□汪曉斌

關(guān)于高職“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”課程教學(xué)的改革

□汪曉斌

分析了“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”在高職課程教學(xué)中存在的普遍問題。圍繞“以就業(yè)為導(dǎo)向”、推進(jìn)“工學(xué)結(jié)合”模式、培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才等問題進(jìn)行了探討，明確了教學(xué)改革目標(biāo)和指導(dǎo)思想，探索了本課程的教學(xué)方法改革措施。實(shí)踐中積累了興趣切入法、項(xiàng)目引領(lǐng)法、任務(wù)分聚法、工學(xué)結(jié)合法等教改方法，促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的科學(xué)發(fā)展，有效地提高了課程教學(xué)質(zhì)量。

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用；教學(xué)方法；工學(xué)結(jié)合

“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)、電子信息工程技術(shù)專業(yè)的一門核心課程。該課程的先修課是模數(shù)電路基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)、電子制圖。后續(xù)課程為嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、ARM產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生對(duì)電子信息技術(shù)向著智能化、模塊化方向的發(fā)展趨勢有初步認(rèn)識(shí)，可培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生運(yùn)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)硬件、軟件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的能力，提高動(dòng)手操作和技術(shù)創(chuàng)新的能力，為將來從事計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用以及電子信息產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、檢測和維修奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、教學(xué)中存在的問題

“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”課程在高職院校的實(shí)際教學(xué)過程中存在著不少問題，教學(xué)效果不是很理想。學(xué)生普遍反映這門課程難懂、內(nèi)容抽象，從而在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生畏難和厭煩情緒。通過調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)問題在于：教學(xué)計(jì)劃中培養(yǎng)專業(yè)技能的課程較少；課程教材相對(duì)滯后；其內(nèi)容不能適應(yīng)新的發(fā)展?fàn)顩r；教學(xué)方法不夠靈活；實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱；學(xué)生硬件課程基礎(chǔ)較差[1]，等等。

二、明確課程教學(xué)改革目標(biāo)

針對(duì)課程教學(xué)中存在的突出問題，我院通過各種方式，先后對(duì)該專業(yè)人才需求量較大的地方進(jìn)行了調(diào)研，并結(jié)合課程教學(xué)方法改革與實(shí)踐，對(duì)若干問題進(jìn)行了實(shí)踐檢驗(yàn)，進(jìn)一步明確人才培養(yǎng)目標(biāo)和指導(dǎo)思想。

(一)明確了學(xué)習(xí)該類課程的人才定位。經(jīng)過認(rèn)真探索，反復(fù)論證，實(shí)踐檢驗(yàn)，逐步形成了“以企業(yè)需求為目標(biāo)，以解決方案的設(shè)計(jì)、制作、實(shí)現(xiàn)為主線，以實(shí)際工作過程的引導(dǎo)為抓手，以熟悉典型硬件技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)”的硬件類課程人才培養(yǎng)目標(biāo)。

(二)明確了硬件應(yīng)用技術(shù)類課程之間的紐帶。為滿足社會(huì)需求，學(xué)習(xí)該類課程的人才所具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)更合理、知識(shí)面應(yīng)更寬，所具備的綜合素質(zhì)應(yīng)更好，適應(yīng)性應(yīng)更強(qiáng)，才能充分體現(xiàn)面向我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才的特點(diǎn)。

(三)實(shí)現(xiàn)了硬件應(yīng)用技術(shù)類課程體系、實(shí)訓(xùn)體系。經(jīng)過反復(fù)研究、實(shí)踐和修改，逐漸形成了以模數(shù)電路基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)、程序設(shè)計(jì)、電子制圖、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、ARM產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)等課程為中心的課程體系。相關(guān)課程實(shí)訓(xùn)，體現(xiàn)了技術(shù)性、實(shí)踐性、綜合性、創(chuàng)新性的思路，提出了“貼近專業(yè)，配合項(xiàng)目，做學(xué)結(jié)合，有所創(chuàng)新”的指導(dǎo)思想來完善課程體系和實(shí)訓(xùn)體系。

