高職《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課證融通教學(xué)研究

摘 要：1+X證書(shū)制度是我國(guó)進(jìn)行職業(yè)教育三教改革的一項(xiàng)重要舉措，體現(xiàn)了職業(yè)教育的類(lèi)型特征，推動(dòng)了產(chǎn)教融合，提高了學(xué)生職業(yè)技能。在“1+X”證書(shū)制度全面實(shí)施背景下，本文從重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、建設(shè)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)環(huán)境三個(gè)方面，探討在“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程中融入《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》考核內(nèi)容的若干實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：1+X證書(shū)制度；課證融通；單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-9052（2024）08-0182-03

作者簡(jiǎn)介：濮方文（1983.05— ），男，漢族，江蘇省南京人，碩士研究生，講師，研究方向：職業(yè)教育；

馮滿堂（1980.05— ），男，漢族，江蘇省南京人，碩士研究生，講師，研究方向：職業(yè)教育；

熊 偉（1974.03— ），男，漢族 ，江蘇省南京人，碩士研究生，高級(jí)講師，研究方向：職業(yè)教育。

基金項(xiàng)目：江蘇省職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會(huì)2023-2024年度江蘇職業(yè)教育研究立項(xiàng)課題：1+X證書(shū)制度下五年制高職“課證融通”專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建的實(shí)踐研究——以移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例（項(xiàng)目編號(hào)： XHYBLX2023223）；

江蘇省職業(yè)教育教學(xué)改革研究課題1+X證書(shū)制度下五年制高職課證融通人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐——以移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例（項(xiàng)目編號(hào)：ZYB121）。

引言

2019 年，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中明確提出：要深化復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)模式改革，在職業(yè)院校、應(yīng)用型本科高校啟動(dòng)“學(xué)歷證書(shū)+若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)”制度試點(diǎn)（以下稱(chēng)1+X證書(shū)制度試點(diǎn)）工作。1+X證書(shū)制度有助于提高職業(yè)教育質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了學(xué)歷證書(shū)與職業(yè)資格證書(shū)的有機(jī)銜接。高職移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，其核心課程單片機(jī)類(lèi)教學(xué)應(yīng)與“1”和“X”的有機(jī)銜接，以培養(yǎng)具備理論、實(shí)踐和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才。這對(duì)提升專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵、教育質(zhì)量及學(xué)生就業(yè)能力都具有深遠(yuǎn)的影響和重要的意義。

一、“1+X”證書(shū)的實(shí)踐價(jià)值與要求

“1+X”證書(shū)制度是教育部等四部委于2019年提出的一項(xiàng)重大制度創(chuàng)新，其中的“1”是學(xué)歷證書(shū)，全面體現(xiàn)了學(xué)校教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量，是學(xué)生應(yīng)獲得基礎(chǔ)證書(shū)，具有主體性；“X”是若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)，主要是為了強(qiáng)化新技術(shù)新技能、補(bǔ)充或拓展問(wèn)題，具有一定的針對(duì)性和先進(jìn)性。

從人才培養(yǎng)的角度看，“1+X”共同構(gòu)成完整的教育目標(biāo)，兩者作用互補(bǔ)、不可分離［1］。從實(shí)踐價(jià)值上看，X證書(shū)反映個(gè)人職業(yè)生涯發(fā)展所需要的綜合能力、有利于個(gè)人職業(yè)技能水平認(rèn)知和職業(yè)規(guī)劃，為用人單位選人用人提供參考標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)“1+X”證書(shū)制度的要求，學(xué)校應(yīng)當(dāng)主動(dòng)與企業(yè)建立合作關(guān)系，共同建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地，積極推進(jìn)課證融通，開(kāi)發(fā)虛擬仿真教學(xué)資源，這樣學(xué)生就可以在貼近真實(shí)的職業(yè)環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)。

二、《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》考點(diǎn)分析

高職移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教育目標(biāo)在于塑造學(xué)生成為具備高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才，能夠投身于移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用系統(tǒng)的集成實(shí)施、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)及其它相關(guān)領(lǐng)域的作業(yè)。

在智能化、智慧化的時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品的影響無(wú)處不在；而單片機(jī)是移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品的技術(shù)核心和基石，單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用也無(wú)處不在。社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、單片機(jī)（嵌入式）人才的需求非常大，且供不應(yīng)求。

