高职院校精品资源共享课建设探究

王怀

摘要：高职院校的精品资源共享课的建设，一方面提高了教师的教学技能，丰富了信息化教学手段；另一方面给学生提供了多方位学习、自主学习、探究式学习的平台。以河南轻工职业学院“嵌入式电子产品开发”精品资源共享课的建设为例，以项目化教学为蓝本，结合课程思政，实现资源共享，提升学生的学习效率。

关键词：嵌入式电子产品开发；精品资源共享课；项目化教学；课程思政

一、课程建设背景及意义

（一）建设背景

“嵌入式电子产品开发”作为电子信息类的核心课程之一，具有综合性强、实践性强、承前启后等特点。由于该课程需要运用大量的数字电路、模拟电路、C语言等知识作为铺垫，所以学生学习起来往往感到吃力。另一方面，对于高职学生而言，嵌入式的学习主要就是软件编程的学习，学生迫切需要能够实时的对代码进行查看，以便于分析综合。因此，需要配套建设具有移动互联网属性、实时互动性的网络课程，那么精品资源共享课的建设就成为必然[1][3]。

（二）建设意义

嵌入式课程具有较强的实用性。学生在系统学习相关单片机知识与技能之后，可以上手一些较为简单的应用项目，比如数字钟、秒表、密码锁、抢答器等生活中常见的中低端应用场景。对后续的Linux课程的学习也有较大的帮助。但随着时代的发展，应用场景复杂度的提升，传统的8051单片机受制于本身的硬件资源，其市场占有率在逐步下滑，取而代之的是在高端应用场景下备受推崇的STM32系列单片机。但STM32在应对中低端应用场景下，其硬件资源存在极大的浪费，并且综合成本较高。不仅如此，STM32的学习难度较大，对于学习能力普遍一般的高职生而言，学习成本较高。

在综合上述因素后，本校教学团队经过充分的市场调研，反复比对论证，决定采用STC公司最新一代的STC8A8K64S4A12（以下简称STC8A）芯片作为嵌入式单片机的教学芯片，该芯片可以看成传统8051的升级版，代码完全兼容C51，但硬件资源非常丰富，并且不需要外部晶振与复位电路，执行速度比传统的8051快约12倍。但目前市面上关于STC8A的相关教学与辅导教材极少，亟须通过实际项目的建设来丰富配套的教学资源。同时对于学生而言，STC8A完全满足现有的中低端应用场景，甚至一些对通信速率要求不高的复杂场景。学生在学习完后，能完全满足市场需求，并且为后续的学习打下坚实的基础。传统8051的代表AT89C51与STC8A的引脚如图1所示。

二、课程建设具体实施方案

（一）教学团队组建

考虑到所使用的STC8A芯片功能复杂，且参考资料较少。因此教学团队的组建应包括教学技术骨干，且主要以中青年教师为主，职称结构合理，教学能力突出[2]。申请人为我校电子信息教研室主任，课题参与人包括在电子信息方面具有多年教学经验，且年富力强的骨干教师。另外，考虑到与生产实际紧密结合，参与人还邀请到了来自企业一线的工程师，以工程师的角度给与课题切合实际的建议与意见[3]。团队整体呈现出年轻化、专业化等特点，并且差异化的学科方向可以从不同角度为课程建设提供不同的思路[4]，为接下来的课程建设提供了重要保障。

（二）课程建设基础

在课程建设过程中，必要的硬件支持能最大限度发挥教学效果。课程教学相关的资源有“嵌入式电子产品开发”的课程标准，教学大纲，相关的人才培养方案，STC8A产品手册，百科荣创（北京）科技发展有限公司编写的嵌入式单片机通用实验开发系统——STC8A版实验指导书。支撑学生实践学习相关的实验设备有计算机40台、嵌入式综合实验箱20台。

（三）课程建设内容

针对电子信息工程技术专业对嵌入式电子产品开发技术的实际要求，并结合行业企业相关技术人员的建议来设计课程相关内容。以适应学生学习，教师教研，行业技术人员参考的需要。对于课程内容，团队以STC8A嵌入式单片机综合试验箱为载体，以项目化教学为根本的教学思路，着眼于培养学生实际应用能力，以期在做中学习，在做中解决实际问题。将理论和实践有机结合，由浅入深、循序渐进，并让学生在基本任务的基础上进行扩展和提升，能够做到举一反三。团队经过反复研磨，结合嵌入式课程的知识点，将建设内容主要分为以下6个项目。

