程性考核與結果性考核有機結合

教學改革后的課程考核重過程、看能力，弱化了理論知識考核的占比，注重了實踐應用過程的考核。課程成績分布為：線上學習考核（20%）+實踐應用能力考核（30%）+平時表現考核（20%）+期中期末理論考核（30%）。基于過程性考核的課程考核體系各模塊的關系如圖1所示，其量化一覽表如表1所示。

三段式教學模式，要求教師線上推送課前預習、課后復習與拓展的學習資料，學生在課前、課后有沒有認真學習，不僅會影響期末的理論考核成績，也會影響平時的實踐環節，關系到課堂教學與實驗訓練能否順利進行。

實踐應用能力考核包括兩部分：實驗環節和綜合應用能力，各占總成績的15%。實驗環節通常是考核學生實驗中的規范表現和完成實驗報告情況。綜合應用能力考核，學生自由組合2人一組，在教師設定的范圍內，學生小組選擇感興趣的課題，并實現該課題的基本功能。實現了課題功能，就可以得到相應的成績。設置2人一組，一是要學生懂得如何與他人相處;二是要學生明白每個人的能力都是有限的，要學會分工配合。實踐環節作為學習驅動器，各環節緊密相扣，能很好地促進教學，提高教學效果。學生是學習的主體，通過基于過程性考核體系來積極引導學生自我管理、主動學習，激發求知欲望，提高學習效率，提升自主學習能力。

3.3.2 將單一評價方式轉換為多元評價方式

終結性評價大多是單元的，且以“教師主導型”的考核，對學生的評價考核學生沒有發言權，削弱了學生的自主性和創造性。在多元評價中，學生自評、小組互評由學生自主完成。同時，評價環節也是學生實踐和體驗學習的過程，是將知識轉化為能力的過程，也是體驗和實踐公平公正職業操守的過程。因此，在以學生為中心教育理念指導下，應采用多元評價方式。譬如教師評價、學生自評、小組互評等，讓學生參與進來，調動學生學習的積極性。《單片機原理與接口技術》教學考核評價表如表2所示。由表中教師評價、小組評價、自我評價三者加權，得到的成績，作為學生的最終考核成績。其中，表1的課程考核評價標準的總成績乘以70%的值即為表2的教師評價結果。

4 結束語

為了提高《單片機原理與接口技術》課程的教學效果，培養社會需要的實踐動手能力強、富有創新精神的應用型人才，必須從以教師的“教”為主轉向以學生的“學”為主。在《單片機原理與接口技術》課程的考核評價體系改革中，通過增加對課程實踐環節的考核，關注學生將理論知識真正融入實踐中去，提升了學生的工程實踐能力和創新能力;通過實踐基于“互聯網+”的課前、課中、課后三段式教學全過程的教學考核，實施線上自主學習、小組探究、協同開拓的全過程跟蹤，使得考核評價更加科學;通過多元評價，充分發揮學生參與評價的主體作用，促進學生更多地參與教學過程。科學的考核評價體系才能出較為合理的考核評價結果。在教學實踐中， 我們感覺到《單片機原理與接口技術》課程的教學方法和考核評價體系的改革對任課教師提出了更高的要求。由于在考核評價過程中會出現很多突發狀況， 這就需要教師創新思維、快速反應、及時應變來解決。此外， 在考核評價過程中出現的形形色色的結果和答案， 也需要教師快速做出正確的分析和判斷， 從而使學生得到公平公正的考核評價結果。所有的這些都要求教師對課程內容的掌握必須有更高的起點， 靈活運用知識的能力必須進一步提高， 快速的應變能力和反應能力也要加強， 備課要求更加深入。

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【通聯編輯：李雅琪】