基于技能型创新人才培养的高职单片机课程教学改革研究

熊 刚， 陈高锋， 牛 甲， 何国荣

(杨凌职业技术学院， 陕西 杨凌 712100)



基于技能型创新人才培养的高职单片机课程教学改革研究

熊 刚， 陈高锋， 牛 甲， 何国荣

(杨凌职业技术学院， 陕西 杨凌 712100)

摘要：单片机在自动化、智能化领域有着非常广泛的应用，单片机课程是高职自动化类专业的核心课程。本文在单片机课程教学中，融入技能加创新的教育教学理念，根据职业岗位能力需求分析，由点到面，由易到难的设计课程教学，采用任务驱动式教学方法，构筑教、学、做、用“一体化”的教学模式，将技能实践和创新实践有机结合，探索技能型创新人才的培养方式。

关键词：单片机课程； 技能型； 创新人才； 教学改革

1前言

我国目前处于工业化社会的转型期及现代化建设的关键期，在产业结构升级和新型工业化建设中，具有精湛技术和创新能力的人，才能更好的解决各种生产技术难题，所以，技能型创新人才的培养非常符合国家转型期发展的需要[1-3]。

单片机又称单片微型计算机，在工业自动化、智能仪器仪表与智能传感器、汽车电子、家用电器及智能武器设备等领域有着非常广泛的应用。高职单片机原理及应用课程是机电、电子、电气、自动化等专业必不可少的一门核心课程，也是汽车、电力等专业的知识拓宽技术基础课程。笔者结合自己多年教学经验，对单片机课程的教学内容、教学模式进行了有效的改革探索，在课程教学中融入技能加创新的教育教学理念，分析课程的性质和作用，根据职业岗位能力需求分析，由点到面的设计课程教学，将技能实践和创新实践相互联系，探索技能型创新人才的培养方式。

2岗位任务需求分析

本课程的培养目的就是培养有一定研发能力的单片机应用型人才，所以本课程强调对学生职业岗位能力的培养，通过剖析企业中与单片机相关的工作岗位，推衍出与之相对应的职业能力，如图1所示。

单片机课程的教学目标是使学生在了解和掌握单片机原理及使用的基础上，培养学生具有良好的综合素质、较完备的单片机和单片机技术知识、较强的设计能力、一定的研发能力、拓展能力以及较好的自动化技术设计和实践能力，熟悉单片机控制系统的设计；通过单片机控制系统的软硬件设计、调试、运行，使学生达到能够独立解决不太复杂的工程实际问题的能力，并且具有对单片机控制系统调试、维护与维修能力。形成爱岗敬业、吃苦耐劳、善于动脑的品格，满足岗位知识需要，为本专业的相关课程和顶岗实习、上岗就业作好准备。

图1　职业岗位能力需求分析

3课程设计的理念与思路

3.1课程设计理念

本课程以就业为导向，在对本专业所涵盖的岗位群进行任务与职业能力分析的基础上，以各职业岗位群共有的工作任务来确定本课程的基本结构和内容。其总体设计思路是，应用能力培养为先、理论服务于实践，真枪实弹、边练边学，培养技能型创新人才。

3.2课程设计思路

课程结构以培养学生实际应用能力为重点，以任务驱动法开展教学活动，课程教学可在教室或自动化元件实训室轮流进行，以一个个典型的单片机应用实例作为教学任务，使学生能够在较短的时间内达到单片机课程简单应用的基本目标，在实训锻炼中确定任务，明确单片机应用产品的典型开发过程，通过任务培养学生实际工程设计能力。单片机应用产品开发过程如图2所示单片机课程将技术学习和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，课程内容的选取，紧紧围绕满足工作任务的需要，同时又充分考虑学生对理论知识的掌握和应用，让学生带着问题学习，启发式、互动式、交互式教学方式并存，从实践到理论，又由理论到实践，进而在理论指导下进行实践，提高了实践的知识含量，使学生既知该怎么做，又知道为什么这样做。

图2　单片机应用产品开发过程

4教学内容的选取和安排

4.1教学内容的选取

单片机应用技术包括存储、接口、中断、定时、计数、通信等硬件资源的运用，编程语言的运用，软件开发环境的运用以及模电、数电、电路等各种外围资源的运用等。而传统的单片机教学，教单片机就是单片机，基本不涉及其他知识。学生在学习中很少用到以往学习的知识，也没有主动了解相关知识的动力，学生在学习完本课程后，很快就忘了。因此，采用任务驱动式教学方法，采取“以做促学”“以学引做”的方式，针对学生需要掌握的基本知识，精心选择任务，介绍简单知识后引入任务，每个任务相对独立，又与前后任务保持密切关系，而且任务是由简到难，循序渐进，使训练由点到线，由线到面，不但用到单片机知识还用到相关的外围知识，实现综合性与系统性的技能训练，还通过大量的任务训练巩固旧知识，引出新知识，锻炼学生硬件设计能力与软件编程技巧，最后在综合实训周，指导学生通过选题、准备资料、硬件设计、软件设计、软件仿真调试、软硬件调试、产品制作等步骤，最终完成一个成品的制作，锻炼学生的综合运用能力。

理论教学内容选取北京大学出版社陈高峰、熊刚编写的《单片机原理及应用》，实验教学内容选取自编的实验任务指导书，包括从基础任务14个、小型任务5个、中型任务3个、大型任务2个，共24个任务，如图3所示。

