“金课”视角下“单片机”课程教学改革与实践

田素玲 陈明颖

摘 要：文章阐述在“金课”视角下，针对机电类专业学生在“单片机”课程教学中存在的问题，根据人才培养目标，以学生为中心，确定教学方法，进行教学改革的实践。将知识点融入具体的案例和任务中，做到少教多学、先学后教、以学定教、以学评教，使学生在完成案例任务的同时掌握相对抽象的知识;注重反馈环节，完善评价机制，达到锻炼学生的工程实践能力和培养学生创新能力的目的。

关键词：教学改革;反馈环节;工程实践;评价机制

0   引言

近期，教育部发布了一系列关于一流本科建设的文件，从“新时代高教40条”到“六卓越一拔尖”，再到“双万计划”等，全面开展一流本科建设，推进高质量本科教育的步伐。

单片机在工业生产和日常生活中应用广泛，从无人机、AGV小车、自动化生产线到家用机器人、智能门锁、汽车智能控制等，处处都有“单片机”的身影，一台汽车上就有上百个单片机，单片机技术在这些产品的控制领域起到核心作用。“单片机”作为机械电子工程和机器人工程的专业课程，是应用型本科院校培养实用型控制方向人才的重要课程。培养学生的应用能力与创新思维，满足应用型本科院校课程的人才培养要求。本文以“单片机”课程为例，探讨创建一流本科课程建设中的一些体会。

1 “金课”视角下“单片机”课程教学中存在的问题

“单片机”一直是机电类专业难度系数比较大的课程，其理论抽象，实践性较强，应用传统方法教学，效果不甚理想。2018年，教育部明确提出全面整顿教育教学秩序，严格本科教育教学过程管理，并要求各高校全面梳理各门课程的教学内容，打造“金课”[1]。从“金课”视角看，传统的“单片机”课程教学弊端凸显。

1.1  教学大纲固定化

教学大纲可以看成“教与学”之间的“教学合同”，将学生比作教学产品。通过这份详细“合同”，明确教学目的，细化细节，是为社会提供的详细“产品说明书”。而现行教学大纲模块比较独立，按知识点分配学时，从知识点到对应案例设计、讲授方法、作业布置、实验设计、考核方式等，“教”与“练”相互独立，“学”与“考”各自为政。传统教学大纲以“教”为主，忽视“学”这个主体，“教”“学”“考”相互分离，评价机制“滞后”。

1.2  教学模式传统化

（1）传统教学模式以“教”为中心，教学内容单元化，固定时间、固定学时、固定内容、固定教室，“教室”“教师”“教材”贯穿整个教学过程。“单片机”是一门理论性和实践性都很强的课程，教学课程仍然以“课堂讲解”+“实验练习”+“问题剖析”为主，没有充分发挥“以学生为中心”的教学理念，缺乏引导学生兴趣的环节，导致学生对理论知识理解模糊，实践操作能力又不强。

（2）由于疫情原因，大部分学校开设线上课程。正式开学后，又将线上课程全部转为线下，使得线上线下分离，不能有效融合线上与线下的优势。

（3）实验内容缺乏創新[2]。教学仍以课本为主，实验教学大部分都是验证性的，缺乏对学生解决问题和创新能力的培养。

（4）考核方式单一化。课程的考核采用“期末考试+平时成绩+课内实验”的形式[3]，期末成绩占比重大，并以卷面考试为主。这种评价方式不能全面考核学生对知识和技能的掌握情况，不利于对学生的实践能力和创新能力的培养。

2 “金课”视角下“单片机”课程教学改革

2.1  教学导向转变

以“学生”为中心，以学生“学习”为中心，以“学习效果”为中心。整体课程以向学生传授知识为主，引导学生自主学习，发现问题，解决问题，突出创新性，增加课程挑战性，优化整个知识体系。

2.2  教学内容网络化

打破“块状”知识结构，构建网络化知识体系。将课程章节由传统的硬件结构、C51语言、中断系统、定时器、串行口、并行口等章节排布变为具体的项目，例如：电子琴、跑马灯、交通灯、定时器、电机驱动、无线循迹小车控制等排布章节。

与相关课程合理融合。针对学生单独学习C语言比较枯燥，学习后不能灵活运用，以及学生在后续课程学习“单片机”时遗忘C语言，需要学习单独章节重新唤醒记忆等问题，将C语言与“单片机”课程合成为一门课，通过案例和项目，让学生在学习单片机硬件的同时掌握C语言的编程方法与技巧。

2.3  教学环节合理化

教学内容层次化。将每个项目具体设置基础案例、提高阶段案例和扩展项目3个层次，并设计相应的讲稿与实例，将理论体系与实践体系相融合[3]。采用线上线下混合式教学方法。引入“学习通”线上教学平台，提高学生学习的自主性，培养学生的创新能力。

课前，将相关学习文字资料和视频资料上传，布置预习任务。学生随时随地进行课前预习，按要求完成预习作业，在平台上提出问题、发布观点、进行讨论。教师根据学生预习情况调整课堂教学方案，培养学生批判性和对话性的创新思维。

课中，将学生预习情况导入新课，以具体项目为支撑，分层次布置具体任务驱动教学，突出学生学习的自主性和中心性。学生分组讨论，完成任务，在51开发板或者仿真软件中检验，所使用开发板原理如图1所示。学生完成后展示讲解，其他小组提出问题，进行讨论改进。在掌握具体知识点的同时，培养学生创新思维和解决问题的工程能力[4]。

课后，根据学生的预习情况与课上教学情况布置作业，作业呈阶梯型，体现灵活性。学生通过“学习通”客户端上传作业，在讨论区进行讨论;教师可以及时批改并反馈给学生，形成闭环教学。

增加激励机制。以上每个环节都增加竞赛环节，学生既是参赛者，又是评委，评选出每个项目的优胜小组，以赛促学，激励学生学习，培养学生的团队合作精神。

2.4  完善评价机制

科学、合理的评价机制能够更加全面地考核学生的学习能力和创新能力。考核评价方式主要包括：“课堂出勤”+“课堂表现”+“卷面考核”+“项目设计+“项目实现”+“项目答辩”等环节。其中，前两项占总分数的30%，重视过程考核，着重考查学生对知识的掌握程度、应用能力、创新能力、解决问题能力与团队合作能力。

3   结语

通过教学方式的改革实践，有效调动了学生学习的积极性，加深了学生对所学专业技术知识的领悟。学生通过主动查阅资料、制定方案、动手制作、编程实践，锻炼了动手能力，培养了团队协作精神，总体达到了提高学生创新思维和工程实践能力的目的。

[参考文献]

[1]教育部办公厅.关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知（教高厅函〔2019〕18）[EB/OL].（2019-04-09）[2020-05-20].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-12/03/content_5458035.Htm.

[2]张本文.单片机原理实践教学与项目驱动结合改革初探[J].电脑知识与技术，2020（3）：155-156.

[3]王红茹，唐炜，王后连，等.基于OBE理念的机械类专业“单片机”课程教学改革与实践[J].科技与创新，2020（5）：66-68.

[4]袁新娣，曾祥华，刘玲丽，等.基于智慧课堂的单片机教学改革与实践[J].教育教学论坛，2020（51）：187-189.

（编辑 何 琳）