現(xiàn)代學(xué)徒制背景下的課程改革探索*
——以“單片機原理與應(yīng)用”課程為例

趙艷霞

（濟南職業(yè)學(xué)院，山東 濟南 250103）

0 引言

現(xiàn)代學(xué)徒制是一種由學(xué)校和企業(yè)共同推進的育人模式，學(xué)徒擁有雙重身份，即學(xué)校的學(xué)生和企業(yè)的員工。對學(xué)徒來說，入學(xué)即就業(yè)，他們一段時間在企業(yè)生產(chǎn)實踐學(xué)習(xí)，一段時間在學(xué)校進行專業(yè)理論學(xué)習(xí)。因此，要求學(xué)校與企業(yè)在專業(yè)知識傳授、人才培養(yǎng)方案等方面要達成一致性。

“單片機原理與應(yīng)用”課程作為高職院校機電類、自動化類專業(yè)的一門專業(yè)課程，它以電工電子技術(shù)、C 語言為基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能夠掌握單片機技術(shù)及其在日常生活和工業(yè)控制中的應(yīng)用，能提升自身的實踐能力、創(chuàng)新能力及產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力，為將來從事電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、檢測等工作打下良好的基礎(chǔ)。但其在現(xiàn)代學(xué)徒制模式下的教學(xué)模式與企業(yè)要求的銜接值得人們探討，本文以此為出發(fā)點，以“單片機原理與應(yīng)用”課程為載體，在授課內(nèi)容和教學(xué)方法方面進行了探索。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀

“單片機原理與應(yīng)用”課程作為一門專業(yè)課，在工業(yè)控制、儀器儀表智能化、計算機集成控制等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1-2]。但由于傳統(tǒng)教學(xué)方法是以教師先講授單片機基礎(chǔ)知識、編程知識，學(xué)生再進行實踐練習(xí)為主，學(xué)生進行實驗操作時可能已經(jīng)遺忘了之前教師講授過的理論知識。這種模式之下學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大幅度下降，教學(xué)效果不佳[3]。針對此課程的特點也有許多教師采取了相應(yīng)方法進行教學(xué)改革與探索。例如：姚健提出依據(jù)項目進行教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，按照“教、學(xué)、做”進行一體化教學(xué)，搭建虛實結(jié)合的實踐化教學(xué)平臺，從課程考核方式方面進行改革，提高了學(xué)生的單片機實際操作能力，取得了較好的教學(xué)效果[4]；孫惠英和錢祥利提出了一種項目驅(qū)動的單片機課程混合式教學(xué)模式，采用了線上線下相結(jié)合的方式，激發(fā)學(xué)生對單片機的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、硬件電路設(shè)計、程序設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力[5]；王照偉等提出了一種基于項目驅(qū)動的單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)實踐方法，加強了課程內(nèi)容各知識模塊的層次性和邏輯性，將抽象的知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為具體的實例教學(xué)，加強了學(xué)生對課本知識的理解能力，實踐過程中學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力得到顯著提高[6]。

1.2 存在的問題

1）教學(xué)內(nèi)容晦澀難懂，教學(xué)方式單一。傳統(tǒng)的單片機教學(xué)模式的授課順序通常是先講解單片機的內(nèi)部構(gòu)造，再講解編程語言基礎(chǔ)，最后講解程序設(shè)計的步驟。但是單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生對于單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解無法形象化，只能借助教師的講解來理解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于第一次接觸編程語言的學(xué)生來說，C 語言的理解能力存在差異，具體的應(yīng)用更需要時間來消化理解。程序設(shè)計方法的掌握需要有一定的邏輯思維能力，并且需要通過大量實踐、練習(xí)才能較好地掌握[7]。這種教學(xué)模式使得剛接觸單片機課程的學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低，甚至產(chǎn)生畏懼心理，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

2）校企溝通不暢，專業(yè)知識與企業(yè)要求匹配度低。現(xiàn)代學(xué)徒制是一種由學(xué)校和企業(yè)共同推進的新型教育模式。這種模式的推進需要學(xué)校和企業(yè)共同制定人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)等。而傳統(tǒng)的高職類學(xué)校教學(xué)模式是學(xué)校先進行專業(yè)知識的傳授，在大學(xué)第三年安排學(xué)生進行實習(xí)，這樣就難以保證企業(yè)需求與所授知識之間的有效銜接。在現(xiàn)代學(xué)徒制模式之下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在學(xué)生進入企業(yè)實習(xí)的過程中就會發(fā)現(xiàn)專業(yè)知識與企業(yè)要求不匹配，難以取得較好的培養(yǎng)效果[8]。

