基于创新创业能力培养的单片机课程教学模式探讨

郑安豫， 王 俊,2， 房雁平,2

(1.安徽电气工程职业技术学院， 安徽 合肥 230051；2.国网安徽省电力有限公司培训中心， 安徽 合肥 230022)

0 引言

在“大众创业、万众创新”(以下简称“双创”)的背景下，高等教育改革应发挥课堂主渠道作用[1]。近年来由于高校毕业生人数的增加，高校毕业生就业形势严峻，毕业生人数从2010年的575万人增长到2020年874万人。2020年新型冠状病毒感染的肺炎疫情爆发，企业需求量降低，大量创新型企业也纷纷面临经营窘境，导致2020年应届毕业生就业更加雪上加霜。如何提高毕业生的创新能力、增强创业的生存能力是高等教育面临的一个重要课题。

单片机课程是电气控制类专业的专业课程，目标是培养学生的单片机小产品设计和制作能力，能够培养学生创新思维的能力。依托创新创业的发展，单片机课程具有培养学生创新创业能力的独特优势[2]。

1 “双创”背景下传统单片机课程教学中存在的问题

1.1 教师的创新创业素质

单片机课程是一门工程性、实用性很强的专业课程。课程特点要求教师不仅要具有较强的理论功底，还要有丰富的实践经验。但是，由于高校人才招聘制度的设定，单片机课程教师一般是毕业后直接到学校就职。从学校来到学校去的经历，使教师缺乏实际项目作业经历，只能在课堂上教授一些基本项目。学生的思维也只停留在简单的小项目上，很难提高学生的创新创业能力。教师创新创业素质的缺失，制约了单片机课程的教学发展，也限制了学生创新创业能力的培养和提高。

1.2 考核方式

传统单片机课程的考核成绩由平时成绩和期末成绩两部分构成。平时成绩包括项目作业、课堂表现及考勤等几个部分组成，虽然考虑了过程考核，侧重点仍然是项目结果，对项目设计、创新性的考核几乎没有。这与创新创业教育的要求严重不符，也使课程显得乏味，打击了学生的创新积极性。

2 “双创”背景下的单片机课程定位与改革思路

2.1 课程定位

创新创业教育的开展是经济发展的必经之路，有助于提升学生就业创业的能力，提高应届毕业生的就业率。通过创新创业教育促进创新能力培养的社会环境，一方面培养了整个社会的可持续发展的创新能力，另一方面培养了学生自身不断创新的职业素养[3]。

2.2 课程改革思路

基于“双创”背景的单片机课程教学改革，是以培养学生创新创业能力为目标。这个目标需要在教学过程中通过兴趣培养、知识积累、能力形成螺旋式递进完成。

为避免改革流于形式，保证创新创业教育融合单片机课程的可持续发展，创新创业教育不能脱离课程教学过程，必须结合整个教学环节，包括单片机课程的原理部分、项目实验部分、课程设计部分、单片机社团、毕业设计等部分。

3 “双创”背景下单片机课程改革方案设计

3.1 整合教学内容

“双创”背景下单片机课程改革首先要从教学内容上进行改革。改变传统理论分析为主的授课方式，改成项目式教学，将单片机知识体系划分到各个项目制作中去，并以任务驱动实现项目。单片机教学表如表1所示。

3.2 优化教学环节

融合创新创业特性的单片机课程教学改革贯穿单片机课程发展的全部环节，包括单片机课程的原理部分、项目实验部分、课程设计部分、单片机社团、毕业设计等部分。通过各个部分的互相渗透融合达到培养学生创新能力的目的。

表1 单片机项目式教学表

3.2.1 原理部分

单片机原理部分涉及计算机底层，晦涩难懂。通过案例式教学法，从实际产品中的功能部分进行讲解，可以引发学生的学习兴趣，然后通过功能的分析引入原理介绍。

3.2.2 项目实验部分

单片机课程实验由仿真实验和项目制作两部分组成。在仿真实验过程中先做各个任务的实现实验，有了这部分的实验过程，在学生掌握了项目功能的基础上，教师再提出功能优化方案，学生通过查询网络资料，采取不同的方式实现，培养学生的创新能力。项目制作阶段让学生制作有实际功能意义的创意产品，提高学生的创新能力。

3.2.3 课程设计部分

课程设计题目的挑选从与社会生活息息相关的产品入手，不能完全按照原型复制，可以是先有模型的提升，或是当前市场亟需的小产品功能。这就需要培养学生的创新创业意识，从需求分析开始，到现状调查、目标确定、功能分析、产品设计、制作和调试，培养学生对产品的全流程设计能力。

3.2.4 单片机社团

单片机社团是创新创业的孵化基地。社团的主要活动就是学科比赛训练和创新创业实践。单片机相关的专业竞赛是对学生技能水平的训练和检验，为日后学生开展创新创业活动培养专业技能。创新创业实践活动是社团开展的融入社会的实践活动，开展社会调研、产品功能分析、产品制作，有助于训练学生的创业能力。

3.2.5 毕业设计

改变传统毕业设计选题思路，给学生灵活命题，让学生自主选择毕业设计方向，给学生创新的空间。结合学术前沿，让学生大胆地设计制作，同时让学生结合商业现状开发设计和市场有紧密联系的产品。通过创新创业的毕业设计训练，让学生将创新创业作为毕业设计的目标，为学生毕业后的创业提供创新思路。

3.3 丰富教学资源

基于“双创”背景的单片机课程教学模式，重要的一点就是教学资源库的根本性改革，改革陈旧的以知识体系构建的资源库，转而建设与项目教学相一致的案例资源，例如企业成果转化案例、课题组教师团队的教科研案例、社会热点需求案例。教学资源库建设对提升学生创新创业灵感有着非常重要的作用，需要联合企业共同开发研讨制作。

3.4 师资队伍建设

师资队伍是单片机课程开展的有力保障。传统单片机课程教师由于缺乏企业经历，对创新创业教育缺乏实践经验，对人才培养的把握并不科学。所以需要加强产学研合作机制，加大力度开展校企合作，建立校外实践基地，聘请企业专家进校园，开展双导师制度，让企业专家参与创新创业教育，引入前沿技术发散学生创新创业思维[4,5]。学校教师开展下厂进企业锻炼，结合新技术开拓一线教师的创新能力，加强教师的创业培训，培养教师的创业思维，有利于提升教师的专业课程创新创业意识。

3.5 改进考核方式

科学的考核方式有利于提高学生学习的积极性，侧重创新创业能力的过程考核方式有利于引导学生提升自己的创新创业学习能力[6]。课程组教师研讨提出了“课堂表现+项目分析+项目设计+项目实现+项目汇报+综合考试”的考核方式，实现了课程教学的过程考核。课堂表现包括实验项目调研过程中网络资源的整合能力、项目参与度、团队合作能力等。项目分析、项目设计、项目实现是整个实验项目的制作过程，重点考察学生的创新能力。项目汇报是学生项目制作完成后的展示环节，学生之间相互学习，互相启发，进一步提高学生的创新能力。

4 结束语

教学团队通过实践发现，通过基于“双创”的教学改革，单片机课程的教学效果提升显著，学生的自主学习能力、分析能力、解决问题的能力都得到显著提高。经过几个学期的教学试点改革，学生的单片机项目制作能力显著提升，在实验项目完成、课题设计、社团项目制作、毕业设计等方面都有较好的创新点。学生在创新创业比赛中也取得了较好的成绩。不断完善教学改革将持续提升学生的创新创业能力。