學(xué)校在經(jīng)過(guò)調(diào)研后，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求，嘗試將《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》的相關(guān)考核要求與課堂教學(xué)相融合，該證書(shū)以單片機(jī)（微控制器）應(yīng)用技術(shù)為核心、側(cè)重考核單片機(jī)（微控制器）在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用。其中中級(jí)要求學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)基本概念和架構(gòu)、C語(yǔ)言的基本知識(shí)，能基于8位8051單片機(jī)進(jìn)行嵌入式程序開(kāi)發(fā)，能完成設(shè)計(jì)和調(diào)試硬件電路，能編寫(xiě)無(wú)線通信模塊控制程序。

三、“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”是移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)等高職電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程。隨著“1+X”證書(shū)制度深入推進(jìn)，原來(lái)的課程教學(xué)不能滿足社會(huì)的需求。

（一） 課程標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不符

課程主要通常由教育部門(mén)或?qū)W校等教育機(jī)構(gòu)制定，主要涉及學(xué)科知識(shí)、學(xué)術(shù)能力和學(xué)習(xí)方法等方面的內(nèi)容。用于指導(dǎo)學(xué)校和教師進(jìn)行教學(xué)，確保學(xué)生達(dá)到一定的學(xué)術(shù)水平和能力。

職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)由評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)等職業(yè)領(lǐng)域的主體制定，主要針對(duì)職業(yè)技能培訓(xùn)和評(píng)價(jià)，是對(duì)某個(gè)職業(yè)領(lǐng)域所需技能的詳細(xì)描述。包括了各個(gè)職業(yè)等級(jí)的技能要求、工作職責(zé)、能力指標(biāo)等。

教育的課證融通，是指實(shí)現(xiàn)特色課程、專(zhuān)業(yè)技能證書(shū)的相互融通［2］。而大部分高職《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中只要求完成8051單片機(jī)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)，證書(shū)當(dāng)中的新工藝、新技能并沒(méi)有在課堂教學(xué)中體現(xiàn)。例如沒(méi)有涉及物聯(lián)網(wǎng)基本概念和架構(gòu)、無(wú)線通信模塊應(yīng)用編程，很多內(nèi)容僅停留在原理講解和簡(jiǎn)單的功能實(shí)現(xiàn)，并沒(méi)有體現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的應(yīng)用。

（二）學(xué)生普遍學(xué)習(xí)欲望不強(qiáng)

高職學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)薄弱，對(duì)課堂教學(xué)提不起興趣，還有一些學(xué)生對(duì)行業(yè)不感興趣，思考畢業(yè)后也不會(huì)從事相關(guān)工作，認(rèn)為學(xué)了等于白學(xué)。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為課程太難，有些人一開(kāi)始想學(xué)，然而由于基礎(chǔ)薄弱和課程的專(zhuān)業(yè)門(mén)檻高，學(xué)到后面，感覺(jué)難學(xué)，無(wú)法堅(jiān)持下去。

（三）教師能力與X證書(shū)的實(shí)踐能力要求存在差距

由于單片機(jī)技術(shù)的新技術(shù)、新工藝迭代速度快。從事該課程教學(xué)的教師進(jìn)入教學(xué)崗位后缺乏企業(yè)真實(shí)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。雖然專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，但對(duì)于層出不窮的新型單片機(jī)、新型開(kāi)發(fā)工具、新型的移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品中的單片機(jī)控制方法、外圍電路工作原理知之甚少。其知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐能力無(wú)法滿足《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》證書(shū)考核的需求。

四、“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程與《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》證書(shū)融通的實(shí)踐

（一）課證融通的理論依據(jù)和常見(jiàn)方法

能力本位教育（Competency-Based Education， CBE）強(qiáng)調(diào)以職業(yè)工作崗位的需求為核心，構(gòu)建課程與教學(xué)內(nèi)容［3］。這種教育模式注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力，而不是單純地灌輸理論知識(shí)。

目前基于專(zhuān)業(yè)課程體系的四種課證融通方法為：融入法、接口法、單列法、混搭法［4］。

項(xiàng)目教學(xué)法要求學(xué)生在實(shí)際工作場(chǎng)景中通過(guò)完成具體項(xiàng)目來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)和技能，是一種以實(shí)際項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)模式。項(xiàng)目教學(xué)法注重學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中深入理解和掌握知識(shí)。

