关于高职“单片机技术应用”课程教学的改革

□汪晓斌

关于高职“单片机技术应用”课程教学的改革

□汪晓斌

分析了“单片机技术应用”在高职课程教学中存在的普遍问题。围绕“以就业为导向”、推进“工学结合”模式、培养高等技术应用型人才等问题进行了探讨，明确了教学改革目标和指导思想，探索了本课程的教学方法改革措施。实践中积累了兴趣切入法、项目引领法、任务分聚法、工学结合法等教改方法，促进了学生职业能力的科学发展，有效地提高了课程教学质量。

单片机技术应用；教学方法；工学结合

“单片机技术应用”是计算机应用技术专业、电子信息工程技术专业的一门核心课程。该课程的先修课是模数电路基础、程序设计、电子制图。后续课程为嵌入式系统软件设计、ARM产品设计与开发、毕业设计等。通过对该课程的学习，可使学生对电子信息技术向着智能化、模块化方向的发展趋势有初步认识，可培养和锻炼学生运用电子技术、计算机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高动手操作和技术创新的能力，为将来从事计算机技术应用以及电子信息产品的设计、检测和维修奠定坚实的基础。

一、教学中存在的问题

“单片机技术应用”课程在高职院校的实际教学过程中存在着不少问题，教学效果不是很理想。学生普遍反映这门课程难懂、内容抽象，从而在学习中产生畏难和厌烦情绪。通过调研分析，发现问题在于：教学计划中培养专业技能的课程较少；课程教材相对滞后；其内容不能适应新的发展状况；教学方法不够灵活；实践教学环节薄弱；学生硬件课程基础较差[1]，等等。

二、明确课程教学改革目标

针对课程教学中存在的突出问题，我院通过各种方式，先后对该专业人才需求量较大的地方进行了调研，并结合课程教学方法改革与实践，对若干问题进行了实践检验，进一步明确人才培养目标和指导思想。

(一)明确了学习该类课程的人才定位。经过认真探索，反复论证，实践检验，逐步形成了“以企业需求为目标，以解决方案的设计、制作、实现为主线，以实际工作过程的引导为抓手，以熟悉典型硬件技术应用为重点”的硬件类课程人才培养目标。

(二)明确了硬件应用技术类课程之间的纽带。为满足社会需求，学习该类课程的人才所具备的知识结构应更合理、知识面应更宽，所具备的综合素质应更好，适应性应更强，才能充分体现面向我国经济建设主战场培养高等技术应用型人才的特点。

(三)实现了硬件应用技术类课程体系、实训体系。经过反复研究、实践和修改，逐渐形成了以模数电路基础、计算机系统结构、计算机组装与维护、程序设计、电子制图、单片机技术应用、嵌入式系统软件设计、ARM产品设计与开发等课程为中心的课程体系。相关课程实训，体现了技术性、实践性、综合性、创新性的思路，提出了“贴近专业，配合项目，做学结合，有所创新”的指导思想来完善课程体系和实训体系。

三、探索与实践课程教学方法改革

根据[教高2006]16号文件精神，要求“强化职业道德，以就业为导向，增强学生职业能力，推行工学结合、校企合作，加强实训”。在教学中，以必需和够用为前提，重视学生学习能力的培养，以学业、职业、产业、就业和创业为主线，贯通理论、实训、实践、实施、实效等环节，加强教学方法和教学手段的改革力度，全面提高教学效率和教学质量[2]。我院积极响应教育部的号召，组织开展了关于高职教育教学改革和硬件应用技术类课程教学方法方面的研究讨论，经过一段时间的探索，本专业开始以就业为导向，把对学生职业能力的培养作为本课程教学方法改革的首要目标。

(一)以兴趣小组为抓手，采用问题讨论的教学方法，选准切入点，营造学习氛围。迪希(Deci)和里安(Ryan)认为，如果一个人能够自觉地调节自己的学习，那么他必须在追求学习自主、能力培养和社会联系三个方面得到周围环境的有效支持[3]。根据这一理论，要培养学生自主学习的能力，就需要满足学生对于自主积极性、能力和社会联系的基本需求，它们是动机产生的必要心理状态和兴趣产生的重要因素[4]。也就是说，兴趣是从经验中发展来的，是否产生兴趣取决于基本需求的满足程度。例如，在单片机技术应用教学中，坚持以学生为主体、教师为主导，根据多数师生的共鸣点来组织课程的教学、实验、实训内容，采用兴趣引导启发、问题讨论和专题开放等多种教学方法，师生共同营造本课程的学习氛围。我们将之小结为兴趣切入法。

