專創融合背景下單片機課程教學實踐研究

摘 "要 "專創融合是新時代的一種新型教育理念，是專業知識和創新創業的融合。通過對單片機原理與實驗課程教學現狀及教學中存在的問題等進行研究，提出單片機課程與創新創業深度融合的教學模式改革方向，制定基于單片機課程的專創融合教學實踐措施。開展單片機課程專創融合教學實踐，有助于培養學生的自主創新能力、電子產品設計能力，提高教學質量，對教學改革實踐產生深遠的影響。

關鍵詞 "專創融合；創新創業；專業教育；單片機原理與實驗課程

中圖分類號：G652 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）02-0109-04

Research on Teaching Practice of Single Chip Microcom-puter Course Under Background of Integration of Spe-cialty and Innovation//ZHOU Maoxia， BI Qingxue， FANG Jing

Abstract "The integration of specialty and innovation is a new educational idea in the new era， which is the integration of specialty knowledge and innovation. Based on the research

of the current teaching situation of the principle and experi-ment course of single-chip microcomputer and the existing problems in teaching， this paper puts forward the reform direction of the teaching mode of the deep integration of single-chip microcomputer course and innovation and entre-

preneurship， and makes the practical measures of the integra-

tion of special-creation teaching based on single-chip micro-

computer course. It is helpful to develop students’ indepen-dent innovation ability and electronic product design ability， improve teaching effect and have far-reaching influence on teaching reform.

Key words "integration of specialty and innovation; innova-

tion and entrepreneurship; professional education; principle and experiment course of single-chip microcomputer

0 "引言

專創融合是新時代的一種新型教育理念，是專業知識和創新創業的融合，要求學生在扎實學習專業知識的前提下，將創新創業與專業知識結合起來，逐步培養專業領域的創新創業能力。專創融合是經濟時代的要求，是尋求創新教育與職業教育協調發展、提高二者廣度和深度的重要途徑，這是高等教育一直努力解決的重點和難點[1]。

當今中國致力于走向引領型經濟體，傳統的粗放式經濟增長方式難以維持我國現階段的經濟發展速度和質量，各類中低端制造業向其他成本更低國轉移，舊的動能不足以滿足我國現階段的高質量發展需求。創新是引領發展的第一動力，是建立現代經濟體系的戰略支持[2]。新形勢下，社會對創新型人才的質量和數量需求有明顯提升，綜合型人才的培養離不開科技創新下的專創融合，更離不開高校教育。

目前，高校教育專創融合存在一些問題，如教師在創新創業方面經驗明顯不足、專業課程內容與創新創業結合不緊密、相關平臺建設不完善、創新創業教育體系不健全等。當前國外的創新創業教育體系已較為完善、系統，與此相關的理論體系也逐步完善。我國創新創業起步發展較晚，在借鑒國外經驗的同時，應注意從實際出發，在實踐中發展，充分發揮制度優勢，結合社會生活需要、企業單位需求，建立校企聯動機制，逐步形成一套適應我國的創新創業理論和實踐體系。

1 "單片機原理與實驗課程的特點和教學中

存在的問題

單片機原理與實驗課程是電子信息類專業學生的必修課程，理論與實踐結合是該課程的特點，實踐設計能力的培養是該課程的一個重要教學目標。

1.1 "單片機原理與實驗課程的特點

單片機原理與實驗是一門實踐性很強的課程，也是注重體現學生創新精神和創新意識、可以及時分享創新成果的一門課程。該課程是電子信息類專業必修課程，先修課程包括電路分析、模擬電路、數字電路、C語言、虛擬仿真工具軟件應用，后續課程有嵌入式系統原理、工程訓練、畢業論文。該課程在培養方案中處于承上啟下的位置，學生在工程訓練、大學生創業創新項目、學科競賽以及相關電子產品設計開發類題目的畢業論文等方面都會用到單片機的控制核心作用。學生畢業后既可以從事科學研究，也可以從事工程應用，這具有典型的電子信息類專業特點，是新工科建設的重點方向之一。該課程對應專業人才培養目標中的工程知識、問題分析、設計/開發解決方案研究、使用現代工具、項目管理畢業要求。開展專創融合課程建設，可以實現工程與社會、環境和可持續發展、個人和團隊、溝通、終身學習等畢業要求[3]。

1.2 "單片機原理與實驗課程教學存在的問題

隨著科學技術的發展，教學技術和手段也不斷改革完善。多媒體教學、網絡教學、混合式教學、翻轉課堂等教學手段在教學中的應用越來越廣泛，在一定程度上可以增強教學效果。但是，目前單片機原理與實驗課程的教學仍然存在一些問題。