三、探索與實(shí)踐課程教學(xué)方法改革

根據(jù)[教高2006]16號(hào)文件精神，要求“強(qiáng)化職業(yè)道德，以就業(yè)為導(dǎo)向，增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力，推行工學(xué)結(jié)合、校企合作，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)”。在教學(xué)中，以必需和夠用為前提，重視學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，以學(xué)業(yè)、職業(yè)、產(chǎn)業(yè)、就業(yè)和創(chuàng)業(yè)為主線，貫通理論、實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐、實(shí)施、實(shí)效等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革力度，全面提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量[2]。我院積極響應(yīng)教育部的號(hào)召，組織開展了關(guān)于高職教育教學(xué)改革和硬件應(yīng)用技術(shù)類課程教學(xué)方法方面的研究討論，經(jīng)過一段時(shí)間的探索，本專業(yè)開始以就業(yè)為導(dǎo)向，把對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)作為本課程教學(xué)方法改革的首要目標(biāo)。

(一)以興趣小組為抓手，采用問題討論的教學(xué)方法，選準(zhǔn)切入點(diǎn)，營造學(xué)習(xí)氛圍。迪希(Deci)和里安(Ryan)認(rèn)為，如果一個(gè)人能夠自覺地調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)，那么他必須在追求學(xué)習(xí)自主、能力培養(yǎng)和社會(huì)聯(lián)系三個(gè)方面得到周圍環(huán)境的有效支持[3]。根據(jù)這一理論，要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，就需要滿足學(xué)生對(duì)于自主積極性、能力和社會(huì)聯(lián)系的基本需求，它們是動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的必要心理狀態(tài)和興趣產(chǎn)生的重要因素[4]。也就是說，興趣是從經(jīng)驗(yàn)中發(fā)展來的，是否產(chǎn)生興趣取決于基本需求的滿足程度。例如，在單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)中，堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，根據(jù)多數(shù)師生的共鳴點(diǎn)來組織課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，采用興趣引導(dǎo)啟發(fā)、問題討論和專題開放等多種教學(xué)方法，師生共同營造本課程的學(xué)習(xí)氛圍。我們將之小結(jié)為興趣切入法。

如圖1所示，部分好學(xué)的學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用感興趣，因?yàn)橛行枨?，所以成立了諸如計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)興趣小組、機(jī)器人仿真興趣小組、嵌入式產(chǎn)品項(xiàng)目解決方案興趣小組 (在圖1中用A、B、C分別表示)等，通過類似的平臺(tái)對(duì)諸多感興趣的問題進(jìn)行討論解惑；其中教師團(tuán)隊(duì)和興趣小組共鳴的熱點(diǎn)問題，是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，可以將相關(guān)聯(lián)問題作為本課程的教學(xué)范例和畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)的源泉。

圖1 興趣切入法

師生們以興趣小組為交流平臺(tái)。對(duì)學(xué)生而言，這是磨煉技術(shù)的“大熔爐”，通過興趣小組，掌握技巧，提高技能，提高技術(shù)嫻熟度；對(duì)老師而言，與學(xué)生交流多一個(gè)平臺(tái)，可以收集分析學(xué)生的興趣點(diǎn)，了解課程教學(xué)實(shí)施中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。做學(xué)結(jié)合中，師生共同參與，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為提高學(xué)生綜合技能打好基礎(chǔ)。

(二)以企業(yè)項(xiàng)目為載體，實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，組建解決方案，把握結(jié)合點(diǎn)以企業(yè)項(xiàng)目為載體，通過解決方案，貫穿整個(gè)教學(xué)過程，把握結(jié)合點(diǎn)。即選好符合本專業(yè)學(xué)生實(shí)際能力的解決方案和發(fā)展途徑，通過“項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，精心設(shè)計(jì)解決方案以及每個(gè)項(xiàng)目所包含的知識(shí)點(diǎn)和實(shí)踐任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)企業(yè)需求的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。我們將之小結(jié)為項(xiàng)目引領(lǐng)法。