課證融通要求學(xué)生的學(xué)習(xí)成果具有實(shí)用性和針對(duì)性，學(xué)習(xí)內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符合。學(xué)生在完成學(xué)業(yè)的同時(shí)，能夠獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書(shū)，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

二者都強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的培養(yǎng)，都要求學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作相結(jié)合，都強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行有效的評(píng)估與反饋，以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（二）重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程與X證書(shū)考核要求的有機(jī)融合

筆者將《物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)（中級(jí)）》的考核內(nèi)容融入專(zhuān)業(yè)課程。如將物聯(lián)網(wǎng)感知層應(yīng)用作為實(shí)踐模塊加入“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)”課程，并在“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”中強(qiáng)調(diào)嵌入式開(kāi)發(fā)相關(guān)知識(shí)。對(duì)“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程進(jìn)行更新，減少傳統(tǒng)內(nèi)容，增加傳感器等新技術(shù)。教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)基于真實(shí)工程，并根據(jù)學(xué)生情況進(jìn)行調(diào)整，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)單元，以促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移和核心素養(yǎng)提升。由于證書(shū)考核與課程標(biāo)準(zhǔn)存在差異，需適當(dāng)調(diào)整考核要求以適應(yīng)教學(xué)實(shí)踐。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)生生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)差異較大，無(wú)法引起學(xué)生的興趣。為此教師要合理設(shè)置教學(xué)情境，通過(guò)教學(xué)情境將知識(shí)、技能和素養(yǎng)連接起來(lái)［5］。設(shè)置教學(xué)情境時(shí)首先要分析學(xué)生未來(lái)的工作崗位、觀察員工的工作過(guò)程，總結(jié)出其中典型的項(xiàng)目任務(wù)，并綜合考慮學(xué)生的已有知識(shí)的掌握情況與認(rèn)知規(guī)律。在多次校企共同研討的基礎(chǔ)上，為以相關(guān)工作過(guò)程導(dǎo)向，將一個(gè)具體的項(xiàng)目拆分成若干子任務(wù)，并將其構(gòu)建為任務(wù)群。學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)群，在整合相關(guān)知識(shí)的同時(shí)形成解決問(wèn)題的能力，提升相應(yīng)職業(yè)能力并積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。

為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)更貼近未來(lái)的崗位，課程模仿一線企業(yè)工程師的成長(zhǎng)過(guò)程，全程采用項(xiàng)目化教學(xué)，考慮到學(xué)生可能遺忘C語(yǔ)言的知識(shí)的實(shí)際，將C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)和典型單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)要求融入實(shí)踐項(xiàng)目中。課程一共設(shè)計(jì)了11個(gè)完整、獨(dú)立、難度漸進(jìn)的單片機(jī)項(xiàng)目，學(xué)生從簡(jiǎn)單的項(xiàng)目開(kāi)始，逐步深入，最后掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的能力和知識(shí)。

在每一個(gè)項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，任務(wù)難度循序增加。例如在項(xiàng)目九教學(xué)時(shí)依次設(shè)置使用串口接收發(fā)送數(shù)據(jù)、使用串口發(fā)送按鍵的值、根據(jù)串口收到的值控制單片機(jī)LED狀態(tài)指示燈三個(gè)任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)使用串口控制LED的項(xiàng)目目標(biāo)。

在具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，要將上述崗位所需的技能逐一分解到每個(gè)項(xiàng)目中落實(shí)。例如項(xiàng)目一至六的教學(xué)側(cè)重于應(yīng)用C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)單片機(jī)的程序，項(xiàng)目七至十的教學(xué)則單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，來(lái)自企業(yè)典型產(chǎn)品則側(cè)重使用測(cè)試工具進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，記錄并報(bào)告測(cè)試結(jié)果，修復(fù)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，確保產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行。在所有的項(xiàng)目中均要求學(xué)生描述硬件和軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)用戶手冊(cè)，提供給客戶如何使用和維護(hù)產(chǎn)品的指導(dǎo)，編寫(xiě)技術(shù)報(bào)告，總結(jié)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程和遇到的問(wèn)題。從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與X證書(shū)的要求的密切結(jié)合。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方法，提高課程融通的層次