1.2.1 "人才培養與社會需求脫節，學生實踐能

力不強，缺乏綜合運用知識解決復雜工程問題的能力 "一些學校單片機的實驗課部分還局限于驗證性實驗，實驗室里直接用串口線或者USB線把實驗箱與PC機相連，學生將驗證程序編譯以后直接點擊按鈕下載程序到實驗箱即可觀察結果。在這個過程中，學生不知道下載的原理是什么、通過哪些具體的電路、使用哪些具體的芯片引腳把程序下載到單片機，也不知道所驗證的實驗電路是什么，甚至因為沒有直觀的實驗電路，編寫程序時也似懂非懂，無處下手。幾次課以后，學生失去興趣，自主設計開發的能力得不到訓練。學生邁不出自主設計的第一步，更談不上進一步的創新學習，無法提高運用綜合知識解決復雜工程問題能力。

1.2.2 "教學內容更新遠遠落后于芯片技術的發展，教學和創新創業結合不緊密 "當下教學中普遍存在教材老舊、內容死板、教學內容與實際嚴重脫節等問題，許多高校單片機的教學內容還停留在基本的80C51教學，實驗器材單一且缺乏啟發性和創造性。現階段學生僅需依據一定流程，完成特定任務，流水線式的學習容易使學生陷入被動，會大大削弱學生的實踐創新能力，使其無法真正深入學習理解專業課程。教學資源和師資力量沒有融合在一起充分利用。學生操作和教師講解時使用基本型單片機的型號開發產品功能受限，而現在的芯片內部集成的功能模塊越來越多，如定時計數器數量、內部存儲單元容量、AD與DA功能模塊的增加，以及運行速度提升，都極大提升了智能化產品設計中的便利性。學生在校期間學習的理論知識無法同社會需求有機聯系起來[4]。

1.2.3 "課程教學中知識點單元連貫性不強，學生未能系統地應用單片機綜合知識設計電子產

品 "例如：在學習輸入輸出I/O口部分時，想不到單片機上的I/O與實際產品上的傳感器、按鍵、顯示等聯系；知識學習不靈活，看不到教材上的按鍵設計可能就是將來電子產品設計中的傳感器；對于教材上的顯示電路設計，只是單純地認為顯示電路設計是為了顯示某些內容，想不到這是智能產品中人機交互的途徑。

1.2.4 "新形勢下缺乏校企聯動，專創融合之路仍需探索實踐 "現階段，專創融合的建設要拋棄形式主義，總結經驗、吸取教訓，將政策落在實處。在專創融合大背景下，高校發展同樣面臨許多機遇和挑戰，越來越多的企業與高校對接，各種創新孵化產地蔚然興起。但由于專創融合現階段剛剛起步，各個方面還欠缺相關經驗，各類資源無法充分整合利用，部分高校在很多方面只有表面功夫，沒有得到實際效益。

2 "單片機課程教學模式改革與教學實踐改革措施

2.1 "單片機原理與實驗課程專創融合教學模式改革方向

專創融合是專業教育與創新創業教育的融合，細化到具體的實施就是專業課程與創新創業教育的融合，消除創新創業課程和專業課程之間的隔膜，將兩者的教學過程有機地融為一體[5]。因此，對于單片機原理與實驗教學的創新研究，要牢牢把握專創融合這個時代大背景，在解決上述問題的同時，推進教學內容和教學體系的融合，構建更全面的教學體系，加快人才培養模式的完善，從而引導學生自主搭建更為完善堅實的知識框架，讓學生理論結合實際、基礎結合創新，成為新時代綜合型高素質人才。

提升大學生的創新創業能力，深化大學生創新創業教育改革，促進大學生創新創業體系不斷完善，強調專業教育與創新創業教育融合，是大學生創新創業教育改革的一個重要方面。2015年5月，由國務院辦公廳直接印發的《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》正式提出創新創業教育發展的原則和目標，要求探索建立以社會需求為導向的學科專業結構和創新創業人才培養新機制[2]。在這樣的背景下，創新創業理念與具體的專業課程相結合構建的新的課程教學模式與實踐研究，作為專創融合教育教學改革中的基層單元，得到許多高校教師的關注。單片機原理與實驗課程是實踐應用型課程，對該課程知識點進行重構，對教學模式進行改革，能極大地提高學生的創新創業能力。

2.2 "單片機原理與實驗課程專創融合教學實踐改革

措施

學生初學單片機，一般會感覺單片機知識抽象難懂，編程無從下手，應用開發就更無從談起。這主要是因為單片機的知識復雜零亂，學生學習固化，不懂單片機的學習編程需要軟硬結合。針對具體電路的硬件編程，學生缺乏新項目案例匹配學習，缺乏工程項目實踐驅動力。傳統課堂教學專注專業知識的傳遞，導致學生對科技創新興趣不高，缺乏對課程之外知識的綜合運用。比如單片機課程要搭配傳感器的應用，需要在課程之外進行資料的收集、產品設計的借鑒。這些問題的解決需要對教學模式及教學實踐進行改革探索，制定改革措施。

