應用型本科院校理實一體化教學實踐探索

安憲軍 董克儉

摘? 要：單片機原理與應用是應用型本科院校電子類專業開設的一門重要課程。課程內容兼具理論知識豐富和實踐性應用性強的特點，對教師設計好、組織好、完成好課程的教育教學工作提出很大挑戰。區別于傳統的教學模式，理實一體化教學模式在教學環境、師資隊伍、課程教材、考核方式和教學實施等多個環節強調“教”“做”“學”“用”有機結合，能夠實現學生理論知識學習和實踐操作同步提升。實踐表明采用理實一體化教學模式，將單片機原理與應用課程的理論教學和實踐教學有機地融合在一起，既提高學生的理論知識水平，又增強學生的實踐能力水平，對培養應用型人才具有重要的意義。

關鍵詞：應用型本科；單片機原理與應用；理實一體化；教學模式；應用型人才

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）S1-0132-04

Abstract： Principles and Applications of Microcontrollers is an important course in electronics in applied undergraduate institutions. The course requires a high level of understanding and practice of theoretical knowledge， which poses a great challenge for teachers to design， organize and complete the teaching work of the course well. Different from the traditional teaching mode， the integrated teaching mode of theory and practice focuses on the organic combination of "teaching， doing， learning and using" in the teaching environment， teaching staff， course materials， assessment methods and teaching implementation， which can achieve simultaneous improvement of students' theoretical knowledge and practical operation. Practice shows that the adoption of the integrated teaching mode of theory and practice， the organic integration of theoretical teaching and practical teaching of the course Principles and Applications of Microcontrollers， not only improves the students' theoretical knowledge， but also enhances the level of students' practical ability， which is of great significance to the cultivation of application-oriented talents.

Keywords： applied colleges and universities; Principles and Applications of Microcontrollers; integrated theory and practice; teaching mode; applied talents

隨著我國經濟步入新發展階段，經濟的發展和社會的建設亟需越來越多的具有創新創造意識、能夠進行生產操作的應用型人才。應用型本科院校作為應用型人才培養的主陣地[1]，理應緊跟時代步伐，積極主動響應國家發展需求推動教學模式改革。理實一體化教學模式將理論與實踐緊密結合在一起，是非常適合培養應用型人才的教學模式[2]。理實一體化教學模式充分發揮學生在教學過程中的主體地位，聚焦專業人才培養目標和課程教學大綱來設定教學任務、進行教學過程設計。在教學過程中強調理論和實踐的有機融合。教師作為教學過程的引導者，將理論知識學習有機滲透到實踐操作培訓中，給予學生在實踐中充分應用理論知識的機會。理實一體化教學模式既鍛煉了學生的實際動手能力，又提高了學生運用理論知識分析問題和解決問題的能力，提升教學水平和人才培養質量，提高大學生就業競爭力[3]。

一? 理實一體化教學模式的特點

理實一體化教學模式就是理論教學和實踐教學融合為一體，以學生為課程教學主體，引導和激勵學生主動獲取知識，提高能力與素養，培養能適應社會發展的高層次應用型人才。理實一體化教學模式從應用型本科人才培養角度優化課程教學環節，提高課程教學質量，提高學生獨立思考能力，鍛煉學生的動手能力，將學生培養成為符合社會需要的應用型人才[2]。

在理實一體化教學過程中，學生通過對理論知識點獨立思考，與同學共同協作對知識點進行深入探究學習來激發創新意識和學習熱情。學生是教學過程的主體[4]，教師是教學過程的引路人。教學實施過程是教師與學生之間相互配合的過程，教師授課不只是對知識的傳授，還要及時了解學生對所學知識的反饋，同時也是對學生思想、情感、態度和能力的構建過程。理實一體化教學模式體現在教學過程中教師與學生一體化、理論與實踐一體化、知識傳授和能力培養一體化。

二? 單片機原理與應用課程教學存在的問題

應用型本科院校把具有寬厚的專業理論基礎和較強的動手實操能力作為應用型本科人才培養目標，把學生培養成實踐動手能力強、專業理論素質高的應用型人才。單片機原理與應用作為應用型本科院校電子類專業開設的一門重要課程，由于受教學設施設備、教學環境、教學方法等因素的影響，致使課程教學中存在的一些問題，不利于理實一體化教學和應用型人才培養目標實施，需要改進和提高[5]。

