高职院校单片机应用课程教学改革与实践

张红霞

(武汉商业服务学院，湖北 武汉 430056)

随着国家示范性高等职业院校项目活动的深入开展,精品课程建设如火如荼。高职院校应以精品课程建设为契机,加强教育教学的改革。精品课程建设是专业建设中最基本的核心工作，其水平、质量和成果是衡量高职学院办学水平和教学质量的重要指标。加强精品课程建设是深化教学改革，实现培养目标的保证。

《单片机应用》是机械电子、自动化类专业必修的重要专业技术课程，是高技能应用型人才知识结构中的重要环节，也是近年来根据高职高专层次特色，将《微机原理》和《单片机原理与接口技术》进行课程整合，形成的一门全新的高职高专类课程。通过课堂教学与实践教学，掌握单片机应用系统的初步设计、应用分析、安装、调试、维护等多种工程实践方法。培养相关行业的设备管理、技术服务等方面综合能力，培养学生的科学思维方法和创新意识。因此，在精品课程建设中，我们改革的重点包括以下几个方面。

一、狠抓人才调研，深化教学内容改革

课题组针对单片机应用人才的需求和相关职业院校该专业的建设对湖北省15个企业以及300多名应用电子技术相关专业毕业生进行了进一步的调研。调研所得的主要结论综合归纳如下：

（一）通过人才调研，确立课程教学目标

《单片机应用》课程的目标是培养团队精神、人际沟通等方面的职业素质；掌握单片机应用系统的初步设计、应用分析、安装、调试、维护等多种工程实践方法。培养相关行业的管理、技术服务等方面综合能力。

《单片机应用》课程教学目标：

1.知识目标

通过情境式教学，使学生构建信息采集与处理方面的知识、智能电子产品简单设计、产品故障诊断的知识及相关控制知识，学习单片机控制技术知识。

2.能力目标

通过情境式教学，使学生掌握开发智能电子产品的基本工作过程，培养学生能调试、会诊断、懂设计，善思考的智能电子技术的应用能力；培养实战型的高素质技能型人才。

（二）科学整合课程，加强学生实际操作能力的培养

随着高职院校教学改革的发展，要求理论教学做到“必需、够用”，注重对学生实践能力的培养，因此需要我们改革传统的课程体系和内容，贴近实际应用，以适应社会发展需求。

随着高职教育的不断改革，根据职业教育的培养目标，对课程进行科学的整合，将《微机原理》和《单片机原理与接口技术》整合为一门全新的课程《单片机应用》。在教学过程中，《微机原理》和《单片机原理与接口技术》程内容相互渗透，根据职业岗位（群）的能力要求及职业资格证书要求，侧重硬件故障检测、软件编程设计方法，增加实训环节（集中实训周），进行综合设计操作训练。并通过项目驱动，提高学生实践能力。

（三）因地制宜，设计学习情境

综合企业需要和完成智能电子产品设计与维护任务所需的知识、能力和素质要求进行教学内容的选取，教学内容和教学过程避开了高职学生最害怕的纯理论学习，充分适应学生好动、富有想象力的特点。教学内容选择浙江天煌教仪单片机实训设备作为学习载体，学习内容包含职业岗位能力培养所需的全部知识，按照学生的认知规律和职业能力培养规律、产品的选择从简单到复杂、从单一到综合，逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。

我们以职业行动能力由弱到强的递进规律为主线，遵循“智能电子产品设计与使用由简单到复杂；教师参与由多到少；学生自主行动由少到多；学生职业能力由低到高”的顺序，将课程教学内容组织、序化成5个学习情境，即：继电器控制、单片机奏乐、电子琴的模拟、抢答器的设计和步进电机的控制（选作），总学时为80学时。另外，还增加了一周的集中实训，进行一个小型电子产品的画图、焊接、编程等全过程操作训练。

二、以实训基地建设为依托，创建校企合作、工学结合的教学环境

教高 [2006]16号文明确要求：“重视学生校内学习与实际工作的一致性”，“探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式；引导建立企业接收高等职业院校学生实习的制度，加强学生的生产实习和社会实践”，“紧密联系行业企业，厂校合作，不断改善实训、实习基地条件”。因此，我们在教学改革的同时，努力探索校企合作新思路，经过几年的努力，针对区域经济发展的特点，在湖北地区建立了9个适合电子专业相关岗位群的相对稳定的实训基地，并与江浙一带及广东地区部分企业也有实习合作关系。学生定期到企业进行生产实习，企业选派工程技术人员现场教学。此外，专业老师积极为企业生产提供技术服务，对生产设备进行技术改造、解决技术难题等，企业也充分感受到校企合作所带来的巨大益处，校企合作机制得以巩固。