2.2.1 "及時更新教材，修訂教學大綱 "在科技飛速發展的現代社會，各類社會主體尤其是高校、企業等借助于國家政策扶持，已發展出具有一定實際效益的項目方向。及時了解相關項目崗位等對于學生單片機能力的需求，制定相對合理的單片機教學大綱，及時補充更新教材內容，讓教材內容更加系統連貫、深入淺出，兼具專業性和可讀性。這就使學生不僅可以通過教材了解學習的相關基礎知識，還能夠了解單片機領域近期各類研究應用成果，以期有針對性地培養學生能力，使學生能夠獨立分析單片機運行過程中出現的各種問題且能夠自主解決問題，提高學生的就業能力。

2.2.2 "轉變課堂教學思路，增強學生主體地位 "傳統授課模式是理論課程結合實踐課程，前期教師教授理論知識，進行基礎演示后，再進行實踐課程。這樣的課堂模式在一定程度上割裂了理論和實踐，在學習完理論課程后再進行實踐課程，空間和時間上的撕裂往往導致學生前期對基礎知識的理解不深刻，對知識和操作流程遺忘率高，后期實踐過程中還要依靠教師或是教材回顧，課堂時間利用率低下。教師在此過程中承擔著課程中的主體角色，所有學生跟著教師的流程走，容易形成思維定式，實踐課程作業千篇一律，無法培養學生專業和創新相結合的能力。建議將理論課程直接融入實踐課程，實驗室同時作為理論課堂，使學生可以一邊學習理論知識，一邊探索實踐設計流程，理論結合實踐，提高課堂效率。在大學學習期間，教師在課堂上的引導作用尤為重要，課堂上著重于學生主動吸收知識，理論結合實踐，讓學生在操作中學習，自己動手解決問題，加之教師輔導，會達到事半功倍的效果。

2.2.3 "積極推進校企合作，企業教師協同授課 "專職教師有扎實的授課經驗和基礎知識功底，在經濟高速發展、社會飛快進步的當下，由于時間和精力有限，他們對于學生實際就業后的應用中會出現的一些情況以及面臨的一些問題，并不能給學生提供及時、詳盡、全面的指導。專創融合的最終出發點和落腳點是要滿足社會發展需求，對于單片機這樣應用性大于理論性的學科來講更是如此。因此，建議在企業講師和高校教師的共同指導下，培養學生在傳統知識的基礎上，結合新政策、市場與社會需求完成單片機課程的學習[6]。

一般情況下，企業和學校的合作僅僅是在最后的就業階段同學生的聯系較為密切，而在專創融合背景下，單片機開課時就引入企業中的教授型人才參與授課，可以采納企業的評定標準對學生的成果進行成績評定，或是企業評分按照一定比例納入成績評定，最后成績可以作為企業引進高校人才的標準之一。企業不僅可以提供實習崗位，還可以選出部分有能力的學生，鼓勵其參與企業項目；還可將企業內部合適的項目或基礎任務作為授課的一部分讓學生參與，既節省人力資源，又鍛煉學生能力。

2.2.4 "真實問題轉為課題，作業報告轉向產品

設計報告，創新考核制度 "采用創建單片機應用開發學習訓練工作室的方式，培養學生的產品開發設計能力，進一步加強專創融合力度。學生可選題立項，經組織專業教師論證后，獲得一定的儀器設備和電子元件使用支持，教師可以將承擔的橫向課題項目中難度適宜的部分交由學生參與研究。在學習效果驗收上，制定考核量化表，做到一步一考核，推進學生學習進度。

鼓勵學生參加“挑戰杯”、大學生電子設計競賽、智能車競賽、大學生創新創業大賽等面向大學生的科技活動，通過這些活動鍛煉學生的團隊合作能力、專業技術交流的表達能力，培養學生自主學習、認真務實的精神，增強學生團結協作、不斷創新的意識，讓學生能制訂切實可行的工作計劃，提出解決實際問題的方法，使學生具有對新知識、新技術的學習能力，通過不同途徑獲取信息的能力以及對工作結果進行評估的能力，同時鍛煉學生的全局思維與系統思維、整體思維與創新思維能力，提升決策能力，讓學生學會記錄、收集、處理、保存各類專業技術的信息資料。

3 "結束語

專創融合是新時代的一種新型教育理念，是經濟時代的發展要求。單片機原理與實驗是一門實踐性很強的課程，最能體現學生的創新精神和創新意識。這就需要教師與學生把握好學科特點，結合社會實際需求，立足專業基礎知識，靈活結合創新創業，逐步調整教學模式，研究課程特點，制定教學實踐改革措施，以期單片機原理與實驗課程的教學能契合專創融合的教育理念，增強教學效果，促進學生緊跟社會發展需要，設計出符合時代需求的電子產品，持續不斷地完善有關方面教育事業的發展。

參考文獻

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