基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式探討

鄭安豫， 王 俊,2， 房雁平,2

(1.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 安徽 合肥 230051；2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司培訓(xùn)中心， 安徽 合肥 230022)

0 引言

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”(以下簡稱“雙創(chuàng)”)的背景下，高等教育改革應(yīng)發(fā)揮課堂主渠道作用[1]。近年來由于高校畢業(yè)生人數(shù)的增加，高校畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻，畢業(yè)生人數(shù)從2010年的575萬人增長到2020年874萬人。2020年新型冠狀病毒感染的肺炎疫情爆發(fā)，企業(yè)需求量降低，大量創(chuàng)新型企業(yè)也紛紛面臨經(jīng)營窘境，導(dǎo)致2020年應(yīng)屆畢業(yè)生就業(yè)更加雪上加霜。如何提高畢業(yè)生的創(chuàng)新能力、增強創(chuàng)業(yè)的生存能力是高等教育面臨的一個重要課題。

單片機(jī)課程是電氣控制類專業(yè)的專業(yè)課程，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)小產(chǎn)品設(shè)計和制作能力，能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的發(fā)展，單片機(jī)課程具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的獨特優(yōu)勢[2]。

1 “雙創(chuàng)”背景下傳統(tǒng)單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問題

1.1 教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)

單片機(jī)課程是一門工程性、實用性很強的專業(yè)課程。課程特點要求教師不僅要具有較強的理論功底，還要有豐富的實踐經(jīng)驗。但是，由于高校人才招聘制度的設(shè)定，單片機(jī)課程教師一般是畢業(yè)后直接到學(xué)校就職。從學(xué)校來到學(xué)校去的經(jīng)歷，使教師缺乏實際項目作業(yè)經(jīng)歷，只能在課堂上教授一些基本項目。學(xué)生的思維也只停留在簡單的小項目上，很難提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的缺失，制約了單片機(jī)課程的教學(xué)發(fā)展，也限制了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)和提高。

1.2 考核方式

傳統(tǒng)單片機(jī)課程的考核成績由平時成績和期末成績兩部分構(gòu)成。平時成績包括項目作業(yè)、課堂表現(xiàn)及考勤等幾個部分組成，雖然考慮了過程考核，側(cè)重點仍然是項目結(jié)果，對項目設(shè)計、創(chuàng)新性的考核幾乎沒有。這與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的要求嚴(yán)重不符，也使課程顯得乏味，打擊了學(xué)生的創(chuàng)新積極性。

2 “雙創(chuàng)”背景下的單片機(jī)課程定位與改革思路

2.1 課程定位

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的開展是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路，有助于提升學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)的能力，提高應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)率。通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的社會環(huán)境，一方面培養(yǎng)了整個社會的可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新能力，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生自身不斷創(chuàng)新的職業(yè)素養(yǎng)[3]。

2.2 課程改革思路

基于“雙創(chuàng)”背景的單片機(jī)課程教學(xué)改革，是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)。這個目標(biāo)需要在教學(xué)過程中通過興趣培養(yǎng)、知識積累、能力形成螺旋式遞進(jìn)完成。

為避免改革流于形式，保證創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合單片機(jī)課程的可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育不能脫離課程教學(xué)過程，必須結(jié)合整個教學(xué)環(huán)節(jié)，包括單片機(jī)課程的原理部分、項目實驗部分、課程設(shè)計部分、單片機(jī)社團(tuán)、畢業(yè)設(shè)計等部分。

3 “雙創(chuàng)”背景下單片機(jī)課程改革方案設(shè)計

3.1 整合教學(xué)內(nèi)容

“雙創(chuàng)”背景下單片機(jī)課程改革首先要從教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改革。改變傳統(tǒng)理論分析為主的授課方式，改成項目式教學(xué)，將單片機(jī)知識體系劃分到各個項目制作中去，并以任務(wù)驅(qū)動實現(xiàn)項目。單片機(jī)教學(xué)表如表1所示。

3.2 優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)

融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特性的單片機(jī)課程教學(xué)改革貫穿單片機(jī)課程發(fā)展的全部環(huán)節(jié)，包括單片機(jī)課程的原理部分、項目實驗部分、課程設(shè)計部分、單片機(jī)社團(tuán)、畢業(yè)設(shè)計等部分。通過各個部分的互相滲透融合達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

表1 單片機(jī)項目式教學(xué)表

3.2.1 原理部分

單片機(jī)原理部分涉及計算機(jī)底層，晦澀難懂。通過案例式教學(xué)法，從實際產(chǎn)品中的功能部分進(jìn)行講解，可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然后通過功能的分析引入原理介紹。

3.2.2 項目實驗部分

單片機(jī)課程實驗由仿真實驗和項目制作兩部分組成。在仿真實驗過程中先做各個任務(wù)的實現(xiàn)實驗，有了這部分的實驗過程，在學(xué)生掌握了項目功能的基礎(chǔ)上，教師再提出功能優(yōu)化方案，學(xué)生通過查詢網(wǎng)絡(luò)資料，采取不同的方式實現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。項目制作階段讓學(xué)生制作有實際功能意義的創(chuàng)意產(chǎn)品，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2.3 課程設(shè)計部分