（一）? 重理論輕實踐，理論和實踐相互脫節

單片機原理與應用課程的高效學習離不開單片機的實踐教學，學生首先必須具有足夠的理論知識基礎才能進行實踐教學，從而使單片機理論知識成為了教師的授課重點，教學過程偏向理論，理論教學學時比較多，實踐教學學時比較少，重理論輕實踐，結果是學生的理論知識基礎比較扎實，實踐能力不盡如人意，學生學到的理論知識不能充分應用到課程實踐中，知其然而不知其所以然，學生的創新能力和獨立思考能力受到了極大的限制。

單片機原理與應用課程的理論教學與實踐教學是分開進行的。首先是課程的上課地點是分開的，理論教學在學校的教室上課，實踐教學在實驗室或實訓室上課；理論教學由一位教師講授，實踐教學由另外一位教師指導，兩位教師對課程教學進行溝通和交流時需要專門約定時間、地點，實施起來不太方便。其次是在課程的教學環節上也是分開的，在學生理論知識達到一定水平后，教師才布置學生實踐項目，開始實踐教學；理論教學相對集中，實踐教學單獨進行，先理論后實踐的教學過程，客觀上導致了理論教學進度與實驗教學進度不一致，使理論和實踐相互脫節，達不到良好的教學效果。

（二）? 學生參與理論教學環節較少

在單片機原理與應用課程的理論教學課堂上，教師主要以講授理論知識為主，學生在課堂上被動地聽講接受知識。教師為了完成教學計劃安排的本節課的授課內容，讓學生參與課堂教學的機會較少，教師與學生之間缺乏良好的交流和溝通，更談不上培養學生的創新發散思維和自主學習能力，學生的學習興趣和積極性很低。

（三）? 學生實踐動手能力得不到合理鍛煉

單片機原理與應用課程通過實踐教學可以激發學生學習熱情，提高學生動手能力和創新能力，讓學生感受動手實踐所帶來的獲得感。但是，由于學生人數多，實訓設備配備少，很難做到一人一組，一般情況安排2～5人為一個實驗小組。在實驗課上動手實踐的只是少數學生，其他學生得不到很好的動手實踐。并且設備多為集成一體化平臺，更新換代周期較長，實踐項目多以驗證性為主，機械重復操作，毫無創新性和創造性。這導致學生感覺實踐環節枯燥，學生的實踐動手能力達不到有效的鍛煉。

（四）? 課程考核方式簡單

單片機原理與應用課程考核常常將理論考核與實踐考核相互分割開進行考核。理論考核的內容偏向于抽象理論知識記憶和相關計算，缺乏實際應用的內容，沒有體現理論知識對實踐的指導作用；實踐考核主要是純粹的實驗考試，沒有體現在實踐中學習理論知識的內容，很多學生即使不理解實驗原理也能“依樣畫葫蘆”完成操作，實踐性較差。沒有將理論考核與實踐考核融合在一起進行考核，達不到應有的考核效果。

三? 單片機原理與應用理實一體化教學的實踐探索

單片機原理與應用是應用型本科院校電子類專業的核心課程，對理論與實踐緊密結合要求比較迫切，非常適合將理論教學和實踐教學有機地融合為一體開展教學[6]。針對單片機原理與應用教學中存在的問題，采用理實一體化教學模式對課程教學進行了多方面深入的探索與實踐。

（一）? 理實一體化教學環境的建設

單片機原理與應用課程的理實一體化教學應該在既具有理論教學功能，還具有實踐實訓功能的教學環境中進行，為理論與實踐融合在一起提供教學環境支撐。同時還要融入相關行業企業文化，營造企業化的工作氛圍，使學生能夠具有適應相關企業行業工作環境的職業氛圍和職業崗位的能力。理實一體化教學環境中理論教學所需要的多媒體教學設施主要包括電腦、投影儀、大屏幕等多媒體設備，以便于利用多媒體技術形象直觀地進行理論知識講解和實踐操作演示。實踐教學所需的教學設備根據課程實踐教學項目的需要配備實踐實訓設備，使學生能夠很好地進行專業的實踐實訓，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。還應該配備專業的工作臺和資料柜，方便學生為實踐實訓做好準備工作和實踐實訓完成后的總結工作。還要在墻上張貼安全操作規范、安全操作流程和相關的行業企業文化內容，把理實一體化教學環境建成與企業實際生產車間一致的生產環境，為企業培養更多優秀的單片機應用技術人才，滿足理實一體化教學的要求。

