以技能大赛为导向的单片机项目教学法探讨*

张波 汪义旺 孙加存

摘  要  如何高质量地实施教学是高职院校一直在思考的问题。项目教学法能很好地弥补传统教学方法的不足，而各种专业竞赛能很好地推进以赛促教、以赛促学。以单片机教学为例，以专业竞赛为导向，把竞赛的知识融入项目中来实施项目教学，助力人才培养。

关键词  高职院校；技能大赛；项目教学法；单片机

中图分类号：G712    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）17-0066-03

0  引言

高等职业院校着力于培养大量具备专业知识和专业技能的应用型人才[1]，因而更加注重实践教学环节。应用型高技能人才培养方式的改进体现在课程体系的改进，必然落脚到课堂教学的改进。技能大赛近年来越来越受重视，其对教学质量的提升有很大的促进作用。项目教学法在完成教学内容的同时更加有利于提高学生解决实际问题的能力。单片机是电类专业实践性很强的课程。以单片机课程为例，以专业技能大赛为导向，把竞赛内容和要求融入教学项目中来实施项目教学，以期进行更高质量的课堂教学。

1  技能大赛

自从2008年6月第一届全国职业院校技能大赛举办以来，技能大赛就越来越多地受到教育主管部门、学校和企业的重视，很多高职院校将学生技能大赛作为第一重要的竞赛。技能大赛的影响力和参与度也越来越大。技能大赛提高了职业教育的影响力，同时很好地促进了高职院校培养高素质技能人才和创新型拔尖人才。技能大赛已经形成校、市、省、国家四个层级的竞赛流程，成为高职院校展示交流与相互学习的平台，成为普通院校学习示范院校和“双高”院校的平台，更为培养高技能人才提供了强有力的支撑。各高职院校水平不一，特色特长不相同，技能大赛可以很好地促进高职院校之间相互学习，发挥示范院校和“双高”院校的引领作用，提高各高职院校的综合实力，打造各高职院校的核心竞争力。

高职院校技能大赛赛项来源于企业生产实践，立足于专业基础，命题的标准突出技术在生产实际中的应用[2]。职业技能大赛中涉及的比赛项目和竞赛标准，都和实际中的岗位能力需求相吻合[3]。技能大赛对于高职院校的专业建设、教学改革、师资队伍建设和校企合作都是强有力的助推器。

技能大赛在专业知识的基础上更加重能力，摒弃以往过于重视分数的弊端。以技能大赛为导向，就要以对学生的能力培养为核心，将技能大赛的要求融入专业培养目标和课程考核要求中来。

课程教学改革一方面可以提高学生实际能力，更好地实现教学培养目标；另一方面可以为技能大赛做准备。通过技能大赛，高职院校可以发现专业教学中的不足，向该专业优秀的院校学习，不断推动以专业技能力为目标的教学改革。教学中着重培养学生应用知识解决实际问题的能力，实现学以致用，提高学生实际技能水平，提高学生综合素养和综合能力。

参加技能大赛，对师生都是一种提高。参加技能大赛不仅对参赛学生要求高，对指导教师要求更高。指导教师不仅要有更高的专业技能，而且要明白技能大赛的目的、大赛的比赛机制与评分规则以及相应技能的实用价值。目前，高职院校的教师主要来源于高校毕业生，实践技能大都有一定的提升空间。以技能大赛为抓手，促进教师更多地进企业实践，参与企业项目，促进学校打造“双师型”师资队伍，进一步提高教师的综合素质，打造技能大赛指导教师团队。指导教师团队以本校教师为主体，引入企业行业专家，并学习借鉴兄弟院校经验措施。

技能大赛要推动高技能人才培养，为中国制造提供更多的高技能人才，就离不开企业的参与。企业的参与为学校带来精准的人才需求信息、行业发展的新动态和新技术应用情况等，可以避免学校闭门造车。同时，高职院校通过技能大赛，将技能大赛融入教学中，可为企业精准提供高质量高素质的应用型人才。

