“单片机工业控制技术”课程项目化教学改革探索

“单片机工业控制技术”课程项目化教学改革探索

郝飞，陈庆华，郝立果

摘要：单片机控制技术在生产和生活中具有广泛的应用，而其课程教学是否科学与合理，直接影响到课程目标的实现程度。为了进一步实现教学与生产实际的衔接，在对项目化教学现状分析的基础上，以“单片机工业控制技术”课程为例，具体阐述了项目化教学改革的实践方案。

关键词：单片机工业控制技术；课程改革；项目化；教学设计

作者简介：郝飞，男，天津职业技术师范大学工程实训中心教师，维修电工技师，主要研究方向为电气自动化、可编程控制技术、工业控制；本文其他作者单位均为天津职业技术师范大学。

中图分类号：G642文献标识码：A

一、项目化教学现状分析

项目教学是近年来在职业院校广泛实施的一种一体化教学模式。当前，随着多数高校向应用型大学转型，其他一些高校也积极尝试了应用项目化教学模式。然而，项目教学在实施过程中还存在诸多问题，具体体现在以下三个方面。

(一)缺乏企业化的教学设备和场地

教学设备及场地作为项目教学的主要硬件条件，需要完全工厂化和企业需求相适应，也就是说，一体化课程项目是以工作过程和工程实践为导向的企业工厂施工的完整过程，以体现项目具有应用性的特点。而现在多数院校教学中的课程项目采用模拟教学设备，导致在教学过程中将所有课题项目模拟化完成，违背了项目教学的应用性特点。

(二)缺乏完整项目化的教学体系

项目化教学是任务驱动式的完整项目教学体系，其教学过程以学生为主体、教师为主导，课程中的项目必须和企业工作任务过程完美结合，在任务实施过程中将理论知识和专业技能融入其中。而现在各院校教学中，在理论教学结束后增加几个实验项目，就认为是一体化项目教学，这种教学模式还是以教师为主体，并没有达到项目教学的效果。

(三)缺乏工程实践经验丰富的师资队伍

项目教学是理论指导实践任务的教学过程，所以，要求具有较强知识性、技能性和实践性的师资队伍作为实施项目教学的前提，甚至要求必须具有丰富技能实践经验的工程师参加教学。而现在多数院校教师缺乏实践技能和企业经验，导致理论和实践严重脱节的现象，项目化教学只是“纸上谈兵”，不能将教学过程与生产实际很好地衔接。

根据上述分析，项目化教学在很多方面还欠完善，针对问题，本文以“单片机工业控制技术”课程为例，从教学设计、教学实施及评价体系等方面，对项目化教学的具体实施过程进行了探索与实践。

二、项目化教学具体设计

项目化教学设计要以岗位需求为目标，以职业技能和职业素养为依据。

(一)以目标定位为导向的教学标准

目前各高校开展与专业认知教育相关的活动有新生入学教育，其主要内容包括校史校情、校规校纪、学风、心理健康教育等；职业规划教育，即通过开展相关课程向学生传授职业生涯知识、就业技巧知识、创业知识，主要以理论课程的讲授为主；人文教育，即通过开展诚信教育、爱国主义教育和网络安全与道德教育等形式，培养学生具有良好的公民素质，符合社会发展的素质要求。本文提出构建渐进式专业认知教育体系的科学理论支撑，进而探究渐进式专业认知教育的主要特点，据此提出其有效的实施路径。

教学设计要以课程标准为目标，知道学习什么，达到怎样的教学要求，主要包括知识技能、过程方法和情感态度，具体如图1所示。项目化教学改革就是本着职业素养的提高、专业能力的提高和职业综合素养提高的出发点，达到课程定位标准。课程知识目标是项目化教学的关键目标，是掌握本课程的主要知识的指南针，如电工电子技术、C语言基础和单片机技术基础等知识。最终要达到一定的职业技能水平，包括职业技能中、高及技师三个等级。[1]

图1　课程目标定位

(二)以教学标准为前提的教学大纲

制定教学大纲必须遵守教学标准，明确教学目标，对课程结构、内容进行全面规划设计。要严格结合企业施工和管理标准，将相关理论知识和实践技能融入到工程项目中，以任务驱动模式分布设计教学内容，从而真正达到职业技能人才培养的目标。根据国家维修电工职业技能等级标准，结合校情，对“单片机工业控制技术”课程制定项目式教学大纲如表1所示。[2]