三、改革教学方法及手段，提高教学质量

改革教学方法与手段，是我们在精品课程建设中进行的又一项重要改革。

作为一门专业核心课程，单片机应用的理论性和实践性都很强，软硬件设计需要知识和经验的积累，传统的教学方法使学生感到枯燥难学，影响学习积极性。在教学手段的应用上，黑板加粉笔、模型加挂图的模式已不能完全反映教学内容与工程实际的联系，因此，必须充分利用现代化教学手段，结合多媒体教学与各种传统教学手段的优势，增强课堂教学的生动性和启发性，提高学生理解和掌握单片机应用知识，从而提高教学质量和教学效果。

（一）教学方法的使用

课程组重视教学方法的探索与改革，在课程教学中，提倡多样化的教学方式，个性化的教学设计，注意多种教学方法的灵活应用多种教学方法的选择与综合运用，多个教学环节的有机整合，在实际教学中取得了良好的效果。

1.项目教学法

教师把一个相对独立的项目，交由学生自己处理。学生作为学习的主体，完成信息的收集，方案的设计，项目的实施及最终的评价等所有行动过程。教师成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

使用目的：能够大大激发学生的学习积极性。项目“抢答器的设计”即采用这一方法（实施过程以此为例）。

实施过程：教师提供产品的样件、原理图、编程软件，要求学生完成由硬件电路进行软件编程。学生分组讨论，独立完成行动计划的制定，学习编程软件的使用，完成电路的分析，软件编程以及软硬件的联合调试，并分析解决其中碰到的问题。学生展示自己的学习成果时会发现可以通过不同的方式来实现数码管的显示编程，程序可以用不同的程序来实现。

实施效果：学生通过该项目的进行，了解并把握单片机软件编程方法，学习软件指令，制作硬件电路，不仅获得了理论知识和操作技能，更重要的是提高了解决问题的方法能力，接纳新知识的学习能力，与人协作能力、承受挫折能力、独立工作能力等社会能力。

上课学生规模：40名学生，分20个小组进行。

2.案例分析教学法

从广义上讲，案例教学法可界定为通过一个具体教学情境的描述，引导学生对这些特殊情境进行讨论的一种教学方法。

使用目的：“案例分析教学法”特别适合在课堂教学中对实际生活和职业实践中所出现的问题进行分析，通过合适的案例讲解，给学生感性认识，避免课堂教学的照本宣科。案例中包含知识的应用对象、实际要解决的问题、解决方法和知识的综合应用等多方面内容。“案例式”教学尤其适用于应用性人才的培养。

实施过程：例如电子琴的模拟内容的教学。教师介绍电子琴的模拟要达到的效果和要实现的功能，让学生分组讨论，通过已有的知识确定实现方案；然后收集和整理材料，选择确定解决问题的办法并说明其理由；以小组为单位报告所做的决定，分析各种方案的选择依据；教师点评、比较每组方案，提出新的问题。

实施效果：通过一个个精心选择的案例实施教学，不但能调动学生学习的兴趣，而且能紧密联系实际、引发学生思考，提高学生分析问题、解决问题的能力，同时练习将解决问题的思路和整个决策过程用语言进行完整地、清晰地表述的能力。

上课学生规模：40名学生，分20个小组进行。

3.角色扮演法

角色扮演是一种情景模拟活动。所谓情景模拟就是指根据被试者可能担任的职务，编制一套与该职务实际根据相似的测试项目，将被试者安排在模拟的、逼真的工作环境中，要求被试者处理可能出现的各种问题，用多种方法来测评其心理素质、潜在能力的一系列方法。

使用目的：角色扮演法是在培训情景下给予受训者角色实践的机会，使受训者在真实的模拟情景中，体验某种行为的具体实践，帮助他们了解自己，改进提高。

实施过程：例如工作过程中的检查和评价工作，可以让老师扮演客户代表，小组成员作为开发团队，扮演技术支持工作人员和项目开发人员，进行工作成果交接和反馈表演。

实施效果：模拟真实工作过程，扮演相关角色，让学生切实感受工作人员的角色职责和心理状态，加深对工作角色的认识，进而提高和完善自己。

小组讨论法是将一组人选集中在一起就某个话题展开讨论，小组成员各抒己见，在讨论中得出问题的解决办法。

使用目的：进行技术交流，锻炼学生的表达能力，在讨论中总结归纳最佳问题解决方案。

实施过程：在工作过程中的决策和计划阶段，如果是团队合作完成任务，那么小组成员要讨论任务实施方案，并比较总结确定具体实施方案。

实施效果：通过讨论，了解不同的解决方案，培养团队合作精神，提高工作效率和任务完成质量。

在教学过程中运用现代教育技术，综合运用多媒体教学、网络教学、虚拟仿真教学等多种教学手段，优化教学过程，提高教学质量和效率。

（二）信息技术手段在教学中的应用及效果

1.运用多媒体课件教学。完全采用多媒体课件授课，条理清晰、利于更新，信息量大，能展示复杂的电路图，元器件资料。教学效果远远超过传统授课方式，效果明显，受到了学生的欢迎。