（二）? 理實一體化教學師資隊伍建設

單片機原理與應用采用理實一體化教學模式開展教學工作，需要建立一支“雙師型”的教師隊伍，教師必須具備較高的理論教學能力、實踐教學能力及理論與實踐結合的能力。為建立適應理實一體化教學要求的“雙師型”師資隊伍，要求學校建立健全“雙師型”教師獎勵制度。積極開展校內的理實一體化教學教研活動，積極組織教師參加校外的理實一體化教學研討會議，通過學校的教師之間及與外校的教師之間的溝通交流學習，使教師樹立正確的理實一體化的教學理念，積極主動參加理實一體化教學實踐工作；積極組織和鼓勵教師到校內實訓基地進行理論與實踐結合能力的培訓，既要提升教師的實踐技能，又要豐富教師的理論知識；定期組織教師到校企合作企業真正參與到實際生產過程，不僅要提升教師的實踐能力水平，還要使教師掌握先進的生產技術，并運用到課程的實踐教學中。可以聘請校企合作企業中高水平的技術人員到學校任職或進行實踐教學指導，提高教師的實踐教學能力和水平，保證學校人才培養的質量。

（三）? 理實一體化課程教材的編寫

應用型本科院校電子類專業的單片機原理與應用課程的教材要滿足理實一體化教學的要求[7]。在編寫理實一體化教材時，基于哈佛大學商學院鮑德溫教授、克拉克院長的模塊化理論和多倫多大學馬琳·斯卡德瑪麗亞教授、卡爾·巴雷特教授的知識建構理論[8]，將教學內容劃分為若干教學模塊，每個教學模塊又進一步劃分為不同的教學知識點，以教學知識點為教學單元編寫教材，可以使教學內容邏輯化、簡單化；將教材選用的實際工程項目劃分為若干工程模塊，然后再將工程模塊劃分為不同的工程任務點，并使教學模塊與工程模塊、教學知識點與工程任務點建立對應關系，這樣既可以使實際項目工程實現起來簡單、方便，又很容易將教學知識點與工程任務點一一對應起來，方便將教學知識點嵌入到工程任務點中。按照理實一體化教學模式的要求，依據人才培養方案和課程教學大綱，以把學生培養成理論水平較高與實踐技能較強的應用型人才為導向，以實際工程項目為驅動[9]，以工程模塊為課程模塊，以工程任務點為課程單元進行教材的編排設計，將單片機理論知識和實際工程項目的實踐實訓內容進行整合，重新分配章節內容，將理論知識與實際工程項目有機融合在一起，使教材內容不僅有理論知識的講解，還要有相關實踐實訓的指導，滿足理論與實踐相融合的要求[10]。既注重培養學生的素質，還要培養學生的能力，使學生在學習過程中獲得提升自身能力的方法，為學生終身學習奠定良好的基礎。

理實一體化教材的內容還應根據行業企業發展趨勢和專業發展方向及時調整教材內容。通過及時調研行業的發展需求和行業人才需求，學校專業教師與行業企業的高級工程技術人員及管理人員共同商討確定學生應該學習的專業知識和掌握的專業技能，制定單片機原理與應用課程教學目標，然后根據理實一體化教學的要求，分析相關行業崗位的工作情況，確定教材模塊及模塊的重點內容和難點內容，還應將相關的工程案例放入教材中，使教材的內容豐富，有吸引力。教材的編排結構要符合由易到難、由淺入深的認知規律和理實一體化教學的要求，既要保證教材的系統性和完整性，還要方便實現理中有實、實中有理的教學過程，激發學生的學習興趣，提高教學質量[11]。

單片機原理與應用課程的理論性和實踐性比較強，并且蘊涵有豐富的課程思政元素，在教材編寫時把課程思政的內容包含進去。對于教材內容中蘊涵有課程思政元素的知識點進行標注，在知識點所在頁腳處標注出課程思政的主體內容，在知識點所在頁面的合適位置，以二維碼的形式給出課程思政的詳細講解內容，或附在教材的附錄中，方便教師教學時參考和學生提前學習。

