现代学徒制背景下的课程改革探索*——以“单片机原理与应用”课程为例

赵艳霞

（济南职业学院，山东 济南 250103）

0 引言

现代学徒制是一种由学校和企业共同推进的育人模式，学徒拥有双重身份，即学校的学生和企业的员工。对学徒来说，入学即就业，他们一段时间在企业生产实践学习，一段时间在学校进行专业理论学习。因此，要求学校与企业在专业知识传授、人才培养方案等方面要达成一致性。

“单片机原理与应用”课程作为高职院校机电类、自动化类专业的一门专业课程，它以电工电子技术、C 语言为基础。通过学习本课程，学生能够掌握单片机技术及其在日常生活和工业控制中的应用，能提升自身的实践能力、创新能力及产品设计开发能力，为将来从事电子产品设计开发、检测等工作打下良好的基础。但其在现代学徒制模式下的教学模式与企业要求的衔接值得人们探讨，本文以此为出发点，以“单片机原理与应用”课程为载体，在授课内容和教学方法方面进行了探索。

1 教学现状及存在的问题

1.1 教学现状

“单片机原理与应用”课程作为一门专业课，在工业控制、仪器仪表智能化、计算机集成控制等领域应用广泛[1-2]。但由于传统教学方法是以教师先讲授单片机基础知识、编程知识，学生再进行实践练习为主，学生进行实验操作时可能已经遗忘了之前教师讲授过的理论知识。这种模式之下学生的学习积极性大幅度下降，教学效果不佳[3]。针对此课程的特点也有许多教师采取了相应方法进行教学改革与探索。例如：姚健提出依据项目进行教学内容重构，按照“教、学、做”进行一体化教学，搭建虚实结合的实践化教学平台，从课程考核方式方面进行改革，提高了学生的单片机实际操作能力，取得了较好的教学效果[4]；孙惠英和钱祥利提出了一种项目驱动的单片机课程混合式教学模式，采用了线上线下相结合的方式，激发学生对单片机的学习热情，提高了学生的自主学习、硬件电路设计、程序设计和创新实践能力[5]；王照伟等提出了一种基于项目驱动的单片机原理及应用课程教学实践方法，加强了课程内容各知识模块的层次性和逻辑性，将抽象的知识学习转化为具体的实例教学，加强了学生对课本知识的理解能力，实践过程中学生的实践能力、创新能力得到显著提高[6]。

1.2 存在的问题

1）教学内容晦涩难懂，教学方式单一。传统的单片机教学模式的授课顺序通常是先讲解单片机的内部构造，再讲解编程语言基础，最后讲解程序设计的步骤。但是单片机内部结构复杂，学生对于单片机内部结构的理解无法形象化，只能借助教师的讲解来理解其内部结构。对于第一次接触编程语言的学生来说，C 语言的理解能力存在差异，具体的应用更需要时间来消化理解。程序设计方法的掌握需要有一定的逻辑思维能力，并且需要通过大量实践、练习才能较好地掌握[7]。这种教学模式使得刚接触单片机课程的学生学习热情降低，甚至产生畏惧心理，导致教学效果不佳。

2）校企沟通不畅，专业知识与企业要求匹配度低。现代学徒制是一种由学校和企业共同推进的新型教育模式。这种模式的推进需要学校和企业共同制定人才培养方案、课程标准等。而传统的高职类学校教学模式是学校先进行专业知识的传授，在大学第三年安排学生进行实习，这样就难以保证企业需求与所授知识之间的有效衔接。在现代学徒制模式之下，如果继续沿用传统教学模式，在学生进入企业实习的过程中就会发现专业知识与企业要求不匹配，难以取得较好的培养效果[8]。

3）学习评价方式单一，评价效果难以保证。传统的教学模式下多采用笔试考核，许多学生为了通过最终的期末测试采取死记硬背的方法。即使通过了最终的考试，但是真正掌握的知识点却屈指可数。这种学习评价模式不仅不利于提升学生对本课程的学习兴趣，同时也难以保证学习评价的效果[9]。

2 项目化教学与过程评价教学方案研究

针对传统教学模式下存在的问题，结合笔者所在学院的现代学徒制模式，创新实践了项目化教学与过程评价相结合的教学方法，在教学实践中取得了良好的效果。

2.1 课程内容的选取

改变传统教学的章节设置，选用项目化教学教材。以项目化教学模块为载体，笔者所选用教材为人民邮电出版社出版、郭志勇主编的《单片机应用技术项目教程》[10]。按照教材的编排及学院学徒制教学背景的实际情况选取了7 个项目作为教学载体，如表1所示。7 个项目的设计内容既包含了传统教学模式下要求掌握的单片机基本知识、C 语言编程知识，同时又将这些知识糅合到项目之中，实现了讲授理论知识与项目实践的结合。

表1 项目教学内容

2.2 课堂授课

本课程的授课对象为济南职业学院大二“12+8”培养模式（每学期12周在企业学习，8 周在学校学习）学生。在本课程授课之前，学生已结束为期12 周的企业学习。因此在本课程的第一次授课过程中，笔者先对学生进行问卷调查，主要搜集学生前期对电工电子技术、C 语言等相关前置课程的知识掌握情况。重点了解学生在企业所学知识的运用情况及对相关专业知识的需求情况，以便后续教学计划的实时调整，以满足企业要求。