課程設(shè)計題目的挑選從與社會生活息息相關(guān)的產(chǎn)品入手，不能完全按照原型復(fù)制，可以是先有模型的提升，或是當(dāng)前市場亟需的小產(chǎn)品功能。這就需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，從需求分析開始，到現(xiàn)狀調(diào)查、目標(biāo)確定、功能分析、產(chǎn)品設(shè)計、制作和調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生對產(chǎn)品的全流程設(shè)計能力。

3.2.4 單片機(jī)社團(tuán)

單片機(jī)社團(tuán)是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的孵化基地。社團(tuán)的主要活動就是學(xué)科比賽訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐。單片機(jī)相關(guān)的專業(yè)競賽是對學(xué)生技能水平的訓(xùn)練和檢驗，為日后學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動培養(yǎng)專業(yè)技能。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動是社團(tuán)開展的融入社會的實踐活動，開展社會調(diào)研、產(chǎn)品功能分析、產(chǎn)品制作，有助于訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力。

3.2.5 畢業(yè)設(shè)計

改變傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計選題思路，給學(xué)生靈活命題，讓學(xué)生自主選擇畢業(yè)設(shè)計方向，給學(xué)生創(chuàng)新的空間。結(jié)合學(xué)術(shù)前沿，讓學(xué)生大膽地設(shè)計制作，同時讓學(xué)生結(jié)合商業(yè)現(xiàn)狀開發(fā)設(shè)計和市場有緊密聯(lián)系的產(chǎn)品。通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練，讓學(xué)生將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作為畢業(yè)設(shè)計的目標(biāo)，為學(xué)生畢業(yè)后的創(chuàng)業(yè)提供創(chuàng)新思路。

3.3 豐富教學(xué)資源

基于“雙創(chuàng)”背景的單片機(jī)課程教學(xué)模式，重要的一點就是教學(xué)資源庫的根本性改革，改革陳舊的以知識體系構(gòu)建的資源庫，轉(zhuǎn)而建設(shè)與項目教學(xué)相一致的案例資源，例如企業(yè)成果轉(zhuǎn)化案例、課題組教師團(tuán)隊的教科研案例、社會熱點需求案例。教學(xué)資源庫建設(shè)對提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)靈感有著非常重要的作用，需要聯(lián)合企業(yè)共同開發(fā)研討制作。

3.4 師資隊伍建設(shè)

師資隊伍是單片機(jī)課程開展的有力保障。傳統(tǒng)單片機(jī)課程教師由于缺乏企業(yè)經(jīng)歷，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育缺乏實踐經(jīng)驗，對人才培養(yǎng)的把握并不科學(xué)。所以需要加強產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，加大力度開展校企合作，建立校外實踐基地，聘請企業(yè)專家進(jìn)校園，開展雙導(dǎo)師制度，讓企業(yè)專家參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，引入前沿技術(shù)發(fā)散學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維[4,5]。學(xué)校教師開展下廠進(jìn)企業(yè)鍛煉，結(jié)合新技術(shù)開拓一線教師的創(chuàng)新能力，加強教師的創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)教師的創(chuàng)業(yè)思維，有利于提升教師的專業(yè)課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

3.5 改進(jìn)考核方式

科學(xué)的考核方式有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，側(cè)重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的過程考核方式有利于引導(dǎo)學(xué)生提升自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)習(xí)能力[6]。課程組教師研討提出了“課堂表現(xiàn)+項目分析+項目設(shè)計+項目實現(xiàn)+項目匯報+綜合考試”的考核方式，實現(xiàn)了課程教學(xué)的過程考核。課堂表現(xiàn)包括實驗項目調(diào)研過程中網(wǎng)絡(luò)資源的整合能力、項目參與度、團(tuán)隊合作能力等。項目分析、項目設(shè)計、項目實現(xiàn)是整個實驗項目的制作過程，重點考察學(xué)生的創(chuàng)新能力。項目匯報是學(xué)生項目制作完成后的展示環(huán)節(jié)，學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)，互相啟發(fā)，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

教學(xué)團(tuán)隊通過實踐發(fā)現(xiàn)，通過基于“雙創(chuàng)”的教學(xué)改革，單片機(jī)課程的教學(xué)效果提升顯著，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析能力、解決問題的能力都得到顯著提高。經(jīng)過幾個學(xué)期的教學(xué)試點改革，學(xué)生的單片機(jī)項目制作能力顯著提升，在實驗項目完成、課題設(shè)計、社團(tuán)項目制作、畢業(yè)設(shè)計等方面都有較好的創(chuàng)新點。學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中也取得了較好的成績。不斷完善教學(xué)改革將持續(xù)提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。