基于工作过程系统化的《单片机原理及应用》课程设计与改革探讨

罗少新

摘要：课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。本文对《单片机原理及应用》课程设计进行了初步探索，介绍了基于“工作过程系统化”课程设计的基本理念、流程、学习目标、课程内容、教学方法与手段、考核与评价等内容，初步实现了课程的整体设计。

关键词：工作过程系统化；单片机；典型工作任务；课程设计

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2014）09-099-02

《单片机原理及应用》是机电一体化技术专业和电子应用技术专业的一门必修专业技术核心课程。该课程是一门实践性和综合性非常强的专业技能课程，它是毕业生在未来职业生涯中，从是单片机程序的编程、控制系统的自动化控制等岗位的重要课程。培养学生具有单片机的编程、硬件的结构设计的能力及团队协作等综合素质，对提升毕业生就业能力与就业质量具有重要意义。

在传统的单片机课程设计中，理论学习和实践应用基本相脱节，理论部分又相对抽象，故学生的学习热情不高。因此重新设计单片机课程已经迫在眉睫，而基于工作过程系统化的课程设计，则是一个比较有利于提高教学质量的途径。

一、基于“工作过程系统化”课程整体设计理念

打破传统学科型的课程模式，针对实际工作体系重新构建课程模式，转变为基于工作过程的项目课程开发与设计，工作任务为中心、项目课程为主体的课程体系，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。

（1）根据岗位需求和自动化控制系统实践能力的要求，设置课程内容，实现课程内容和职业岗位需求紧密结合；（2）依据工作过程中活动与知识的关系来设计课程，突出工作过程在课程框架中的主线地位，按照工作过程的需求来选择知识，以工作任务为中心整合理论与实践内容；（3）以职业能力为主线：真正以“能力”为主线来设计课程。要按照工作的相关性，而不是知识的相关性来确定课程设置。

二、基于“工作过程系统化”课程开发基本流程

工作任务分析确定——职业行动领域——学习领域——学习情境（工作任务分析与学习领域转换，行动领域归纳与学习情境设计，在课程开发时要平行推进）。具体流程的起点是市场调研，经过人才培养模式改革研讨会、职业行动领域分析、职业行动领域专家评审确认学习领域开发分析、教学计划开发制定、学习领域与学习情境设计等环节，最后确定课程标准体系。

三、基于“工作过程系统化”课程整体设计

（一）课程学习目标设计

根据“工作过程系统化”课程设计理念，按职业活动设计教学活动，在完成工作任务的行动中学习专业知识技能并获得工作过程知识，学生在完成项目工作任务的过程中，构建自己的知识体系，形成包括专业能力、方法能力和社会能力在内的综合职业能力。本课程总体目标是实现学生能力、知识、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展，培养可持续发展的满足企业需求的技能人才的目标。

1.能力目标：（1）具备一定的单片机硬件图的表达、阅读、分析能力；（2）具备一定单片机C语言编程的能力；（3）具备单片机硬件扩展的能力；（4）初步具备单片机的应用能力如：能应用单片机设计LED广告灯、电子时钟、交通灯远程控制等；（5）对单片机控制电路系统有一定的故障检修能力。

2.知识目标：理解单片机的结构及其工作原理，了解单片机的特点及其发展过程；掌握单片机的指令格式、寻址方式、数据传送类指令、算术运算类指令等各种指令系统。掌握单片机软件编程的方法；掌握单片机的硬件结构及其硬件扩展的方法。

3.职业目标：具有实事求是的科学态度和吃苦耐劳的实践意识；具有开拓和创新精神，具有良好的职业道德和职业素质。

（二）课程内容设计

基于工作过程导向的《单片机原理及应用》课程内容是以学生为中心设计的。它强调以学生直接经验的形成来掌握融合于各项实践行动中的知识、技能和技巧。为了保证学生毕业后能够胜任有关岗位的要求，课程组要与企业专家共同分析单片机技术相关岗位的工作过程与工作任务，明确单片机技术课程对应的职业岗位能力，以工作岗位提取的典型真实产品作为载体，将传统课程体系中的知识、技能、素质内容由易到难分序化为若干个教学项目。根据学生的认知规律以及职业能力成长规律，将课程内容化分为LED彩灯控制与制作、抽奖器设计、数码管电子钟设计、LED点阵屏设计、交通灯远程控制、智能小车控制、数字电压表设计、LCD多功能电子万年历制作等8个项目，又将每一项目分解成2～5个工作任务。各项目的任务内容在授课顺序上符合前后知识的连贯性，前面的内容应为后面的做准备，后面的内容在不断注入新知识的同时，也应该对前面学过的知识与技能进行适当的重复和巩固。

基于工作过程系统化的《单片机原理及应用》课程设计与改革探讨

（三）教学方法与手段设计

1.基于教与学的教学方法。打破学科型课程教学以知识灌输、学生被动接受、实践与理论脱节的实施方式。形成主要进行任务实施、学生主动构建，融教、学、做一体的实施方式；以学生为中心，以教师为主导，完成从明确任务、制定计划内、实施检查到评价反馈整个过程；在培养学生专业能力的同时，促进学生关键（核心）能力的发展和综合素质的提高的特点。

2.情境教学。情境教学是构建接近真实工作环境的情景，将教室与实训室合二为一，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习亲身体验工作，通过与企业合作，学校实训场所与企业生产情景一致，学生日常管理模式与企业一致。采用行动导向教学模式，教、学、做过程中，实行以学生为主体的教学互动，以活动为导向的自主学习。

3.案例教学法。如讲解单片机编程知识时，引入生活、工业控制实例等开展案例教学，如抢答器、电子时钟、交通灯制作等案例，增加学习兴趣和动力，又为学生利用所学知识解决相应的实际问题奠定基础。

4.项目教学法。以生产过程为载体开发教学项目，整个教学围绕各个项目的解决而展开，教师提出引导性问题，学生查找资料进行决策分析，制定出计划，并进行实施，引导学生自主思考。

另外，充分利用网络教学手段（如现在流行的微课、幕课及模拟软件等），提供了网络教学平台，提高学生自主学习的能力。还充分利用现代化多媒体教学手段，提高教学效率。

（四）考核与评价

根据《单片机原理及应用》课程特点，打破传统的考核方式，将每个学习领域的理论教学、实践教学、实习实训、技能认证融为一体进行综合测评，着重考查学生的应用能力。采取过程考核、学校组织技能竞赛考核和结果考核（期末考核）相结合的考核方法。其中过程考核又分为学生自评、学生互评和教师评价相结合；学校组织技能竞赛考核，主要考核学生的通用技能与专业技能；期末考核主要检查学生对基本理论、基本概念的掌握情况以及对知识的综合运用能力。

四、小结

本文介绍了《单片机原理及应用》课程按照基于工作工程导向的设计的理念、对课程的目标设计、内容设计、教学方法设计、资源设计也进行了探讨，实现了课程的初步整体设计，这对《单片机原理及应用》课程的教学具有一定的指导意义。其中教学方法与手段设计方面，采用基于工作过程的“项目引领、任务驱动”教学模式，考核与评价方面，采取过程考核、学校组织技能竞赛考核和结果考核（期末考核）相结合的考核方法，使《单片机原理及应用》课程的学习气氛发生了很大变化，学生的主体意识、协作精神明显增强，职业能力和创造性得到了很好的发展，教学质量明显提高。

参考文献：

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责任编辑何丽华；见习编辑何丽敏