以职业技能竞赛为导向的高职单片机实践教学改革研究

欧亚军

【摘 要】以 “电子产品设计及制作” 技能竞赛为导向，对当前高职院校单片机实践教学中存在的问题进行分析，并对单片机实训项目的设计、 实践考核与评价方法以及综合能力培养训练等方面进行改革，以期能改善单片机课程实践教学方式和教学效果。

【关键词】技能竞赛；单片机实验；教学改革

单片机课程是一门专业性、技术性、实践性较强的课程，是高职院校电子信息类学生的重点应用课程之一，它是“电子”高素质复合技能型人才所需自动控制类知识结构的载体，课程学习的效果直接影响到学生的电子设计开发应用能力；因此探讨单片机实践教学中存在的问题及解决的方法，对提高高职院校人才培养质量，增进学生就业竞争力，具有十分重要的意义。本文根据近几年来培训和指导学生参加“电子产品设计及制作”竞赛的经验，对单片机实践教学改革进行探讨，其终极目标是提高学生单片机课程学习的兴趣，让学生掌握其技术并在工作岗位能够熟练应用，使教学更符合职业内涵。

1 单片机实践教学存在的问题

目前，高职院校单片机实践教学主要存在以下几个问题：

1.1 实践教学项目缺乏工程训练项目

单片机是一门实践性、综合性、工程性很强的专业课，它涉及的知识面很广，涵盖了模数电路、微机接口技术、智能传感技术、通信电路及语言编程等，如果在实践教学过程中仅采用单一的单片机程序设计训练，则这样的人才培养目标远远不能满足专业的发展和就业岗位的需要。所以在实践教学过程中应增加结合硬件电路知识，智能传感技术、通信技术等新技术、新知识的工程项目。显然，目前高职院校单片机实践教学在实训项目的设计上大多是单片机单一的编程训练，缺乏工程项目训练，最终导致学生就业竞争力得不到明显提升。

1.2 实践教学方式缺乏启发性和创新性

目前在高职院校单片机实践教学中，大多数院校采用的是实验电路已搭建好的实验箱或实训台，学生在实训过程中主要参照设备厂家提供的实验指导书，按部就班地将实验程序编辑、编译，然后下载到已搭建好的硬件电路中进行验证，整个实验过程中学生根本没有开动自己的思维去理解实验程序和实验电路，更没有建立整个应用系统的概念，学习的形式还停留在验证阶，实验完成了，学生对单片机的应用知之甚少，更谈不上通过实验获得什么启发，实验过后会有什么创新性的想法。

1.3 实践教学过程欠缺训练学生的团队合作意识

目前大多数高职院校在单片机实践教学过程中，由于实验设备数量上的不足，基本上采用分组的方式进行，而同一组成员在整个实训过程中存在分工不明确，不合理等情况，通常是成绩好的同学完成了整个实训，而学习兴趣不高的学生在实训过程中根本能没有参与进来。

2 单片机实践教学方法改革

“电子产品设计及制作”技能竞赛模拟了真实的工作场景，是一个典型的工程项目开发过程，要求竞赛选手在规定的10个小时内高效率、高质量地完成竞赛任务。如果要在竞赛中取得好成绩，竞赛选手不但需要掌握扎实的专业知识、熟练的操作技能，而且需要具有灵活的应变能力和很强的团队合作精神。将该技能竞赛思想引入到单片机实践教学中，让更多的学生得到系统化、高质量、高效率的训练，对提高人才培养质量具有很强的推动作用。

2.1 真正实现 “教、 学、 做” 理实一体化教学

单片机是一门实践性很强的课程，但实践又基于一定的理论知识，因此可以将单片机课程定位为理实一体化课程，整个课程教学都安排在单片机实训室。实训室基本硬件配置：电脑、单片机开发实验箱、焊接台、示波器、信号发生器、万用表等工具等。软件配置：Protues单片机仿真软件、keilC51编程软件等。教学方法上，主要以技能竞赛为向导，采用“教、学、做”一体教学方法，教学过程可以分为四个阶段。第一阶段：提出问题，布置项目的工作任务及基本要求。第二阶段：分析问题、解决问题。第三阶段：验证问题。第四阶段：能力应用、提升阶段。以上四个阶段的教学均在理实一体化课堂上完成，融“教、学、做”为一体，这样可以很好地解决理论与实践相互脱节的问题，教学过程由问题引出项目任务，可以大大增强学生学习的兴趣，提高学生学习的积极性和主动性。

2.2 根据职业技能竞赛设计实训项目

通过对往年职业技能竞赛题目进行分析，竞赛重点在于考察学生对专业基础知识的理解、掌握及综合应用能力水平，题目实质上是一个典型的工程项目，所以以职业技能竞赛为导向设计单片机实训项目应由易到难、循序渐进，同时需要兼顾到实训项目的实用性及趣味性。根据单片机这门课的特点，结合“电子产品设计及制作”技能竞赛的要求，笔者设计了一些实训项目，基本实训项目：Keil/Protues软件的使用；I/O接口；定时器/计数器；中断源；串行通信。综合实训项目：可调节型多功能流水灯；电子万年历；寻迹小车驱动；简易数控直流稳压电源；简易数字电压表；通信系统等；这些项目包含了对单片机内部基本资源的应用，也包含了一些综合应用性项目，经过上述项目的实施，学生对单片机的硬件、软件及应用都会有很好的实践，可以提高学生的综合应用能力，为学生以后开发应用系统打下坚实的基础。

2.3 考核方式的改进

单片机教学的目的在于应用，通过课程的学习学生应该能使用单片机设计一个综合的、完整的单片机应用系统项目。因此，在教学考核中，需要改进考核方式以调动学生将学习的所有知识综合起来，让学生在单片机控制系统的实际应用能力得到进一步提高。具体措施如下：

2.3.1 选择合适的课题

老师可以借鉴往年竞赛题目制定单片机应用系统课题库，学生根据自己的爱好及专业技术能力选择其中一个课题。也可以学生自己拟定课题，但需经老师审核才能通过。如果设计的课题难度较大，可以由多名学生组成项目组，共同完成课题，这样即可以锻炼学生的动手能力，也可以培养学生生的团队协作能力。

2.3.2 作品验收及评价

老师对学生的作品进行功能测试，学生制作设计报告及演示PPT，并进行作品答辩。老师对作品进行点评，并根据学生在在项目分组的任务完成情况给出学生的成绩等级。

2.4 加强能力培养和训练

技能竞赛可以提高学生的专业技能水平，增加学生的就业竞争能力。因此在单片机实践教学过程中融入更多的技能竞赛元素，包括专业知识技能、再学习能力、职业素养、临场应变能力等。在平常的训练过程中，不完全老师去解决问题，多让学生思考，独立实践，让学生自己去查找、分析，解决问题。另外，在能力提升方面，可以在训练项目中增加一些难点，或者设置一些故障点。通过这样的训练，不但可以扩大学生的知识面，让学生获得更多的相关知识，还可以提高学生自已分析、解决问题的能力。以“电子产品设计及制作”技能竞赛为导向的单片机实践教学改革证明，引入更多的技能竞赛元素，采用“教、学、做”一体化教学方式，设计工程实训项目，务实地进行课程考核，加强学生应用能力培养等方面的实践教学改革，可以取得良好的教学效果，学生参加技能竞赛的积极性的积极性提高了，单片机的专业知识，创新能力，综合职业素养也得到了很大的提升，为实现学生毕业后在单片机技术应用领域就业的教学目标向前又迈进了一步。

【参考文献】

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