互聯(lián)網(wǎng)+時代《單片機》課程教學模式的探索

皇甫勇兵

摘 要：在充分研究現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求和互聯(lián)網(wǎng)+時代的前提下，分析了《單片機》課程教學中存在的問題，并有針對性地提出相應的改革辦法，以期探索出一種符合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的教學模式。

關鍵詞：單片機；教學模式；互聯(lián)網(wǎng)+時代；職業(yè)教育

中圖分類號：G420；G718.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.127

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來，人們的生產(chǎn)方式和工作方式也在逐步轉變，慢慢形成了“勞動光榮，技能寶貴，創(chuàng)造偉大”的新時代風尚。高職教育為國家深化改革、創(chuàng)新發(fā)展、促進大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和國家現(xiàn)代化建設提供了有力的人才支撐，其釋放的人才紅利進一步推動了國家經(jīng)濟的轉型升級，改善了民生。

與此同時，高職教育教學改革也進入了深水區(qū)。如何更好地利用互聯(lián)網(wǎng)+時代的相關技術開展教學；如何實現(xiàn)專業(yè)設置與產(chǎn)業(yè)需求的對接、課程內容與職業(yè)標準的對接、教學過程與生產(chǎn)過程的對接、畢業(yè)證書與職業(yè)資格證書的對接、職業(yè)教育與終身學習的對接，成為了當前高等職業(yè)教育改革的重要突破口和切入點。

在工科高職高專院校中，由于課程體系結構和市場需求量大，所以，大部分專業(yè)都開設《單片機應用技術》這門課程，而且該課程還是專業(yè)核心課程之一。鑒于此，急需探索一條適合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的規(guī)律，以適應新的教學要求和教學模式。通過相關研究和實踐，總結了一種以課程資源整合為核心，理實一體化教學模式為實踐教學的《單片機》教學新模式。經(jīng)過實際應用發(fā)現(xiàn)，這種教學模式的教學效果比原有教學模式的教學效果好。這種教學模式不僅能夠使學生真正掌握單片機應用技術，還能滿足互聯(lián)網(wǎng)+時代下對人才的需求。

1 改革前《單片機》課程存在的問題

多年來，高職高專院校的《單片機》課程采用的都是傳統(tǒng)的教學模式，即先在教室里講理論，再到實訓室中做一些功能性的驗證實驗。但是，學生學完《單片機》課程后，并不能真正掌握單片機實踐技能。這種教學模式不能滿足市場對這類人才的需要。鑒于此，分析出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下幾點。

1.1 教學內容比較陳舊

目前，大多數(shù)高職高專學校的《單片機》課程都是將MCS-51系列單片機作為目標器件。雖然51系列的單片機在不斷地改進，速度和內部資源也在不斷提升，但是，隨著微電子技術、半導體技術和大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，8位的51單片機已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的需要。隨著科學技術的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了更能適應工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的單片機，其應用范圍逐年擴大，社會需求量也在逐年增長。因此，原有的51單片機方面的知識已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教育“五個對接”的要求。

另外，現(xiàn)在大多數(shù)高職院校在講授《單片機》課程時，所使用的編程語言是51匯編語言。這種匯編語言存在一定的局限性，學生不容易掌握，所以，它已經(jīng)不能滿足互聯(lián)網(wǎng)+時代對程序可移植性、通用性的要求。

1.2 教學方式不適應《單片機》課程的特性

《單片機》課程是一門實踐性非常強的課程，要求學生在學習的過程中要不斷實踐。但是，傳統(tǒng)的《單片機》課程教學僅僅利用多媒體技術將理論知識轉換成PPT電子文檔。這樣做，雖然看起來比較形象，但是，并不能滿足《單片機》課程實踐性強的特點——學生在學習知識的過程中，沒有及時練習所學的單片機應用技能，等理論講完后，僅僅按照教師給出的例程通過幾個學時的實驗去驗證一下。這樣根本不能滿足對學生單片機實踐能力培養(yǎng)提出的要求，而且還會使學生對《單片機》課程學習失去興趣。

互聯(lián)網(wǎng)+技術沒有與《單片機》教學相結合，沒有將單片機技術作為互聯(lián)網(wǎng)+“+”號后面的實體。雖然每個學校都有良好的網(wǎng)絡資源，但是，《單片機》課程作為計算機技術的一部分，與互聯(lián)網(wǎng)還有一段距離。

1.3 教學資源不統(tǒng)一

《單片機》課程需要《模擬電子技術》《數(shù)字電子技術》和《電路分析》等先修課程的支持。但是，在傳統(tǒng)的教學過程中，并沒有將這些課程與《單片機》課程有機結合起來。各科教師只是按照各自課程的內容授課，彼此獨立，等到學生學習《單片機》課程時，相關的基礎課程知識已經(jīng)忘記或者不知道如何使用。這就使得教授《單片機》課程的教師在講授相關知識時比較困難，進而影響《單片機》課程的教學效果。

1.4 教師實踐技能有待提高

高職高專學校是培養(yǎng)應用型高技術技能型人才的搖籃，它們培養(yǎng)出來的畢業(yè)生要具備快速適應工作崗位操作需求的能力。鑒于此，不僅需要《單片機》課程內容要與崗位技能對接，還要求授課教師要有較強的實踐能力。但是，現(xiàn)在大多數(shù)高職院校的教師都是高等院校的畢業(yè)生，他們缺乏實踐經(jīng)驗，授課時很少能夠將理論與實踐相結合。這樣，讓學生失去了學習《單片機》課程的興趣。

2 資源整合，實現(xiàn)理實一體化

針對傳統(tǒng)《單片機》課程教學中存在的問題，結合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求，充分利用互聯(lián)網(wǎng)+技術，提出了以一塊自行開發(fā)的單片機學習板為中心，整合相關課程資源，用理實一體方式學習《單片機》課程的新模式。這種新模式的具體內容包括以下幾方面。

