高職院校單片機課程教學改革探索與實踐

蘇再軍 黃艷香

（1.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院智能制造學院，廣東 廣州 511442；2.湖南省高效動力系統(tǒng)智能制造重點實驗室，湖南 邵陽 422000；3.廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院交通工程學院，廣東 廣州 511442）

0 引言

作為高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)的一門重要基礎課程，單片機系統(tǒng)設計與制作課程內(nèi)容抽象難度大，綜合性、實踐性強等特點。在目前的日常教學中，仍然以傳統(tǒng)的課堂教學模式為主進行理論教學，實訓教學則是采用KeilC51和Proteus軟件進行程序編程調(diào)試及仿真，教學效果欠佳。因此，根據(jù)廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院機電一體化專業(yè)學生的特點，使學生更深入地理解單片機軟、硬件系統(tǒng)的基本組成原理，掌握單片機系統(tǒng)設計和應用的基本思路和過程，更好地提高學生單片機應用的創(chuàng)新能力是高校教育者需要持續(xù)研究的內(nèi)容。

1 課程教學現(xiàn)狀分析

1.1 學生基礎較差

相對于本科院校學生而言，普高錄取的專科層次學生基礎知識普遍較差。此外，除了普高上來的學生之外，高職院校還有由三二分段、現(xiàn)代學徒制、訂單班等其他招生途徑招入的非普高應屆生，這部分學生的綜合素質更差，對學習單片機課程的先修課程知識點掌握不好（如機械制圖與Auto CAD、互換性與機械測量、模電數(shù)電等），導致單片機課程的教學難度特別大。

1.2 課程難度大，缺乏真實環(huán)境，忽視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

單片機課程的總體學習目的是使學生熟練掌握應用單片機設計智能控制系統(tǒng)的知識及能力。為了達到這一目的，需要學習單片機硬件結構及使用、單片機外設硬件結構及使用、單片機系統(tǒng)元器件焊接組裝、單片機軟件編程調(diào)試、單片機軟硬件仿真等大量知識，課程的知識點多，學習難度大。此外，當前的單片機課程體系仍然在幾十年前制定的課程體系上修修補補，忽視了對學生在學習過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)解決生產(chǎn)生活中的實際問題的創(chuàng)新能力，嚴重滯后于社會的發(fā)展。

1.3 教學方法落后，以教師為主導

目前，多媒體教學手段已成為主流的教學方式，大部分教師能夠收集整理制作出內(nèi)容豐富，具有趣味性、通俗易懂的教學課件，但在教學過程中，仍存在著一些不足：

（1）講授過程中缺乏課堂提問、小組討論等與學生互動環(huán)節(jié)，尤其是給基礎能力較差的學生上課，“任你千喚萬喚，始終啞巴一個”，課堂互動難度較大。

（2）教學方法仍以授課為主導，不能多種教學方法并用，根據(jù)教學內(nèi)容選擇恰當?shù)慕虒W方式，尤其是項目驅動式、翻轉課堂等教學方法的應用較少，無法調(diào)動學生學習的積極性，不能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

1.4 課程考核體系不全

目前，單片機系統(tǒng)設計與制作課程的考核方式采用卷面筆試成績（50%）+實訓成績（30%，12個實驗實訓項目）+平時成績（20%，如作業(yè)、課堂表現(xiàn)）的方法綜合評定學生對該門課程知識點的掌握程度。相比以考試成績?yōu)橹鞯目己朔绞?，這種考核雖然降低了考試結果這部分的比重，但比重還是過高，且對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程考核不能體現(xiàn)。

2 課程教學改革措施

針對高職院校機電類單片機課程教學中存在的上述問題，教研室以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的，對該課程展開了以下幾個方面的改革：

2.1 開展第二課堂，針對性的提高學生基礎能力

針對學生基礎較差，在課堂上跟不上教學進度的實際問題，教研室任課教師采取了開展第二課堂，“線上+線下”混合教學的新模式。講授課程前，把本次課程學習所需的基礎知識點和進階知識點先通過課程線上網(wǎng)絡教學平臺向學生推送，學生先以自學為主方式在課前完成學習任務，以保證在課堂上跟上教學進度并對進階知識點發(fā)表自己的看法，提高學生的學習興趣及創(chuàng)新能力。

2.2 以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，優(yōu)化教學內(nèi)容

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，對理論性較強及不實用的課程內(nèi)容進行精簡，以項目式教學為主線，把原來直線式排列的教學章節(jié)調(diào)整為實踐工程應用中的7個模塊，10個項目排序，以工程應用入手，由簡到難，學生需通過學習掌握模塊項目內(nèi)的知識點，自主獨立思考設計硬件及軟件解決方案，在遇到問題時，通過教師對該知識點的進一步講解，掌握并理清思路，最終通過完成項目實現(xiàn)對基本知識點的掌握。此外，每個項目還有進階項目，對該項目中容易出錯的知識難點及重點設置反復聯(lián)系，對需重點掌握的知識要在原項目基礎上進一步改進設計，使學生熟練掌握單片機課程的基礎知識及實際應用設計，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

2.3 更新教學理念，綜合應用多種教學方法

對于基礎能力較差的學生而言，第一要務是提高學生的學習興趣，主動去學習。因此，針對不同的教學內(nèi)容，采用多種教學方法是教學的關鍵。單片機課程的項目式教學通常從最簡單的信號燈控制系統(tǒng)設計開始，由易到難，最后以綜合性項目模擬交通燈控制系統(tǒng)結束課程，因此，經(jīng)過研究室教師的共同探討及實踐，在項目驅動式教學過程中，摸索出了采用微課、動畫、虛擬仿真、小組討論式、翻轉課堂等多種教學模式，并為學生提供有針對性的個性化指導，讓學生在學中做，在做中學，在學中想，學生學習興趣有了極大提高。

2.4 弱化考試成績比重，強化全過程考核

首先要明確單片機課程考核目的，是考核學生掌握并靈活運用單片機課程知識，解決實際問題的創(chuàng)新能力，這個能力的大小不能用考試成績結果來衡量，而需構建多元化評價體系，加大加強在解決問題過程中的全過程考核，采用以全過程考核為主，結果考核為輔的綜合考核模式。此外，考核者應包括在解決問題過程中的主要指導者及參與人，如教學指導教師、企業(yè)導師、小組主要成員等。學生自己既是考核人，又是被考核人，這樣才能使學生意識到自己與其他同學的差距，調(diào)動學生的學習積極性。

3 結語

通過近幾年面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的單片機課程教學改革，激發(fā)了學生學習的主動性，學生創(chuàng)新應用能力得到顯著提升，實現(xiàn)了創(chuàng)新性單片機人才教學培養(yǎng)目標。