基于課賽融合的單片機課程改革的研究

麻名蕊 劉 偉

（青島工學院，山東 青島 266300）

0 引言

新時代智能技術的興起與發展，不僅給大多數行業帶來了機遇和挑戰，也使人們對嵌入式系統應用有了新的認識。嵌入式行業的發展帶動了企業對人才的需求，但從用人單位的角度來看，要求嵌入式人才具有一定的實戰經驗以及創新能力。高校的學科競賽不僅是培養創新應用型人才的重要手段，也是用人單位篩選人才的重要標準[1]。推進課賽融合的教學改革，有益于為社會和行業輸送具有創新能力和實踐能力的人才。

1 課賽融合對單片機課程改革的影響

單片機原理及應用是嵌入式方向的專業核心課程，特點是軟硬件綜合性強、難度較高，在教學過程中要保證學生充分掌握基本的工作原理，重點關注學生單片機實際應用水平的提高[2]。對于單片機原理及應用課程，將學科競賽融入課程當中，以賽促學，以賽促教，課賽融合，能夠產生的積極影響如下。

1.1 課賽融合教學模式使教師與時俱進

學科競賽其中的一個目的就是服務產業，所以競賽會根據產業的人才需求，結合學科規律進行對學生考核，教師在日常的教學工作中滲透學科競賽的內容，有益于與產業需求和前沿的技術保持同步。同時，課賽融合要求教師具有一定的知識面和豐富的實踐經驗，有助于促進教師不斷探索新知識，提升教學業務水平及能力。

1.2 課賽融合有助于提高學生科創能力

課賽融合可以將理論和實踐相統一，學生可以有效地將所學的知識運用到實踐中，可以加快對知識的理解，打好科創的堅實基礎[3]。通過參加學科競賽有挑戰性的項目，促進學生獨立思考，激發探索熱情，提高科創能力。

2 基于課賽融合的單片機課程改革與實施

2.1 編寫融合專業學科競賽的教材

為了更好地實施課賽融合的教學模式，編寫融合專業學科競賽元素，適合初學者的教材，該自編教材應具有如下特點：

（1）根據競賽需要，將主要內容由經典的MSC-51單片機更新為增強型51單片機IAP15F2K61S2，該單片機兼容了經典MSC-51單片機的全部功能，與51系列單片機的結構、原理、軟件編程技術保持一致，還增加了豐富的主流外設資源，更易于學生無縫銜接科創活動或是學科競賽。

（2）在教材中增加學科競賽常用模塊，如時鐘模塊，存儲器模塊，頻率測量模塊，溫濕度、超聲波傳感器模塊等。自編教材的結構采用分層設計，將融合競賽試題的綜合應用設計作為提高階段，方便在教學過程中階段教學的實施。

2.2 課賽融合在教學過程中的實施

2.2.1 網絡教學平臺的建設

網絡教學平臺主要從課前、課中以及課后三個教學環節進行課賽融合。在課前，利用學習通等線上網絡平臺，為學生制作課前的導學視頻，如跟本節課知識點相關的比賽作品、工程項目的展示，本節課重點難點的知識講解等。制作視頻時要注意時長和數量，不宜過多。通過課前的線上導學，學生對知識點的學習和應用更加明確，有利于在課堂上對教師所講授內容進行深層理解。課堂教學中，通過發布在網絡平臺準備的測試題目，一方面可以活躍課堂氣氛，另一方面可以有效地掌握學生學習效果，實時調整授課節奏。測試題目可以選用與本知識點相關的競賽原題，例如藍橋杯電子類競賽的客觀題部分，客觀題具有易評分的特點，能夠利用課堂較少的時間，獲取學生對知識點的掌握情況，加深學生對知識點的理解。將教學知識點與競賽有效關聯，揭開了競賽的神秘面紗，讓更多的學生了解并能夠參與到專業學科競賽中去。在課后，通過網絡平臺發布課后討論，使學生能夠更好地梳理課上所學習的內容，通過布置進階任務和創新任務，使學生養成舉一反三的學習習慣。

2.2.2 基于課賽融合的項目驅動法實施

傳統的單片機原理及應用的教學授課是以教材為依托，先介紹單片機的基礎知識，而后再進行單片機的應用和實踐。不少同學因為前期章節原理性強，編程語言學習枯燥，學得不好，而失去了對單片機學習的興趣。以項目驅動的方式，讓學生在學習和實踐的過程中，通過完成一個個項目，提升成就感，增強學生學習單片機的內驅力。

項目的選題可以參考學科競賽或實際的工程項目，前期切不可完全照搬競賽試題，可以賽題為背景，選擇其中幾個功能，或是刪除某些功能模塊，根據教學內容對題目進行改造，使之與學生當前能力水平相匹配，又適合帶入單片機原理及應用新的知識點。例如，藍橋杯的第九屆預賽試題是彩燈控制器，將其修改并設置為單片機教學過程中的驅動項目，隱含的教學內容有單片機硬件結構、引腳功能、并行IO端口、以及單片機的程序結構與設計等。第八屆預賽試題為電子鐘，隱含的教學內容有數碼管的顯示驅動、單片機的中斷概念以及定時器中斷等。每一個項目都應包含所學習過的知識和未學習的新知識，學生首先要思考如何完成這個項目要求，分析有哪些是可以順利完成的部分，以及會遇到哪些無法解決的問題，這些也正是所要學習和探索的新知識。項目驅動的教學方式，通過項目的完成結果檢驗和學習內容總結，使學生主動構建知識對象。如此教材成了學生構建知識的參考而非所傳授的內容。

2.2.3 基于課賽融合的翻轉課堂

在每次實踐課程中，采用翻轉課堂教學方式。翻轉課堂模擬大賽的形式，布置一個具有實用性的項目設計任務，將學生劃分成不同的組別，在固定的時間內完成設計任務，并能夠對設計作品進行演講和展示，最終由教師進行點評，項目成績由學生互評和教師評價共同計算，為保證有效的學生互評成績，教師應制定詳細的評分標準。在執行過程中，每個項目都將對學生重新分組，促進班級內不同層次的學生進行互助和交流，有益于建設良好的學習風氣。

3 多?？荚u機制的建立

采用多模考評的機制，除了理論基礎的考核以外，還可增加過程性考核、實踐性考核以及課外實踐加分等，綜合量化為最終的課程成績。過程性考核主要分為線上學習以及活動的數據，平時通過網絡平臺布置的測試、討論以及作業，平時實踐課程分組項目的互評成績等。實踐性考核采用了分段式的考核方式，根據不同學生不同的能力水平，進行分段式考核，學生自主選擇不同段位的實踐題目，避免了設定難度大眾化，對于學習情況較好的同學沒有挑戰性，設定題目難度較大，較弱的同學無從下手，不能真實地展現自己的能力水平。分段式考核應至少設置三個以上的段位，針對每個段位設置不同的基礎分數，具體實施時仍采用競賽的形式，教師應調動學生選擇對自己有挑戰度、發揮空間更大的難度段位進行考核。課外實踐加分項包含了學生參加與單片機微控制器相關的學科競賽，或者利用單片機技術申請或完成的學生項目，加分不在于是否獲獎或名次，重點關注參與的過程和體驗度，是否將單片機技術融入工程應用當中。

4 結語

基于課賽融合的單片機課程改革遵循了教師主導、學生主體的教學宗旨，結合了單片機課程特色，以培養具有創新意識的應用型人才為目標，扎實了學生的理論知識，提高了學生的綜合實踐能力。同時，對學生學習的能動性以及科創能力的提升都有所促進。