如图1所示，部分好学的学生对单片机技术应用感兴趣，因为有需求，所以成立了诸如计算机组装与维护兴趣小组、机器人仿真兴趣小组、嵌入式产品项目解决方案兴趣小组 (在图1中用A、B、C分别表示)等，通过类似的平台对诸多感兴趣的问题进行讨论解惑；其中教师团队和兴趣小组共鸣的热点问题，是引导学生学习的切入点，可以将相关联问题作为本课程的教学范例和毕业设计创新点的源泉。

图1 兴趣切入法

师生们以兴趣小组为交流平台。对学生而言，这是磨炼技术的“大熔炉”，通过兴趣小组，掌握技巧，提高技能，提高技术娴熟度；对老师而言，与学生交流多一个平台，可以收集分析学生的兴趣点，了解课程教学实施中的重点和难点。做学结合中，师生共同参与，也激发了学生学习兴趣，为提高学生综合技能打好基础。

(二)以企业项目为载体，实施项目驱动的教学方法，组建解决方案，把握结合点以企业项目为载体，通过解决方案，贯穿整个教学过程，把握结合点。即选好符合本专业学生实际能力的解决方案和发展途径，通过“项目引领，任务驱动”的教学方法，精心设计解决方案以及每个项目所包含的知识点和实践任务，激发学生学习热情，培养企业需求的高等技术应用型人才。我们将之小结为项目引领法。

实践中，我们和苏州华之杰某公司、天津某教学设备有限公司以及本地某测控仪器生产企业等单位建立了校企合作关系，为专业发展提供技术支持和实习基地。我们结合教学实际和学生兴趣，从企业中选择低成本、开发周期短、易学实用的解决方案应用于本课程教学，如图2所示，解决方案来源于企业项目，并以企业需求为根本，同时结合学生兴趣，符合专业技能课程的教学实际，在实现难度上结合学生实际有所调整。在培养学生技能方面，争取“拉一把，送一程”；即对基础薄的学生，通过解决方案的培训达到教学要求，对基础好的学生，通过解决方案的培训和扩充再提高一个层次。以这样的方法开展教学，师生受益匪浅，校企合作双赢。

图2 项目引领法

(三)以实训过程为重点，使用分层次联合实训的教学方法，依托技能培养，落实着力点。即整合该专业硬件类课程的知识点，将其集中应用在某一个解决方案中加以体现，并以此为着力点，培养学生综合应用能力。如图3所示，根据学生兴趣和教学要求，以设计、制作并实现电话拨号报警仪的工作过程为主线，将电路基础、电路设计、原理、硬件应用技术、软件等方面的主要知识，通过分层次联合实训，落实到教学实训中，着力培养学生综合技能。我们将之小结为任务分聚法。

图3 任务分聚法

以完成单片机模拟洗衣机项目为例，所涉及的任务多、知识面广、综合技能强。相关元器件与集成电路的知识点，在模数电路基础实训中强化；相关原理与应用，在计算机系统结构和计算机组装与维护中有体现，教学中把计算机硬件原理、应用与单片机模拟洗衣机项目设计图对比分析，使学生掌熟悉计算机某些原理在其它硬件中的移植、应用；相关软件调试，分层次在程序设计中进行；相关电路设计，分布在电子制图中展开；相关典型应用，分阶段在单片机技术应用实训中实现，等等。以教学案例解决方案为主线，所包含的不同项目可以在不同的学期重现，同一项目也可在不同的课程中重现，以此为着力点，使培养的学生所具备的知识结构应更合理、知识面应更宽、综合应用能力更强。

(四)以工学结合为核心，参考基于工作过程的教学方法，实施解决方案，抓好创新点。以“工作过程导向”重新设计课程教学方法，突出核心技能在教学内容和课程体系中的地位、作用。工学结合的教材更新设计需要三方共同协作完成，即教师的理念更新、企业的深度参与、学校的大力支持[5]。还有，课程教学需要的实验实训设施，也要及时配套更新或改善。例如，传统的课程实验实训教学方法，是学校提供现成的实验设备，课程教学中，硬件上揿揿按钮、转转旋钮，软件上改改程序，调试运行得出实验结果；实验结束就跟实验设备“再见”。教学中以教师为主体，封闭性、代劳性较强，容易使学生养成依赖性，抑制了学生的学习积极性、主动性和创造性。