2  项目教学法

传统教学可以说是教师的灌输式教学，教学过程中以教师课堂讲授为主，教师是主导，学生只能被动地接受教师传授的内容，课堂上被教师带着走，思维受限，独立性和主动性不能很好地发挥。传统教学中的实验往往是学生按部就班地进行操作，以固定流程、固定步骤验证理论结果或波形，在实验中很少关心每一步为什么要这么进行操作以及实验原理是什么。应用场合变一下，或者要求稍微变一下，不少学生就不知道如何解决问题了。甚至一些实验都形式化。传统的教学方式，理论和实践很容易脱节，不利于学生创新能力的培养，不利于学生解决实践问题能力的提升，且学习过程比较乏味，学生易失去兴趣。

项目教学法是把传统的知识内容变成若干个教学项目，通过学生直接参与并完成项目的整个过程来进行教学的一种教学方法。项目教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的新方法 [4]。项目教学法以学生为主体，每个项目目标明确，实施起来更加贴近工程实际，要求学生在明确目标的驱动下，结合个人已掌握的知识，主动学习新的内容，独立自主思考，在规定的时间内完成项目。学生不仅是项目的参与者，也是项目的主导者和负责人。教师将教学内容以目标明确的项目的形式下发给学生，在学生完成项目的过程中发挥引导和指导作用，最后对学生项目完成的内容进行评价考核。教师在整个过程中更多地起引导和督促作用。

项目教学法中教学项目的选取与设计至关重要，关系到项目教学法效果的好坏。课程可分专业基础课、专业课和创新型课程三类，结合这三类课程实施项目教学法：专业基础课可设置基础实践训练项目，注重基础知识的掌握和应用，目的在于扎实基础，不追求项目的难度，但要求知识和技能融入项目的全面性；专业课的项目可适当增加难度，结合企业实际应用与需求，着力于学生某一方面技能应用能力的学习和提高；创新型课程的项目以提升学生专业综合应用能力和创新能力为目标，项目要有一定的难度和综合性，恰当考虑专业的发展前沿。

教学项目可依托课程教学团队来开发设计完成。教学项目的来源有很多：来源于教师纵横向科研项目；来源于教师企业实践；来源技能大赛等各种竞赛；来源于企业；来源于教师的教学积累……教学项目应在实施中不断完善。当然，同一课程的教学项目注重各自的关联性。课程的知识内容和目标等要全部融入教学项目中，所有的教学项目应能很好地支撑起该课程。同一专业不同课程的教学项目的开发设计也要注重相互之间的关联性，要基于专业整体培养目标开发教学项目，要考虑其与先导课程和后续课程之间的联系和互动。

在实施项目教学法时，教师可先介绍课程总的要求、各个项目的考核方式，然后下发所有教学项目及实施顺序。每个项目实施前要目的明确，教师给出相关要求和考核方式。在项目实施时，教师可作恰当讲解，引导学生在现有知识基础上查资料，进行自主学习，独立地完成任务，随时解答他们的疑问，督促他们在规定的时间内完成项目。对于比较繁杂的项目，可让学生分组完成；而对于简洁的项目，让学生单独完成。学生每完成一个项目，教师要根据学生完成情况进行评分并进行点评总结。点评总结时对项目的关键点进行剖析，指出项目完成的不足之处并让学生改进。

同一课程的教学项目分为基础性项目和提高性项目，基础性项目是必须全面进行的，提高性项目要根据学生基础和当年的教学要求灵活处理。教学项目全部完成后，教师应进行总结性点评与讲解，查缺补漏，指出进一步提高练习的方向和思路，鼓励学生自主进行下一步的学习。

3  以技能大赛为导向的单片机项目教学

技能大赛是高职院校培养应用型人才的强有力的推手，对提升学生的专业技能和工程应用能力意义重大。项目教学法以学生为中心，要求学生主动学习，独立自主地解决问题，有助于学生理论联系实际，十分有利于学生创新能力的提高。以技能大赛为导向的项目教学法把技能大赛的要求和内容融入教学项目中，在课程实现项目教学法的同时完成部分技能大赛的目标。这样既可以提高学生的实际能力，也可以为技能大赛做充分准备。技能大赛项目都是综合能力的应用，每个项目都对应多个课程，在开发教学项目时先把大赛内容归到相应的课程中，然后进行对应的教学项目的开发。本文以单片机课程教学为例进行探讨。

