高职院校单片机课程教学中学生创新能力的培养

王惠贞+张于思+曲恩超

摘 要 高职教育强调学生对技术性、应用性知识的掌握，重视对学生实践能力和创新能力的培养。本文结合单片机课程教学，基于教学实践提出采用理实一体化教学方案，以项目为载体，以做促学、以用促学，配合过程化的考核机制，鼓励学生自由发挥，采用多种方案完成项目，充分挖掘学生创新潜能，培养学生创新能力。

关键词 理实一体化 项目化教学 过程化考核

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.11.048

Abstract The higher vocational college emphasizes Students' grasp of the technical and application knowledge， pay Attention to training Students' Ability In practice and Innovation. Based on the Course Teaching of Single Chip Microcomputer， the paper proposed to use the Theory and Practice Integration. Based on Project as Vehicle， learning through doing， learning through using， Using the method of process assessment. Encourage students to free imagination. Completed project with multiple schemes. Arousing students' creative potentiality， cultivating Students' Creativity.

Keywords Theory and Practice Integration； Projective Teaching； Process Assessment

高职教育的人才培养目标定位为“产业转型升级和企业技术创新需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”。高职教育强调的是学生对技术性、应用性知识的掌握，重视的是对学生实践能力和创新能力的培养。

单片机课程是高职院校电类专业的必修课程，是一门工程性、实践性、技术性很强的课程，通过学习本课程有助于学生掌握技术知识，提高实践能力、工程意识和团队意识。而电子技术迅速发展，技术知识快速更新的特点则决定了在单片机教学中，培养学生具备举一反三的创新能力，对增强学生就业竞争力，保证学生可持续发展有着更重要的意义。

1 营造创新教育氛围

（1）采用CDIO教育理念，激发创新意识。CDIO工程教育模式，以产品研发到产品运行的生命周期为教学载体，按照构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个环节组织教学，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括和抽象表达。 在单片机课程教学中，突出学生的主体地位，以电子产品为项目，将教学内容串联起来，围绕电子产品的设计、开发、使用、升级等不同阶段，让学生以主动的、实践的、探究的方式进行学习，增强学生的成就感，充分激发学生的创新意识。

（2）学练结合，注重实践，培养创新能力。创新能力不是教出来的，而只能靠培养，只有通过不断学习、反复实践等才能逐渐激发学生的创新潜能，培养学生创新能力。在单片机课程教学中，要立足于高职院校培养“技术技能人才”的目标，在理论以够用为度的基础上，注重把专业技术的教学和专业技能的训练有机地结合起来，提升学生的实践能力。

（3）以技能竞赛为依托，发挥创新能力。电子技术的飞速发展，折射到电子设计竞赛上，体现为競赛题目越来越贴近生产实际，实用性、综合性越来越强，理念越来越反映行业的发展、社会的需要，形式越来越新颖且多样化。电子设计竞赛鼓励创新、鼓励实践、培养社会所需要的电子人才的根本宗旨，也使得电子设计竞赛体现出社会需求和技术发展的特点。以专业技能竞赛作为学生创新能力发挥的平台，通过技能竞赛选手选拔机制营造良好的学习氛围，加强对精英学生的培养， 并且以点带面促进学生整体技能素质的提高，拓展培养创新型人才的途径，增强学生的核心竞争力和就业适应性。

2 实施理实一体化教学方式

一体化的含义可以理解为：将两个或两个以上的互不相同、互不协调的事项，采取适当的方式、方法或措施，将其有机地融合为一个整体，形成协同效力，以实现组织策划目标的一项措施。 据此而言，理实一体化教学是将理论知识与实践技能进行整合，将知识传授、技能培养融为一体，注重学生的工程实践技能和创新能力培养的教学方式。

2.1 构建理实一体化教学环境

实施理实一体化教学首先要构建理实一体化的教学环境，即：建设理实一体化教室。在单片机课程教学中，我们授课过程中所使用的多媒体教室、单片机实训室、单片机作品陈列室的设施、功能合并，建成单片机理实一体化教室，内设基本教学设施、多媒体设备、计算机、单片机开发试验箱等一体化设备，彻底改变传统教学中理论教学与实践教学相脱节的教学模式，实现了学与用的结合，理论与实践兼顾，既提高了学生的学习兴趣，又提高了教学资源的利用率。

2.2 教学过程项目化

单片机授课内容以项目为载体，把课程内容整合成若干个学生所熟悉的电子产品作项目。包括：花样霓虹灯、工业自动控制、数字电子钟、数字电压表、信号发生器、交通信号灯、数字温度计等。这些项目下设若干个子项目，各项目内容上相互交叉彼此连贯、难度上依次递进、教学思路上，从“照做”（ 即：教A做A）、到“仿作”（即：教A做B）、到“分组独立完成”，循序渐进，有利于学生对知识的学习和掌握。如图1所示。