為了提高課證融通的層次和及時(shí)給學(xué)生支持，在項(xiàng)目教學(xué)中可以采取以下策略：

首先，教學(xué)要貼近學(xué)生的生活，充滿趣味性和互動(dòng)性，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者建設(shè)了精品課程網(wǎng)站，該網(wǎng)站聚合了來(lái)自B站、抖音等平臺(tái)的典型移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品的功能分析的視頻資源，同時(shí)筆者還錄制畢業(yè)生工作的視頻，拉近學(xué)生與崗位的距離使枯燥的知識(shí)充滿生動(dòng)感。針對(duì)學(xué)生因遇到困難放棄學(xué)習(xí)的情況，筆者在教學(xué)中借助生成式人工智能工具作為虛擬助教及時(shí)幫助學(xué)生解答問(wèn)題。

其次，OBE的教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)確定教學(xué)成果，分析能力結(jié)構(gòu)，并通過(guò)“做中學(xué)，學(xué)生做”的方法提升解決實(shí)際問(wèn)題和行動(dòng)能力。課程設(shè)計(jì)應(yīng)基于學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)分析市場(chǎng)產(chǎn)品降低學(xué)習(xí)難度。采用BOPPPS等多種教學(xué)模式開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生的知識(shí)掌握情況明顯提高，應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力有很大提升，學(xué)習(xí)習(xí)慣得到改善［6］。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置挑戰(zhàn)性任務(wù)和提供支持，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)期待，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

再次，采用小組合作的形式。《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》涉及軟件、硬件等多個(gè)方面的內(nèi)容，由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握差異較大，可以采用小組的形式開(kāi)展教學(xué)，有助于學(xué)生間的互幫互助。學(xué)優(yōu)生可以“以教代學(xué)”，促進(jìn)知識(shí)的進(jìn)一步升華，學(xué)困生也可以在需要幫助的時(shí)候獲得解答，減少發(fā)生學(xué)生因遇到困難放棄學(xué)習(xí)的情況。

在項(xiàng)目考核中采用線上線下結(jié)合的多元化考核的方式，將不同的崗位要求融入考核標(biāo)準(zhǔn)中。要制定多元多層次的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)習(xí)的進(jìn)步，關(guān)注學(xué)生最終成果的完成度，鼓勵(lì)學(xué)生向更好的水平前進(jìn)，并逐步達(dá)到頂峰。

（四）用好虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)環(huán)境，提升實(shí)訓(xùn)效果

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程包含軟件和硬件的知識(shí)，一點(diǎn)點(diǎn)小錯(cuò)誤都有可能導(dǎo)致項(xiàng)目無(wú)法正常運(yùn)行，給學(xué)生不好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。而職業(yè)學(xué)校學(xué)生本身學(xué)習(xí)欲望就不強(qiáng)，遇到困難往往會(huì)打退堂鼓。傳統(tǒng)的市售開(kāi)發(fā)板的教學(xué)資源多按照本科院校的教學(xué)要求設(shè)計(jì)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度較大。

為解決這一問(wèn)題，筆者按照循序漸進(jìn)的原則，聯(lián)合企業(yè)開(kāi)發(fā)了虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)環(huán)境，該實(shí)訓(xùn)環(huán)境有Proteus電路仿真軟件、針對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)的電路板、校企共同設(shè)計(jì)的虛擬仿真軟件組成。學(xué)生可以分階段的開(kāi)展實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生每次實(shí)訓(xùn)的成功率。最后在真實(shí)的環(huán)境中完成單片機(jī)的組裝和程序調(diào)試。

結(jié)語(yǔ)

在課證融通理念的指導(dǎo)下，課程將X證書(shū)的內(nèi)容有機(jī)融入教學(xué)項(xiàng)目中，由淺入深逐步深入；采用情境式導(dǎo)入任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；采用學(xué)習(xí)通進(jìn)行評(píng)價(jià)，貫穿學(xué)習(xí)全過(guò)程。學(xué)生在提升了專(zhuān)業(yè)技能的同時(shí)，其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力也有了明顯提升。

參考文獻(xiàn)：

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