项目1：学习STC8A单片机硬件系统。项目要求熟悉STC8A单片机的基本I/O引脚，基本指令系统以及相关硬件电路，掌握STC8A核心板基础实验。核心板的基础实验均无须接线，相关接线已经在制作时通过PCB走好，所以项目1对于学生而言是几乎没有难度的，基本上就是在51单片机的基础上熟悉新的编程架构，并熟悉Keilμvision5以及STC-ISP的使用方法。具体安排了5个小任务，包括流水灯实验、蜂鸣器实验、按键检测实验、外部中断实验、定时器实验。

项目2：数字钟的设计。项目要求制作一个高精度的数字钟，不能使用单片机内部的定时计数器。因此给定时钟芯片PCF8563，需要简要学习PCF8563的引脚结构以及编程架构，同时需要了解IIC时序的相关知识。最终在LCD12864上显示出当前的年月日时分秒，并且经过实测，日误差控制在2s以内。学生在该任务中需要弄懂使用PCF8563与使用单片机内部定时计数器的区别，并且弄清楚为何系统断电后还可以继续计时。其扩展要求为：增加显示变量，能够显示出当天在本年度中的第几星期。

项目3：电子密码锁的设计。项目要求设计出一个与实际应用场景完全一致的电子密码锁，该密码锁采用了6位数字的组合，初始密码已在任务书中告知。具体使用则包括了通过矩阵键盘进行密码的隐藏式输入，密码输入正确则指示灯亮起，并在屏幕上显示出密码正确的字符串，若密码输入错误则指示灯熄灭，并且在屏幕上显示出密码错误的字符串，经过一段短暂时间，系统会恢复到输入密码的界面。如果连续三次密码输入错误，则密码锁会自动锁死并且在屏幕上会有警告提示，此时只能将系统掉电重启，才可以继续输入。密码的重置功能则必须要输入初始密码才可以进入。其扩展要求为：修改程序，使得密码位数达到8位数。

项目4：图形液晶显示系统的设计。项目要求在液晶显示器上显示出要求显示或者自编的内容。主要涉及LCD1602、LCD12864、TFT3.0彩屏等大屏幕显示器，要求学生由表及里、由浅入深地掌握各个显示器的构造原理、显示原理、命令字控制字等等内容。对于最简单的LCD1602，要求学生使用字符发生器进行简单汉字的自编并且在指定位置显示。对于使用最频繁的LCD12864，则要求学生使用取字模软件显示各种类型的汉字诸如宋体楷体等，明白其中的建模原理。对于TFT3.0彩屏，要求学生通过图形建模软件，将自己的证件照显示在大屏幕上，并且能够联合显示出院校学历信息等综合文字。其扩展要求为：实现多个图片的交叉显示。

项目5：温度检测系统的设计。项目要求通过单总线搜索算法一次性读取两个DS18B20所测得的温度值。要完成本项目具有一定的难度，学生要学习数字式温度传感器DS18B20的构造，传感器的测量范围以及转换精度，以及简单的数模模数转换知识。另外，由于包含了两个温度传感器，因此还需要对单总线搜索算法有一定的了解，但学生不需要对其进行深究，只需要知道每一个DS18B20有一个唯一的64位ROM注册码即可。至于拓扑结构则不作为课程建设内容。扩展要求是根据温度检测系统加入报警装置，报警器可以用蜂鸣器代替。

项目6：超声波测距仪的设计。项目要求通过学习超声波发射和接收装置，来学习超声波测距仪的设计以及工作原理。首先讲解什么是超声波，根据声波在空气中传播的速度，通过公式求得距离，先给学生以感性认识，并且举例说明生活当中的例子比如汽车倒车雷达、水下声纳探测仪等。而后讲解超声波的发射探头与接收探头，由于单片机可以直接产生40KHz的信号，因此只需要对接收电路CX20106A进行简要介绍。扩展要求是修改报警范围，以便测试传感器灵敏度。