图3　实验教学任务

4.2教学内容的安排

教学内容分为理论教学、实验教学、实训教学三个部分，针对学生需要掌握的基本知识，精心选择任务，介绍简单理论知识后引入任务，一个学习任务实施包括硬件设计、软件设计、仿真实现、硬件实现等几个模块，如图4所示。不能在实验台上实现的中大型任务，可仿真实现其功能。

图4　学习任务的实施

在综合实训周，学生通过选题(中小型任务)、准备资料、硬件设计、软件设计、软件仿真调试、软硬件调试、产品制作等步骤，最终完成一个成品的制作。

4.3创新能力的培养

杨凌职业技术学院机电工程分院在学院的支持下，开展实验实训室开放项目，尽力提供实验平台、设备、材料，鼓励学生开展有意义的实验探究创新活动，提高学生的创新能力。单片机实训室在该项目的支持下，由学生自发组织单片机爱好者协会，统一安排学生实践创新活动。协会每年自行组织一次面向电气、电力专业、自动化及机电一体化专业的机电作品设计制作比赛，由理论基础扎实、实践经验丰富的教授、副教授、讲师组成教练队伍，进行指导及制订训练计划和比赛方案，鼓励学生设计制作各种小制作、小发明、小创意，同时选择优秀学生参加各种省级、国家级比赛，结合创新教育思想，采用“以赛带育”的方式，为培养技能型创新人才进行新的探索和实践[4-6]。

5教学模式的设计与创新

构筑教、学、做、用“一体化”的教学模式，将教材、教学参考书、多媒体课件、现代化实验平台、网络技术等融为一体，应用多媒体技术，网络技术等现代化教学手段，将课内讲授和课外实验、实践有机结合起来，使教学内容互相渗透，突出单片机的基本原理、基本编程方法及基本技能的培养，同时进一步扩展，加强中级及高级技能的培养，并且通过顶岗实习实现知识的无缝对接。一体化教学模式下，学生的学习过程如图5所示。

图5　一体化教学模式下学生的学习过程

(1)理论课堂—学习单片机知识，满足岗位知识需要；

(2)实验课堂—巩固单片机知识，掌握单片机使用、开发技能；

(3)虚拟课堂—通过软件仿真，实现单片机技能锻炼；

(4)网络课堂—提供丰富的网络资源，包括电子课件、课后习题及答案、试题库、视频教程等。

(5)实践课堂—指导学生通过选题、准备资料、硬件设计、软件设计、软件仿真调试、软硬件调试、产品制作等步骤，完成一个成品的制作，锻炼学生的综合运用能力，让学生全面了解和掌握单片机控制系统的设计。

(6)进阶课堂—提高学生综合运用能力的知识平台，加强中级及高级技能的培养，学生把电工、电子、电机、传感器、单片机等各种知识融会贯通，进一步提高单片机知识的运用能力，同时巩固本专业所学习其他知识。

(7)创新课堂—成立单片机兴趣小组，为参加制作各种项目、比赛提供平台。

(8)企业课堂—通过顶岗实习，实现与岗位的无缝对接。

6结语

随着科技的快速发展，计算机已经完全融入到人类的生产生活，单片微型计算机在智能化控制领域的使用将越来越广泛，遇到的问题也会越来越多，具有精湛技术和创新能力的人，才能更好的解决各种生产技术难题，而技能型创新人才的培养是一项长期而艰巨的任务，单片机课程教学模式需要在改革过程中不断发展，逐步完善和创新，才能培养出具有创新能力和专业技能的高素质人才，适应产业结构升级和高职教育发展的趋势。

参考文献：

[1]张同怀. 深化教育教学改革与培养技能型创新人才的探讨[J].教育与职业，2010，(21)：85-87.

[2]安江英，王利明.高端技能型创新人才培养模式的构建[J]. 中国职业技术教育，2012，(24)：67-71,75.

[3]成维莉，徐冬寅，谢晓伟.高职技能型创新人才培养探析[J]. 佳木斯大学社会科学学报，2014，32(4)：170-174.

[4]张传军. 创新人才培养模式,为食品行业培养高技能应用型人才[J]. 吉林农业科技学院学报，2009，18(2)：96-97.

[5]伍礼杰，汤光华，曾春霞. 应用电子专业技能型创新人才培养与实践教学体系构建[J]. 中国电力教育，2009，(2)：82-83.

[6]马祥武. 职业教育技能型创新人才培养的思考[J]. 教育发展研究，2011，(11)：75-78.

Research on Teaching Reform of SCM Course in Vocational

Skills Based on Innovative Training

XIONG Gang, CHEN Gao-feng ,NIU jia, HE Guo-rong

(Yangling Vocational and Technical College, Yangling, Shaanxi 712100, China)

Abstract:Single-chip microcomputer has a very wide range of applications in automation and intelligent fields. SCM course is a core curriculum for vocational automation specialty. By integrating skills plus innovative teaching concept in SCM teaching, based on the analysis of capacity needs of professional positions, from point to plane, from easy to difficult points, this paper designed course teaching using task-driven teaching methods and integrating teaching model to explore the cultivation method of skilled talents with the combination of skill practice and innovation practice.

Key words:SCM course; skills; innovative talents; teaching reform

基金项目：杨凌职业技术学院人文社科类研究基金项目( GJ1433)

收稿日期：2015-06-23

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1671-9131(2015)04-0047-03

作者简介：熊 刚(1985-)，男，河南信阳人，硕士研究生，讲师。研究方向：电气自动化技术。