3）學(xué)習(xí)評價方式單一，評價效果難以保證。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下多采用筆試考核，許多學(xué)生為了通過最終的期末測試采取死記硬背的方法。即使通過了最終的考試，但是真正掌握的知識點卻屈指可數(shù)。這種學(xué)習(xí)評價模式不僅不利于提升學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，同時也難以保證學(xué)習(xí)評價的效果[9]。

2 項目化教學(xué)與過程評價教學(xué)方案研究

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在的問題，結(jié)合筆者所在學(xué)院的現(xiàn)代學(xué)徒制模式，創(chuàng)新實踐了項目化教學(xué)與過程評價相結(jié)合的教學(xué)方法，在教學(xué)實踐中取得了良好的效果。

2.1 課程內(nèi)容的選取

改變傳統(tǒng)教學(xué)的章節(jié)設(shè)置，選用項目化教學(xué)教材。以項目化教學(xué)模塊為載體，筆者所選用教材為人民郵電出版社出版、郭志勇主編的《單片機應(yīng)用技術(shù)項目教程》[10]。按照教材的編排及學(xué)院學(xué)徒制教學(xué)背景的實際情況選取了7 個項目作為教學(xué)載體，如表1所示。7 個項目的設(shè)計內(nèi)容既包含了傳統(tǒng)教學(xué)模式下要求掌握的單片機基本知識、C 語言編程知識，同時又將這些知識糅合到項目之中，實現(xiàn)了講授理論知識與項目實踐的結(jié)合。

表1 項目教學(xué)內(nèi)容

2.2 課堂授課

本課程的授課對象為濟南職業(yè)學(xué)院大二“12+8”培養(yǎng)模式（每學(xué)期12周在企業(yè)學(xué)習(xí)，8 周在學(xué)校學(xué)習(xí)）學(xué)生。在本課程授課之前，學(xué)生已結(jié)束為期12 周的企業(yè)學(xué)習(xí)。因此在本課程的第一次授課過程中，筆者先對學(xué)生進行問卷調(diào)查，主要搜集學(xué)生前期對電工電子技術(shù)、C 語言等相關(guān)前置課程的知識掌握情況。重點了解學(xué)生在企業(yè)所學(xué)知識的運用情況及對相關(guān)專業(yè)知識的需求情況，以便后續(xù)教學(xué)計劃的實時調(diào)整，以滿足企業(yè)要求。

在課程授課之前先將課程視頻、電子教案、圖片、實驗指導(dǎo)書等相關(guān)資料上傳到學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，要求學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)能夠讓學(xué)生更好地感知本門課程所學(xué)知識點，并且?guī)熒g可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行交流，教師可及時記錄學(xué)生預(yù)習(xí)過程中存在的問題，以便更好地開展課堂教學(xué)。

上課過程中再次展示本項目需要完成的任務(wù)，同時結(jié)合學(xué)生課前對相關(guān)知識的預(yù)習(xí)情況，使學(xué)生快速理解項目知識，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在講解相關(guān)知識的過程中，硬件知識與C 語言知識交叉講授，將枯燥難懂的理論知識分塊循序漸進地傳授給學(xué)生，減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。為了提高學(xué)生C 語言編程能力及電路圖識讀能力，課堂教學(xué)中采用Keil 與Proteus 聯(lián)合仿真的方式鞏固教學(xué)內(nèi)容。在軟件設(shè)計過程中，通過Keil 軟件讓學(xué)生使用C51 語言進行程序設(shè)計和調(diào)試。在硬件設(shè)計過程中，通過Proteus 軟件讓學(xué)生從元件庫中選取元器件，然后完成硬件原理圖的繪制，并與Keil 軟件進行聯(lián)合仿真。聯(lián)合仿真的形式，可以突破實驗室設(shè)備的局限性，同時學(xué)生可根據(jù)自己的設(shè)計內(nèi)容靈活選擇元器件，提高自身的創(chuàng)新能力。為了進一步提升學(xué)生單片機的硬件調(diào)試能力，本課程特別為學(xué)生準(zhǔn)備了普中科技開發(fā)的51 單片機開發(fā)板。本實驗箱是小型便攜式實驗箱，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中可將該實驗箱自由攜帶，滿足自身進行實驗探究的需求。