（四）? 理實一體化教學考核評價機制建設

基于理實一體化教學模式的單片機原理與應用課程教學考核評價，以學生為主體，面向學生課程學習過程中的學習任務進行多方位、多主體的考核評價。通過將課程教學目標設置成考核表項對學生學習的達成度進行考核評價，使考核評價結果科學、公開、公平和公正，有助于提高學生學習的興趣和積極性[12]。

基于理實一體化教學模式的單片機原理與應用課程考核評價，面向學生的課程學習過程，采用多元化的考核內容和多元化的考核主體結合在一起的多元化的考核評價體系。

首先是考核內容的多元化。理論考核結合課程教學目標中既定的知識目標，針對教師在課程教學過程中安排的考核項目進行考核評價，主要考核內容包括課堂考勤、課堂提問、課堂互動、課堂測驗、章節測驗、課后作業、論文作業、課后拓展任務、階段測試和結課考試等考核評價項目。把這些考核評價項目的具體要求與考核指標推送到在線教學平臺上，并設置每項考核評價項目的分值和權重，由在線教學平臺自動完成考核工作，做到了考核的公開、公平、公正。實踐考核主要通過學生在實際工程項目實踐中發現問題、分析問題、解決問題的能力水平是否達到了課程既定的技能目標進行考核評價[13]。素質考核通過學生在教學過程中表現出的認知能力、情感態度、協作意識、溝通能力和價值觀等方面是否達到課程既定的素質培養目標的要求進行考核評價。

其次是考核主體的多元化。將參加單片機原理與應用課程教學過程的人員設置成為考核評價的主體，考核主體多元化主要包括學生自評、學生互評、小組自評、小組互評、學校教師評價、企業兼職教師評價和教學督導評價等方面。考核評價主體的多元化使得考核評價的結果更科學、更客觀，更能夠真實反映學生的學習成果和教師的教學質量。

（五）? 理實一體化教學過程實施

在單片機原理與應用理實一體化教學課堂上，將學生分成若干學習小組，以學習小組為單位開展理實一體化教學[14-15]。教師一邊講授理論知識一邊動手進行實踐操作，學生一邊動手實踐操作教師針對講授的理論知識而設置的實際工程項目，一邊學習理論知識，實施學生的做中學為主，教師的教中做為輔。通過學習小組內同學之間及組與組之間的相互討論、交流，學生在討論交流中學到知識和技能，同時還給學生創設獨立思考問題和獨立解決問題的自由氛圍，培養學生在做中學的過程中，以學習小組團隊協作的方式發現問題、分析問題、解決問題，在解決問題后就會使學生獲得學習的成就感。通過讓學生對學習的課程內容展開自由、深入的討論，在討論中激發學生的學習興趣和熱情，調動學生學習的主動性，使學生真正成為教學課堂的主人，實現“真教、真做、真學、真用”的教學效果，將理論教學和實踐教學真正地融合在了一起，做到理中有實、實中有理的教學過程，還可以及時解決學生在學習中出現的各種問題，提高學生的學習效率。課后通過增加拓展項目任務使學生自覺開展一些創新性的實踐操作，提高學生的創新意識和創新能力，為學生參加“互聯網+”大學生創新創業大賽和畢業后自主創業奠定扎實的實踐基礎。

在單片機原理與應用理實一體化教學課堂上，堅持“立德樹人”育人宗旨，把教材中所蘊涵的社會主義核心價值觀、大國工匠精神、勞動精神和勞模精神等思政教育的內容有機融入到理實一體化的教學課堂，實現價值引領、能力培養、知識傳授的一體化，把學生培養成社會主義現代化強國建設所需要的德、智、體、美、勞全面發展的高素質的應用型人才。

四? 結束語

在理實一體化教學模式中，始終堅持以學生為主體的原則[4]，教師在教學過程中引導學生主動學習并獨立思考問題，在學習過程中注重培養學生的團隊協作意識和交流溝通能力。考核方式以過程性考核為主導，重點考察和評價學生的學習理論知識及學生運用理論知識在實際工程項目中解決實際問題的能力，真正做到“教、學、做，用”四位一體，更加精準化定位授課內容，實現以學生為中心，使學生成為課堂的主人，提高學生學習的主動性和積極性。理實一體化教學模式能夠更好滿足新時期應用型本科院校將學生培養成應用型人才的培養目標和要求，推動應用型本科教學的高質量發展。

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