實(shí)踐中，我們和蘇州華之杰某公司、天津某教學(xué)設(shè)備有限公司以及本地某測控儀器生產(chǎn)企業(yè)等單位建立了校企合作關(guān)系，為專業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持和實(shí)習(xí)基地。我們結(jié)合教學(xué)實(shí)際和學(xué)生興趣，從企業(yè)中選擇低成本、開發(fā)周期短、易學(xué)實(shí)用的解決方案應(yīng)用于本課程教學(xué)，如圖2所示，解決方案來源于企業(yè)項(xiàng)目，并以企業(yè)需求為根本，同時(shí)結(jié)合學(xué)生興趣，符合專業(yè)技能課程的教學(xué)實(shí)際，在實(shí)現(xiàn)難度上結(jié)合學(xué)生實(shí)際有所調(diào)整。在培養(yǎng)學(xué)生技能方面，爭取“拉一把，送一程”；即對(duì)基礎(chǔ)薄的學(xué)生，通過解決方案的培訓(xùn)達(dá)到教學(xué)要求，對(duì)基礎(chǔ)好的學(xué)生，通過解決方案的培訓(xùn)和擴(kuò)充再提高一個(gè)層次。以這樣的方法開展教學(xué)，師生受益匪淺，校企合作雙贏。

圖2 項(xiàng)目引領(lǐng)法

(三)以實(shí)訓(xùn)過程為重點(diǎn)，使用分層次聯(lián)合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方法，依托技能培養(yǎng)，落實(shí)著力點(diǎn)。即整合該專業(yè)硬件類課程的知識(shí)點(diǎn)，將其集中應(yīng)用在某一個(gè)解決方案中加以體現(xiàn)，并以此為著力點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。如圖3所示，根據(jù)學(xué)生興趣和教學(xué)要求，以設(shè)計(jì)、制作并實(shí)現(xiàn)電話撥號(hào)報(bào)警儀的工作過程為主線，將電路基礎(chǔ)、電路設(shè)計(jì)、原理、硬件應(yīng)用技術(shù)、軟件等方面的主要知識(shí)，通過分層次聯(lián)合實(shí)訓(xùn)，落實(shí)到教學(xué)實(shí)訓(xùn)中，著力培養(yǎng)學(xué)生綜合技能。我們將之小結(jié)為任務(wù)分聚法。

圖3 任務(wù)分聚法

以完成單片機(jī)模擬洗衣機(jī)項(xiàng)目為例，所涉及的任務(wù)多、知識(shí)面廣、綜合技能強(qiáng)。相關(guān)元器件與集成電路的知識(shí)點(diǎn)，在模數(shù)電路基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)中強(qiáng)化；相關(guān)原理與應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)中有體現(xiàn)，教學(xué)中把計(jì)算機(jī)硬件原理、應(yīng)用與單片機(jī)模擬洗衣機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖對(duì)比分析，使學(xué)生掌熟悉計(jì)算機(jī)某些原理在其它硬件中的移植、應(yīng)用；相關(guān)軟件調(diào)試，分層次在程序設(shè)計(jì)中進(jìn)行；相關(guān)電路設(shè)計(jì)，分布在電子制圖中展開；相關(guān)典型應(yīng)用，分階段在單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)，等等。以教學(xué)案例解決方案為主線，所包含的不同項(xiàng)目可以在不同的學(xué)期重現(xiàn)，同一項(xiàng)目也可在不同的課程中重現(xiàn)，以此為著力點(diǎn)，使培養(yǎng)的學(xué)生所具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)更合理、知識(shí)面應(yīng)更寬、綜合應(yīng)用能力更強(qiáng)。

(四)以工學(xué)結(jié)合為核心，參考基于工作過程的教學(xué)方法，實(shí)施解決方案，抓好創(chuàng)新點(diǎn)。以“工作過程導(dǎo)向”重新設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法，突出核心技能在教學(xué)內(nèi)容和課程體系中的地位、作用。工學(xué)結(jié)合的教材更新設(shè)計(jì)需要三方共同協(xié)作完成，即教師的理念更新、企業(yè)的深度參與、學(xué)校的大力支持[5]。還有，課程教學(xué)需要的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)施，也要及時(shí)配套更新或改善。例如，傳統(tǒng)的課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法，是學(xué)校提供現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，課程教學(xué)中，硬件上撳撳按鈕、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)旋鈕，軟件上改改程序，調(diào)試運(yùn)行得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)結(jié)束就跟實(shí)驗(yàn)設(shè)備“再見”。教學(xué)中以教師為主體，封閉性、代勞性較強(qiáng)，容易使學(xué)生養(yǎng)成依賴性，抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