表1　“单片机工业控制技术”课程项目式教学大纲内容

三、项目化教学具体实施

项目教学具体实施是以岗位任务为导向的基于工作过程的一体化教学过程，包括任务要求、任务相关知识、任务准备、任务实施及项目验收这几部分。这些必须突出体现职业教育的本质特征，即完成一个项目包括计划、组织、实施和评价的全部职业能力体现。[3]

(一)任务要求

职业教育项目化课程教学设计要突出其具有明显的专业性、前沿性、探究性及技能性的课程特点，所以，在设计任务时，要求结合企业一个工程项目的完整工序和应用背景。这样，学生既可以明白需要用到的知识和掌握的技能，还知道具体应用场合，避免了传统的题目只体现理论知识的缺陷。一般项目化教学中，学员接收企业单位提供的设备改造或者设计任务，需要明确任务要求。例如，为了避免某小区高层建筑在夜间被飞行器等障碍物碰撞，设计了基于单片机控制技术的灯塔之光，并且可以设置闪烁频率，切换色彩。显然，学生在读完任务要求后，就知道做的东西有什么用，从而对此产生浓厚的学习兴趣。

按照任务要求，通过查阅有关项目资料来指导实践，完成整个项目实施过程。项目化教学中涉及的知识不但有理论知识，也有技能知识，还有学生需要查阅的其它知识。例如，分析上述任务要求中的“灯塔之光”的例子，就可以知道需要用到单片机的I/O、定时和中断知识，LED驱动电路设计知识等。

(三)任务准备

根据任务要求和所用知识进行任务准备，其中，包括工具、器材及仪表的准备。在这期间，指导教师必须指导学生如何选择工具、器材及仪表的型号。[4]通过工程任务及专业经验做好任务准备，自然必须驱动学生明白，工具仪表的使用方法是一项基本技能。填写好清单以后，需要到实训室管理人员处领用所需设备，并做好相应的记录，详见表2。

表2　设备器材借出入单

(四)任务实施

任务实施是整个任务工程化的过程，也是将职业技能、专业技术和工程经验相融合的过程。

根据任务现场调研，了解上述项目的工艺规范，制定任务实施计划书后开始实施项目。在线路安装过程中，按照职业技能标准规范操作，使用工具安装LED、导线等物件。在单片机调试过程中结合工程经验，将专业技术融入其中，完成项目化教学。

(五)项目验收

项目实施完成后，必须按照相关单位规范及标准清理现场，由建设单位联系人和项目负责人根据操作说明手册完成设备运行功能，并填写表3所示验收报告；最后，归还器材工具，完成项目验收。

表3　任务验收报告

续表3

四、项目化教学评价体系

项目化教学的评价体系，应以多元评价为基础，以促进学生的综合素养提升为关键。这一评价体系包括对知识技能掌握程度的评价、与他人合作与沟通的能力评价、解决问题的能力评价和自主学习的能力评价等多个方面，每个方面又包含若干主要内容。通过多元评价，让学生的多元智力充分发展，使每个学生都能得到最大程度的提高。表4所示为“单片机工业控制技术”课程知识与技能评价内容。[5]

表4　“单片机工业控制技术”课程教学知识与技能评价

综上所述，“单片机工业控制技术”是理论知识与实践技能相融合的一体化课程，具有知识性、技能性、创新性、应用性的特点，而其教学过程中应用的企业实际工程项目，有利于实现知识与技能的统一。通过项目化教学，使学生能够了解到知识的具体应用领域，从而鼓励学生进行动手操作，实现了教学与生产实际的衔接。

参考文献：

[1]徐国庆.职业教育课程论[M].上海：华东师范大学出版社，2008：34-101.

[2]姜大源.职业教育学[M].北京：教育科学出版社，2006：22-89.

[3]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009：10-39.

[4]郝飞，程艳.自动控制课程一体化教学模式的构建与实践[J].中国职业技术教育，2014(14)：60-62.

[5]王姬.中德职校机电专业课程设置的对比与启示[J].中国职业技术教育，2005(6)：15-17.

[责任编辑盛艳]