2.3 過程評價

為了改革傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評價模式，提高教學(xué)效果，本課程采取了過程評價的學(xué)習(xí)評價模式。課程考核采取“10%平時成績+40%過程實驗考核+50%期末成績”的形式進行。平時成績涵蓋了學(xué)生的考勤、課堂表現(xiàn)、課堂作業(yè)等內(nèi)容，占課程考核的10%。過程實驗考核要求全班同學(xué)每兩人一組共同完成教師設(shè)置的課程考核題目，并能講解軟硬件設(shè)計過程?？己祟}目依托課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，要求學(xué)生能獨立完成程序設(shè)計及硬件調(diào)試?？己藘?nèi)容貫穿于課程講授的全過程，共設(shè)置4 次，考核題目及考核目的如表2 所示。過程考核使學(xué)生能在課本知識的基礎(chǔ)上得到知識的拓展及能力的提升。通過同組學(xué)生互評及教師評價給出每次考核成績，并將其計入最終的成績當(dāng)中。通過運用過程考核模式，學(xué)生提高了合作交流能力、編程實踐能力及硬件調(diào)試能力。期末測試則采用傳統(tǒng)紙筆測驗的形式進行，占考核成績的50%。筆者在2022—2023 學(xué)年第二學(xué)期授課過程中采用此模式進行授課，并在學(xué)期結(jié)束時再次進行了問卷調(diào)查。56名學(xué)生中有45 名學(xué)生表示基本掌握了單片機的基本知識，能獨立完成基本的程序設(shè)計及硬件調(diào)試任務(wù)，而且有多名學(xué)生表示愿意再深入學(xué)習(xí)本課程并希望將本課程所學(xué)知識應(yīng)用到未來的工作中。

表2 考核題目及考核目的

3 教學(xué)成效分析

筆者經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實踐，總結(jié)“項目化”和“過程評價”相結(jié)合的教學(xué)模式所具有的優(yōu)勢有如下幾點：

1）提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。項目化的教學(xué)模式，突破了傳統(tǒng)授課模式的局限性，每個項目的內(nèi)容都是理論與實踐密切結(jié)合的。讓學(xué)生真正感知到理論知識與實踐內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)知識的內(nèi)驅(qū)力，同時在授課過程中增強了課堂的趣味性，使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)、勇于探究，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2）提升了學(xué)生的團隊合作和溝通能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中采用分組合作方式來完成項目任務(wù)。每組學(xué)生根據(jù)項目實現(xiàn)要求互相分工配合，分配任務(wù)，依據(jù)任務(wù)分工完成自己負責(zé)部分的內(nèi)容，提高了學(xué)生的團隊合作能力和交流能力，同時也加深了學(xué)生之間的友誼。

3）提高了學(xué)生的軟硬件設(shè)計及調(diào)試能力。單片項目設(shè)計過程涉及軟硬件設(shè)計及調(diào)試，這要求設(shè)計者要擁有良好的編程思維，同時還要結(jié)合硬件設(shè)計完成調(diào)試。通過項目式的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生進一步提升了自身的C 語言編程能力及硬件調(diào)試能力，培養(yǎng)了邏輯思維能力。

4）提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。教學(xué)過程依托各個項目展開，教師講授項目要求，學(xué)生學(xué)習(xí)基本知識，尋求解決方案，小組合作完成項目的實施過程。教學(xué)過程打破了課堂教學(xué)與實訓(xùn)場地的界限，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)。這與現(xiàn)代學(xué)徒制模式下的培養(yǎng)要求相吻合，大幅提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，幫助學(xué)生培養(yǎng)了良好的工作態(tài)度，為學(xué)生進入企業(yè)實習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

“單片機原理與應(yīng)用”是一門綜合性較強的課程，在學(xué)習(xí)時要求學(xué)生具備基本的電工電子技術(shù)知識及C語言知識，同時還要求學(xué)生有較強的邏輯思維。作為教師要積極探索學(xué)生適用的教學(xué)模式。本文提出的“項目化”和“過程評價”相結(jié)合的教學(xué)方法在筆者所在學(xué)院的現(xiàn)代學(xué)徒制模式下取得了一定的效果，解決了部分傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、團隊合作能力及創(chuàng)新意識。但一種新的教學(xué)模式的運用與研究是一個循序漸進的過程，在實施的過程中可能會遇到各種問題需要解決，這是前進過程中必然要經(jīng)歷的，這需要教師與學(xué)生的共同努力，不斷優(yōu)化教學(xué)模式，才能真正提高教學(xué)效果，提升學(xué)生的知識技能水平。