2.运用虚拟仿真实验平台进行实践教学。为了提高学生训练效果，在课程教学过程中，充分单片机仿真软件，验证设计方案的正确性之后，再完成作品，缩短作品完成周期，提高教学效率。

3.网络教学。提供丰富教学资源。单片机应用课程的相关内容如教学大纲、授课计划、电子教案、网络课件、实验视频指导、教学录像、在线测试等资源均已上网，已成为在校学生的网上助学系统，成为教师的教学辅助系统，对其他兄弟院校相关专业的教学也具有重要的参考价值和辐射作用。课程教学网站除提供本课程相关的教学信息、在线学习功能外，还提供了大量的智能电子技术拓展资源，包括最新技术发展动态、国内外智能电子技术资料等，将课堂教学延伸到课下，建立创新基地，便于学生自主性学习。鼓励和引导学生上网了解智能电子的发展和应用形势，通过网络向他人学习如何学习智能电子技术的方法。

扦插育苗是常用的一种方式，最佳扦插育苗时间在夏季。在扦插育苗中，选择已经木质化和叶片完整没有病虫的枝条，把枝条截成4cm左右的插穗，在扦插的时候要保持直立，防止倒斜。

四、以精品课程建设为契机，促进师资队伍建设

教师是施行精品课程的主体。合理的教师梯队是精品课程建设的重要保证。教师队伍质量的优劣直接影响到精品课程的建设。所以精品课程的建设也是教师队伍的建设。

单片机应用师资队伍建设的措施有：

1、引进研究生学历的高层次人才，要求中青年教师使用现代化教学手段进行教学、备课，提升教学效果。

2、鼓励专业教师攻读硕士学位及下企业挂职锻炼，提高师资队伍的学历层次和实践教学水平。

3、聘请企业兼职教师进校授课及工程技术人员现场教学，使专兼职教师比例达1:1。

4、要求中青年教师，特别是青年教师不能只局限于1门课程的教学，优化知识结构。课程组的青年教师除承担《单片机应用》课程的教学工作外，还承担其他课程的教学工作，这样原本不在一个课程组的教师之间在业务上可以取长补短，互相促进。

5、坚持教学与科研相结合，要求青年教师教学科研并重发展，鼓励并组织青年教师争取科研课题，增强教学的后劲。目前课程组全部中青年教师均加入到了方向明确的科研学术团队。

6、吸收青年教师参加教学改革项目的研究工作，帮助青年教师加深对教材的掌握和理解，不断提高教学水平。

7、实行专家指导制度，由教学质量小组对青年教师进行逐个分析，通过听课或上公开课，面对面地进行交流，帮助指导青年教师提高讲课艺术，达到掌握好各教学环节的效果

8、鼓励教师参加国内外学术交流，参加各种电子相关的学术研讨会，以拓展学术视野，提高学术水平。

通过上述建设措施，课程组整体师资结构和水平得到了稳定的发展，教学质量和教学能力得到了持续提高。经过几年的努力，单片机应用课程组目前有教师12人，其中企业兼职教师6人。从职称上看，高级职称教师4人，中级职称教师6人，初级职称教师2人；从学历上看，研究生学历4人，其余均为本科，师资结构合理；从年龄上看，50岁以上2人，40～45岁6人，20～39岁4人，年龄比例较合理。因此，单片机应用精品课程教师队伍的学历结构、年龄结构、职称结构情况均达到较优化的状态。在近几年的学生网上评教活动中，课程组90%教师的“学生评教”成绩都在92分以上，课程组教师深受学生欢迎。

五、结束语

通过精品课程建设，有力地促进了师资队伍的建设，促进了课程教学改革、实训基地建设和网络课程建设，为高职院校培养适应经济发展需要的合格人才提供了有力的保障。但精品课程建设是一项系统工程，是一个长期积淀丰富、不断改革创新的过程，所以我们必须在思想上认识到精品课程的重要作用，在行动上坚持不懈地进行精品课程的建设，在制度上建立对精品课程的良性的评价机制，真正将《单片机应用》建设成为具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理的示范性课程。

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