在项目化教学过程中，强调学生对知识的主动探索、主动发现，将素质教育和能力培养作为教学主线，同时兼顾学生学习能力、创新能力的培养，养成一种用到即学、边用边学、边学边用的自觉学习的习惯。

比如在数字电子钟项目教学中，采用 “仿作”（即：教A做B）的教学思路。首先进行成品展示，让学生通过观察自主发现要做出数字电子钟，都需要用到哪些外围元件（包括：LED数码管显示器、按键），需要哪些知识储备（比如：定时器/计数器、LED数码管显示器、按键与单片机的接口等）；第二步，教师以制作秒表为例（即：教A），讲述数码管静态显示、數码管动态显示、定时程序编写、独立按键接口技术等知识，同时演示相关部分的制作过程，通过制作秒表让学生学习本项目的相关知识。最后，由学生仿照秒表制作过程，完成数字电子钟的制作（即：做B）。

2.3 考核过程化

为了能通过考核检测学生单片机实际应用能力和创新能力，改变传统的单片机课程理论考核的方法，坚持从始至终全过程进行考核，以项目为单位，根据学生项目的完成情况以及在项目制作过程中的的态度、行为等职业素养进行综合评价，激励学生自主学习，创新学习的积极性。

2.3.1 考核体系构成

灵活开放的考核体系是创新人才培养的保障，单片机课程考核体系由两部分构成：学习过程考核和期末综合考核。学习过程考核占总考核成绩的70%，是对各个教学项目的学习情况进行考核，按项目的知识技术含量和复杂程度，从考勤情况、课堂纪律、学习态度、项目完成情况、扩展项目完成情况、项目的创新性等方面进行评价，重在考核学生的学习态度、学习行为、学习过程和学习成就。期末综合考核占总考核成绩的30%，通常是选取几个综合性的项目，比如：密码锁、智能温控电扇、电子称等，由学生根据兴趣自由选择题目，在一周内完成项目制作，从功能性、工艺性、创新性、答辩成绩等方面给出评价，重在考核学生的技术知识的掌握程度、灵活应用程度和创新能力。

2.3.2 评价标准的特点

不设立唯一方案：在项目制作过程中，决不设立唯一正确的方案。制作单片机电子产品的最终目标是为了实现特定功能，而制作方案则是解决问题的中间途径，正所谓“条条大路通罗马”，鼓励学生通过多条途径实现项目的最终功能，重视解决问题的方法，更重视方法的多样性，让学生们学会挖掘自己的创新潜能，培养创新能力。如图2所示，图2a为学生用LED发光二极管拼接制作的滚动显示广告牌，图2b为用LED点阵模块实现的滚动显示广告牌。

创新激励：在项目制作过程中，鼓励学生自由发挥，扩展项目功能。完全模仿教师完成项目或完全拷贝网上实例完成项目，很难锻炼学生的技术应用能力。因此，项目的选择应结合专业领域的实际、电子技术的更新，注重启发性和开放型。在项目制作过程中，鼓励学生大胆联想，广泛吸纳信息，善于进行知识迁移。比如，在智能温控电扇项目直流电机转速控制上，可以采用STC89C51单片机配合DAC0832实现，而有些同学则通过51单片机的学习，拓展学习增强型51单片机，利用STC12C5A60S2的PWM功能实现。

3 结束语

在单片机课程教学中，实施理实一体化教学，根据人才培养目标，对课程内容体系进行重构，将教学内容项目化，项目内容相互交叉、难度依次递进，以学生为主体，以做促学、以用促学，鼓励学生主动探索、主动发现，鼓励用多种方案完成项目，让学生在反复做项目的过程中掌握知识，学会灵活运用知识，培养学生创新能力。同时，以专业技能竞赛作为学生创新能力发挥的平台，加深与其他专业课（传感器、电子技术、电子CAD）的横向衔接，有利于促进学生专业知识体系的形成，使创新人才的知识结构更加合理，增强学生的核心竞争力和就业适应性，符合高职院校创新型人才的培养主旨。

2016年度河北省社会科学发展研究课题（课题编号：201603040135）

参考文献

克劳雷等.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华等，译.北京：高等教育出版社，2012.

郑旭.大土木背景下技能竞赛与大学生创新能力的培养[J].湖北函授大学学报，2015（22）：3-4.

王治卿等.集约型一体化管理体系创建与实践[M].北京：中国石化出版社，2010.