（四）课程教学模式设计

本课程的教学模式是以大项目、小任务的方式展开。首先教师发布任务，由师生共同讨论、分析任务要求，提出解决硬件电路和程序问题的相关知识点，教师借助实物展示和PPT文稿进行讲解。其次，小组同学中分工协作，进行电路连接和程序编写。最后进行系统调试，经由教师验收合格后，积累相应的分值。每个项目结束时，由教师做小结，小组借助网络查找、撰写并提交本项目小论文，作为过程考核的资料。

（五）课程思政融入

在课程思政融入方面，教学团队也下了大功夫[5][6]。以项目4为例，学生最先使用的显示芯片LCD1602只能显示两行内容，并且没有中文字库，在这里就结合学生们小时候使用的卡西欧计算器，该计算器的显示屏就是典型的1602类型。接着项目推进到了LCD12864，对于这种显示屏，可以结合学生们小时候玩的俄罗斯方块游戏机，该游戏机显示屏就是典型的12864模式，最后在最先进的TFT彩色显示屏，基本已经过渡到学生们中学时代使用的手机屏幕。通过屏幕的变迁，让学生懂得技术的发展给生活带来的巨大便利，同时也结合了学生们真实的成长背景，达到了全员育人的目的。

三、课程特色与创新

（一）课程资源的先进性

课程内容相关的项目来自生产、生活，紧跟企业实际需求和技术发展。课程资源的建设有企业技术人员的参与，制作完成的课程资源同时也可作为企业新老员工的培训素材，供企业人员培训使用。

（二）课程资源的独创性

每一个课程资源在制作时都要经过课程团队的集体讨论，确定资源的最佳展现方式，确保每一个资源的独创性。针对单片机硬件系统理论知识晦涩难懂，微课的制作上更注重趣味性设计，采用生活化和场景化教学，让学生容易学，继而喜欢学。

（三）课程资源的多样性

资源力求做到多样化的实现方式。课程资源包含课程简介、课程标准、教学大纲、授课计划、教学PPT、电子教案、知识难点的微课，知识点的练习题，项目的电路原理图、源程序、电路连接图、任务操作过程的录像视频资料以及仿真实验例程及实验指导书，使学习者能够从不同角度加深对资源内容理解。

（四）课程资源的广泛性

课程资源的建设，项目设置从简单到复杂，目的既适合在电子信息工程技术专业的在校生使用，也适合开放大学、成人教育、自学及培训班相关学习者。同时也可作为工程项目人员的参考资源。

四、课程建设使用情况

在课程建设完毕之后，首先使用该课程的是我校20级电子信息工程技术三个班共计91位学生。课程上线仅十余日后，点击量已经突破2000人次，目前课程点击量已经超过5000人次，共有8位同学给出了五星级好评。在课堂上，学生们纷纷反映该课程建设的十分优秀，与自己的需求不谋而合。并且有不少学生在毕业设计的过程中，大量参考了课程建设的资源，表示学到了很多知识，同时也对嵌入式课程真正产生了兴趣。

五、结语

本文通过对“嵌入式电子产品开发”精品资源共享课的建设，探讨了课程建设的意义，研究了课程建设的方法与策略。课程以项目化教学为导向，创新性地将产品制造与课程思政相结合，对高职院校电子信息类的精品资源共享课建设，是一次很好的借鉴与参考。同时，在课程建设过程中出现的问题，诸如如何处理仿真与实验的区别等，在今后的修订中仍需要进一步的研讨。

参考文献

[1]宋莎.高职院校精品资源共享课建设的现状研究[J].安徽建筑，2022，29（10）.

[2]柯琦，封佩玲，雷金东，蒙丹.精品课程资源分析及整合优化策略[J].教育教学论坛，2019（10）.

[3]谢红.网络教学背景下高职计算机精品课程建设[J].湖北农机化，2020（03）.

[4]信蒋庆磊，聂永涛，郇新.息化条件下的精品资源共享课程教学改革研究与探索[J].农机使用与维修，2021（09）.

[5]王方，柴建，王燕妮.高校教师课程思政的难点、方法与对策[J].高等工程教育研究，2023（01）.

[6]何润，陈理宣.试析高校专业课教师课程思政能力的提升进路[J].学校党建与思想教育，2021（18）.

作者单位：河南轻工职业学院