在课程授课之前先将课程视频、电子教案、图片、实验指导书等相关资料上传到学习通网络教学平台，要求学生进行课前预习。课前预习能够让学生更好地感知本门课程所学知识点，并且师生之间可通过网络教学平台进行交流，教师可及时记录学生预习过程中存在的问题，以便更好地开展课堂教学。

上课过程中再次展示本项目需要完成的任务，同时结合学生课前对相关知识的预习情况，使学生快速理解项目知识，从而提高学生的学习积极性。在讲解相关知识的过程中，硬件知识与C 语言知识交叉讲授，将枯燥难懂的理论知识分块循序渐进地传授给学生，减轻了学生的学习压力。为了提高学生C 语言编程能力及电路图识读能力，课堂教学中采用Keil 与Proteus 联合仿真的方式巩固教学内容。在软件设计过程中，通过Keil 软件让学生使用C51 语言进行程序设计和调试。在硬件设计过程中，通过Proteus 软件让学生从元件库中选取元器件，然后完成硬件原理图的绘制，并与Keil 软件进行联合仿真。联合仿真的形式，可以突破实验室设备的局限性，同时学生可根据自己的设计内容灵活选择元器件，提高自身的创新能力。为了进一步提升学生单片机的硬件调试能力，本课程特别为学生准备了普中科技开发的51 单片机开发板。本实验箱是小型便携式实验箱，学生在学习本课程的过程中可将该实验箱自由携带，满足自身进行实验探究的需求。

2.3 过程评价

为了改革传统的学习评价模式，提高教学效果，本课程采取了过程评价的学习评价模式。课程考核采取“10%平时成绩+40%过程实验考核+50%期末成绩”的形式进行。平时成绩涵盖了学生的考勤、课堂表现、课堂作业等内容，占课程考核的10%。过程实验考核要求全班同学每两人一组共同完成教师设置的课程考核题目，并能讲解软硬件设计过程。考核题目依托课程学习内容，要求学生能独立完成程序设计及硬件调试。考核内容贯穿于课程讲授的全过程，共设置4 次，考核题目及考核目的如表2 所示。过程考核使学生能在课本知识的基础上得到知识的拓展及能力的提升。通过同组学生互评及教师评价给出每次考核成绩，并将其计入最终的成绩当中。通过运用过程考核模式，学生提高了合作交流能力、编程实践能力及硬件调试能力。期末测试则采用传统纸笔测验的形式进行，占考核成绩的50%。笔者在2022—2023 学年第二学期授课过程中采用此模式进行授课，并在学期结束时再次进行了问卷调查。56名学生中有45 名学生表示基本掌握了单片机的基本知识，能独立完成基本的程序设计及硬件调试任务，而且有多名学生表示愿意再深入学习本课程并希望将本课程所学知识应用到未来的工作中。

表2 考核题目及考核目的

3 教学成效分析

笔者经过一学期的教学实践，总结“项目化”和“过程评价”相结合的教学模式所具有的优势有如下几点：

1）提高了学生的学习积极性。项目化的教学模式，突破了传统授课模式的局限性，每个项目的内容都是理论与实践密切结合的。让学生真正感知到理论知识与实践内容的关联性，从而产生学习知识的内驱力，同时在授课过程中增强了课堂的趣味性，使学生乐于学习、勇于探究，提高了学生的学习积极性。

2）提升了学生的团队合作和沟通能力。学生在学习过程中采用分组合作方式来完成项目任务。每组学生根据项目实现要求互相分工配合，分配任务，依据任务分工完成自己负责部分的内容，提高了学生的团队合作能力和交流能力，同时也加深了学生之间的友谊。

3）提高了学生的软硬件设计及调试能力。单片项目设计过程涉及软硬件设计及调试，这要求设计者要拥有良好的编程思维，同时还要结合硬件设计完成调试。通过项目式的学习过程，学生进一步提升了自身的C 语言编程能力及硬件调试能力，培养了逻辑思维能力。

4）提升了学生的职业素养。教学过程依托各个项目展开，教师讲授项目要求，学生学习基本知识，寻求解决方案，小组合作完成项目的实施过程。教学过程打破了课堂教学与实训场地的界限，让学生在学中做，在做中学。这与现代学徒制模式下的培养要求相吻合，大幅提升了学生的职业素养，帮助学生培养了良好的工作态度，为学生进入企业实习打下了良好的基础。

4 总结

“单片机原理与应用”是一门综合性较强的课程，在学习时要求学生具备基本的电工电子技术知识及C语言知识，同时还要求学生有较强的逻辑思维。作为教师要积极探索学生适用的教学模式。本文提出的“项目化”和“过程评价”相结合的教学方法在笔者所在学院的现代学徒制模式下取得了一定的效果，解决了部分传统教学模式中存在的问题，提升了学生的学习兴趣、团队合作能力及创新意识。但一种新的教学模式的运用与研究是一个循序渐进的过程，在实施的过程中可能会遇到各种问题需要解决，这是前进过程中必然要经历的，这需要教师与学生的共同努力，不断优化教学模式，才能真正提高教学效果，提升学生的知识技能水平。