随着校企合作的建立，我院推行工学结合人才培养模式的运行机制不断改进与完善。围绕“工学结合”模式，优化设计单片机技术应用课程，不断使该课程内容跟上产业与企业的发展趋势；例如，在保证学生全面、全新掌握专业知识的基础上，按照技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关单片机技术职业资格标准，改革、更新本课程教学内容，缩短学生上岗后的适应期。同时，参考基于工作过程的教学方法，开展以项目引领分解工作任务为中心的教学设计，始终把握职业能力培养的方向，突出职业能力和关键能力。课程教学抓住“课程、企业、教师、学生”四大要素的合理运作，结合单片机技术应用解决方案不同项目选择实施，让课程进入企业，师生走出课堂，教学内容服务于企业，体现工学结合的最佳效果，通过这种系统的互动，共同培育合格的专业技能人才[6]。我们将之小结为工学结合法。例如，学生们在苏州华之杰某公司在常州实习基地的顶岗实习中，不但能学到实践技能，还有薪酬，让学生体验到“学有所值、做有所获、劳有所得”。还有，顶岗实习中生产的数字钟、电话拨号报警等项目，感兴趣的学生还可以团购。这些产品体积小，成本低，功能多，操作简单，携带方便；即使出现问题也能立即自我维修产品。在实验资源方面，缓解了一直困扰我国高职院校硬件类课程教学实训条件紧张和后期维护不及时的“顽症”，提高了设备利用率。此外，学有余力的学生，自己可以围绕已有的产品或项目，自我设计电路，做出“另类实验板”，学生在调试中完成实践，教师则协助解决实践调试中关键问题，在这过程中，积极鼓励和充分发挥学生的创新思维和能力。同时，学生在做学结合过程中迸发思想的火花，又是毕业设计创新点的源泉。

通过工学结合模式，抓住“课程、企业、教师、学生”四大要素的合理运作，充分诠释了专业课程学什么、为什么学、怎么学、学得怎样的问题[7]。在推行工学结合过程中，师生们边做边教，边学边做；师生互动，生生互动；教、学、做、评一体化，充分体现学生的主体地位，突出实践能力的培养，取得了良好的教学效果。

综上所述，高职院校实践“以就业为导向”的职业教育人才培养观，形成“促进以学生发展为本”的学校现代教育理念[8]，推进“工学结合”人才培养模式，促进学生职业能力科学发展，是企业、学校、社会共同参与和合作双赢的事业。

[1]吴新华,罗晓娟.对高职《计算机组成原理》教学改革的探讨[J].职教论坛,2010（2）:22.

[2]邓凯.“五业贯通”的信息技术创新人才培养[J].计算机教育,2008（14）:3

[3]Deci,E.L.&Ryan,R.M.:A motivational approach to self:Integration personality.In Dienstbier R.(ED.)Nebraska Symposium on Motivation.Vol.38 Perspectives on Motivation Lincoln.NE:University of Nebraska Press,1991：237.

[4]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究理论、实践与创新[M].北京：清华大学出版社,2007:109.

[5]罗振华.浅谈高职经贸类专业“工学结合”人才培养模式[J].职教论坛，2010（2）:67.

[6]张耘.职业教育“工学结合”模式实现途径与实践探索[J].教育与职业，2009（4）:30-31.

[7]成丙炎.论模式导向对高职精品课程建设的影响[J].中国成人教育,2009（19）:89.

[8]沈健.观念:学校教育应以促进学生发展为本[J].中国职业技术教育，2010（01）:37.

汪晓斌(1972-)，男，江苏姜堰人，硕士，常州纺织服装职业技术学院讲师，研究方向为软件工程、嵌入式计算机应用开发教学。

本文系江苏省现代教育技术研究所“十一五”规划2007年度滚动课题“技术和艺术创意人才信息化教育平台”（编号：2007-R-4801）成果之一。

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责任编辑 何颖萍