隨著校企合作的建立，我院推行工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式的運(yùn)行機(jī)制不斷改進(jìn)與完善。圍繞“工學(xué)結(jié)合”模式，優(yōu)化設(shè)計(jì)單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程，不斷使該課程內(nèi)容跟上產(chǎn)業(yè)與企業(yè)的發(fā)展趨勢；例如，在保證學(xué)生全面、全新掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位（群）的任職要求，參照相關(guān)單片機(jī)技術(shù)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，改革、更新本課程教學(xué)內(nèi)容，縮短學(xué)生上崗后的適應(yīng)期。同時(shí)，參考基于工作過程的教學(xué)方法，開展以項(xiàng)目引領(lǐng)分解工作任務(wù)為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)，始終把握職業(yè)能力培養(yǎng)的方向，突出職業(yè)能力和關(guān)鍵能力。課程教學(xué)抓住“課程、企業(yè)、教師、學(xué)生”四大要素的合理運(yùn)作，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用解決方案不同項(xiàng)目選擇實(shí)施，讓課程進(jìn)入企業(yè)，師生走出課堂，教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于企業(yè)，體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的最佳效果，通過這種系統(tǒng)的互動(dòng)，共同培育合格的專業(yè)技能人才[6]。我們將之小結(jié)為工學(xué)結(jié)合法。例如，學(xué)生們在蘇州華之杰某公司在常州實(shí)習(xí)基地的頂崗實(shí)習(xí)中，不但能學(xué)到實(shí)踐技能，還有薪酬，讓學(xué)生體驗(yàn)到“學(xué)有所值、做有所獲、勞有所得”。還有，頂崗實(shí)習(xí)中生產(chǎn)的數(shù)字鐘、電話撥號(hào)報(bào)警等項(xiàng)目，感興趣的學(xué)生還可以團(tuán)購。這些產(chǎn)品體積小，成本低，功能多，操作簡單，攜帶方便；即使出現(xiàn)問題也能立即自我維修產(chǎn)品。在實(shí)驗(yàn)資源方面，緩解了一直困擾我國高職院校硬件類課程教學(xué)實(shí)訓(xùn)條件緊張和后期維護(hù)不及時(shí)的“頑癥”，提高了設(shè)備利用率。此外，學(xué)有余力的學(xué)生，自己可以圍繞已有的產(chǎn)品或項(xiàng)目，自我設(shè)計(jì)電路，做出“另類實(shí)驗(yàn)板”，學(xué)生在調(diào)試中完成實(shí)踐，教師則協(xié)助解決實(shí)踐調(diào)試中關(guān)鍵問題，在這過程中，積極鼓勵(lì)和充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。同時(shí)，學(xué)生在做學(xué)結(jié)合過程中迸發(fā)思想的火花，又是畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)的源泉。

通過工學(xué)結(jié)合模式，抓住“課程、企業(yè)、教師、學(xué)生”四大要素的合理運(yùn)作，充分詮釋了專業(yè)課程學(xué)什么、為什么學(xué)、怎么學(xué)、學(xué)得怎樣的問題[7]。在推行工學(xué)結(jié)合過程中，師生們邊做邊教，邊學(xué)邊做；師生互動(dòng)，生生互動(dòng)；教、學(xué)、做、評(píng)一體化，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，取得了良好的教學(xué)效果。

綜上所述，高職院校實(shí)踐“以就業(yè)為導(dǎo)向”的職業(yè)教育人才培養(yǎng)觀，形成“促進(jìn)以學(xué)生發(fā)展為本”的學(xué)校現(xiàn)代教育理念[8]，推進(jìn)“工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力科學(xué)發(fā)展，是企業(yè)、學(xué)校、社會(huì)共同參與和合作雙贏的事業(yè)。

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汪曉斌(1972-)，男，江蘇姜堰人，碩士，常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)檐浖こ?、嵌入式?jì)算機(jī)應(yīng)用開發(fā)教學(xué)。

本文系江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究所“十一五”規(guī)劃2007年度滾動(dòng)課題“技術(shù)和藝術(shù)創(chuàng)意人才信息化教育平臺(tái)”（編號(hào)：2007-R-4801）成果之一。

G712

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1001-7518（2011）11-0037-02

責(zé)任編輯 何穎萍