单片机课程在高职院校中有名称不同的叫法，如单片机原理及应用、单片机原理及接口技术、单片机应用技术等，但目标和内容都差不多，大同小异。单片机课程是自动化专业和电子技术专业及相关专业的主干课程[5]，不少学校还把其作为专业核心课程。单片机课程着力培养学生程序设计能力，相关软硬件应用能力，应用单片机进行产品设计、制作、调试和开发的能力。单片机课程是一门着重实践应用的课程[6]。单片机种类很多，但高职院校大都采用51单片机来开展教学。

单片机教学内容包括单片机的种类、结构与工作原理，单片机最小系统的构成，51单片机内部资源控制，单片机的输入输出，定时/计数器、中断技术、串口通信、I2C通信等串行通信技术，A/D与D/A转换以及显示控制，等等。技能大赛高职组中电子信息大类和装备制造大类中有些赛项会直接或间接地用到单片机技术，比如嵌入式技术应用开发、光伏电子工程的设计与实施、物联网技术应用和现代电气控制系统安装与调试等赛项。除技能大赛外，还有其他一些竞赛也会用到单片机，比如电子设计大赛和蓝桥杯大赛。梳理技能大赛及其他相关竞赛，整体规划专业教学体系，结合单片机相关内容，整理出相应知识点和技能应用要求等，融入原有的单片机教学项目中，丰富原有的教学项目，达到更好的教学效果。

以技能大赛为导向的项目教学法实施时强调将大赛的要求融入教学项目的要求。单片机教学项目包括按键控制LED灯项目、跑马灯项目、数码管显示项目、数字电压表项目、LCD显示项目、波发生器项目、交通灯项目、超声波测距项目、数字时钟万年历项目等。融入大赛的要求和目标，每个项目都有其明确的目标。例如：按键控制LED灯主要是熟悉软件与硬件衔接，熟悉程序烧写流程，进行单片机输入、输出及简单的程序编写训练；跑马灯项目可由多种方法实现，如延时控制、定时器控制、移位控制、中断控制，可根据教学要求和对应的大赛要求，有序选用相应方法达到相应目标；数码管显示项目以跑马灯项目的部分内容为基础，增加数码管应用部分、数码管动态显示；LCD显示项目以LCD1602液晶显示器为基础，为掌握液晶显示技能打下基础；数字电压表项目以数码管显示或液晶显示的部分内容为基础，主要训练A/D转换部分和I2C通信技能；波发生器项目主要训练定时器、中断、和D/A转换技术，并为PWM技术打基础；交通灯项目、超声波测距项目和数字时钟万年历项目是相对来说综合性的项目，更加接近于工程实际，是可选做项目，也是融入大赛内容的课程的提高部分。

4  结束语

技能大赛能提高高职院校的影响力，对高职院校高技能应用型人才培养有很大的助力。项目教学法有助于学生理论联系实际，调动学生的主动性，激发学生的创造性。以技能大赛为导向的项目教学法集技能大赛和项目教学法的优点于一身，教学中可事半功倍，同样的时间和精力能获得更好的教学效果。本文以单片机教学为例，其他课程也可按这一思路展开教学，以技能大赛为导向的项目教学法推广应用价值和意义重大。

参考文献

[1] 国务院关于加快发展现代职业教育的决定[A/OL].（2014-06-22）[2021-12-22].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/22/content_8901.htm.

[2] 俞良英.职业技能竞赛导向下的机电一体化专业实践环节设置的改革[J].价值工程，2017，36（20）：256-257.

[3] 王磊，黄璞，徐力杰.移动互联网时代高校课堂管理方式的改革探讨[J].现代计算机（专业版），2017（10）：51-52，56.

[4] 李纯青，王志玲，朱治安.基于建构主义的课题研究教学模式对学生创新能力的影响研究[J].清华大学教育研究，2006（S1）：179-183.

[5] 李栓明，田敏.单片机原理及应用课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2020（9）：101-102，110.

[6] 王玉霞.单片机及接口技术课程的项目化教学实践[J].集成电路应用，2021，38（9）：80-81.

*项目来源：苏州市职业大学教改项目（SZDJG20034）；江苏省“青蓝工程”项目资助（苏教师函〔2020〕10号）；苏州市职业大学“青蓝工程”资助项目；苏州市职业大学高级访问研修资助项目。

作者：张波，苏州市职业大学，副教授，研究方向为嵌入式系统；汪义旺，苏州市职业大学，教授，研究方向为电力电子技术；孙加存，苏州市职业大学，副教授，研究方向为智能控制技术（215104）。