2.1 教學內容的創(chuàng)新

比較多種單片機的性能，結合市場、企業(yè)對單片機應用技能的需求，將原有51系列的單片機更換為美國微星公司的PIC單片機，并以此為目標器件，因為PIC單片機的CPU采用的是RISC結構。采用Harvard雙總線結構，具有運行速度快，工作電壓低，功耗低，輸入、輸出直接驅動能力較大，價格低，一次性編程，體積小，適用范圍廣，自帶看門狗定時器，可以提高程序運行的可靠性，睡眠和低功耗模式等特點。另外，PIC系列單片機在世界單片機市場中的排名逐年靠前，其發(fā)展速度非?？臁＿@些都符合現(xiàn)代職業(yè)教育“五個對接”的要求。

2.2 用C語言替代匯編語言

因為C語言是面向用戶的高級語言，所以，學生不需要過多了解單片機的內部結構和指令體系，只要學會單片機外圍引腳和內部資源的應用技能即可。這樣做，學生不僅能夠擺脫枯燥的指令系統(tǒng)，還能在有限的課時中學習更多的單片機應用技能。

2.3 開發(fā)PIC單片機實驗板

通過這塊實驗板將原來零散的課程資源或知識有機結合起來。大一時，學生在PROTEUS仿真軟件上學習實驗板上各個單元電路的畫圖技術和仿真技術，以體會電路分析、模擬電子的實際應用情況。另外，將原有焊接產(chǎn)品的內容改成實驗板的焊接，讓學生在練習焊接技術的同時學習單片機在實驗板上下載驗證或開發(fā)等內容。這樣做，將原來相互獨立的《模擬電子技術》《數(shù)字電子技術》《電路分析》與《單片機》課程資源有機結合起來，進一步提高了《單片機》的教學質量。

2.4 落實理實一體的教學模式

將互聯(lián)網(wǎng)+技術引入《單片機》教學中，真正落實了理實一體的教學模式，無限延伸有限的課堂教學空間。理實一體的教學模式增加了學生練習單片機應用技術的次數(shù)，能讓學生將知識轉換為實驗板上各種器件的動作，進一步提高學生的學習興趣。利用互聯(lián)網(wǎng)+技術將《單片機》課堂延伸出去，能讓學生了解單片機的發(fā)展，了解社會、企業(yè)對單片機應用技能人才提出的要求，讓學生明確學習目的。

2.5 培養(yǎng)任課教師的實踐能力

大力培養(yǎng)任課教師的實踐能力，鼓勵教師積極參與校企合作項目的研發(fā)。每年安排相關教師到企業(yè)實踐鍛煉，并要求他們將企業(yè)中的項目帶回來或參與到企業(yè)項目改造中。這樣，不僅能夠提高任課教師的實踐能力，還能使他們更好地指導學生實訓或實踐。

2.6 鼓勵學生參加各種電子設計競賽

競賽可以培養(yǎng)學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力，創(chuàng)新意識、獨立工作的能力和實驗綜合技能。在此過程中，要求學生要熟練掌握《電子技術》等課程的基本概念、基本電路、基本分析和設計方法，還要非常熟悉單片機系統(tǒng)的芯片選型和硬件設計。這樣才能快速提供完整的系統(tǒng)解決方案，并進行程序設計。同時，還要求學生具備很強的動手實踐能力，由他們獨立完成機械裝配和調試工作，迅速判斷故障，并調試電路。如果他們做不到，就無法按時完成設計任務。

2.7 改變考核方式

改變《單片機》課程的考核方式和內容，側重于對學生應用、創(chuàng)新能力的考核。過去，《單片機》課程的考核只注重理論知識——在考前，學生會花很多時間死記硬背書中的原理知識，最后考試成績都很好。但是，大多數(shù)高分學生只知其然而不知其所以然，就連運用單片機實現(xiàn)一個簡單的系統(tǒng)都不會，出現(xiàn)了“高分低能”的情況?！秵纹瑱C》是一門實踐性很強的課程，教師應該將實踐環(huán)節(jié)納入考核中，加大實踐環(huán)節(jié)在成績中所占的比例。這樣做，有利于教師真正了解學生對知識的掌握情況，并且能夠從一定程度上提高學生學習這門課程的興趣。另外，考核形式也不應只拘泥于筆試。比如，考核總成績?yōu)?00分，它可由3部分組成，即理論知識（30分）、實驗（30分）和大作業(yè)（40分）。其中，大作業(yè)是教師為學生提供幾個用單片機來實現(xiàn)相關設計的題目，讓學生在限定的時間內、在課外獨立完成，而教師則根據(jù)學生的實踐情況為他們的答辯評分。

3 效果與改進

《單片機》教學模式的改革和創(chuàng)新是為了適應現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求。將互聯(lián)網(wǎng)+技術引入日常的教育中，能進一步提高《單片機》課程的教學質量。緊緊把握將分散的課程資源有機整合的線路，利用理實一體的教學方法，結合互聯(lián)網(wǎng)+技術提高《單片機》課程的質量，將原有的教學模式改為符合“五個對接”要求的先進教學模式。這樣做，不僅能為國家培養(yǎng)應用型、高技術技能型人才，同時，也提高了教師的科研能力，最終實現(xiàn)了高職教育的特色。

〔編輯：白潔〕

Abstract： This paper analyzes the development of modern vocational education and the premise of the Internet + era， this paper analyzes the single chip microcomputer curriculum teaching problems， and to propose the corresponding reform measures， in order to explore the development of modern vocational education teaching mode.

Key words： single chip microcomputer； teaching mode； Internet + era； vocational education