基于“創(chuàng)客教育”的《單片機應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改革探究

林黎星

摘 要：隨著科技不斷創(chuàng)新，國家出臺“雙創(chuàng)”政策，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型高新人才迫在眉睫。創(chuàng)新教育旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維及其主動思考、分析問題、解決問題的協(xié)同合作能力，被廣泛應(yīng)用于各科學(xué)科教學(xué)?！秵纹瑱C技術(shù)應(yīng)用》作為一門控制工程的主要課程，其在培養(yǎng)高規(guī)格電氣研發(fā)工程師方面有重要的啟蒙作用，是培養(yǎng)高質(zhì)量、實踐能力強以及擁有創(chuàng)新協(xié)作能力的應(yīng)用型人才的重要途徑。本文以創(chuàng)業(yè)教育模式探究該課程的改革模式，以供參考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；單片機技術(shù)應(yīng)用；課程改革

中圖分類號：G71? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2023）19-0033-04

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.19.011

“創(chuàng)客”概念以創(chuàng)新為核心理念，追求創(chuàng)意、設(shè)計、制造，有意愿、活力、熱情和能力為自己，同時為全體人類創(chuàng)建一種更美好的生活。創(chuàng)客教育廣義上是一種以培育大眾創(chuàng)客精神為導(dǎo)向的教育形態(tài)，狹義上是一種以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者，特別是青少年學(xué)習(xí)者的創(chuàng)客素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育模式，既包含正式學(xué)習(xí)，也包含貫穿學(xué)習(xí)者一生的非正式學(xué)習(xí)。近幾年國內(nèi)一直研究創(chuàng)客教育模式，謝如、吳俊杰等人提出了新看法：創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育相結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵分享，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。是促使教育由傳統(tǒng)的“知、行”統(tǒng)一進化為“知、行、創(chuàng)”統(tǒng)一的創(chuàng)新教育，真正契合培育創(chuàng)新型人才的需求。

一、中職《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)存在的問題

《單片機技術(shù)應(yīng)用》是一門綜合電子、計算機、自動控制等技術(shù)，具有很強的應(yīng)用性和實用性的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是電類專業(yè)學(xué)習(xí)和掌握嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的入門課程，中職學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程時依舊存在諸多不足，具體如下。

（一）教學(xué)內(nèi)容千篇一律，沒有因材施教

當前市面上的中職《單片機技術(shù)應(yīng)用》教材呈現(xiàn)的內(nèi)容基本上都是沿用高等院校的模式，內(nèi)容面廣、難度深，深度講解模擬電子技術(shù)、電路原理和微機原理等內(nèi)容。雖然知識點齊全，但是中職學(xué)生的知識層次薄弱，其電路方面的邏輯思維并不健全，難免學(xué)習(xí)時會產(chǎn)生畏難情緒。教材中可供學(xué)生綜合系統(tǒng)實踐的案例或能激發(fā)學(xué)生熱情創(chuàng)意的引導(dǎo)較少，學(xué)生停留于學(xué)習(xí)表面理論，無法透徹理解知識點，在實踐和運用方面停滯不前，甚至產(chǎn)生抗拒心理，很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（二）教學(xué)模式過于傳統(tǒng)，教學(xué)與生產(chǎn)脫節(jié)嚴重

該門課程是一門實訓(xùn)類課程，目前教學(xué)幾乎普遍存在重理論、輕實訓(xùn)的現(xiàn)象。而受到教學(xué)資源及實訓(xùn)投入等原因影響，實訓(xùn)教學(xué)局限于計算機機房+模擬仿真軟件，僅測試簡單的編程程序。而操作過程中抽象的知識又較多，僅以驗證編程為主，往往是以教師為中心，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成編譯和驗證程序，并未真正發(fā)揮學(xué)生的主動思維，導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)科的興趣大大降低。同時也沒有切合當前的產(chǎn)教融合職業(yè)教育理念，教學(xué)與實際生產(chǎn)脫節(jié)嚴重，學(xué)生畢業(yè)之后適應(yīng)崗位的情況較差，應(yīng)用知識點的應(yīng)變能力不足。

（三）缺乏系統(tǒng)性整合教學(xué)內(nèi)容的綜合項目引導(dǎo)

目前中職《單片機技術(shù)應(yīng)用》僅僅停留于零散學(xué)習(xí)知識點，幾乎沒有引導(dǎo)學(xué)生形成綜合應(yīng)用知識點的能力，導(dǎo)致學(xué)生在課程結(jié)束之后都沒有理解何為基于單片機技術(shù)應(yīng)用開發(fā)項目。如何讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用知識、培養(yǎng)學(xué)生的開放思維、挖掘?qū)W生的學(xué)科潛力和創(chuàng)新思維是課堂教學(xué)的重要任務(wù)。當前處于精準培養(yǎng)人才的時代，教師亟待進一步研究如何充分分層教學(xué)引導(dǎo)發(fā)揮“知識點運用能力強、對該課程有濃厚的學(xué)習(xí)興趣、富有創(chuàng)新性思維”學(xué)生的學(xué)科優(yōu)勢和團隊幫扶能力。

二、基于創(chuàng)客教育的《單片機技術(shù)應(yīng)用》教學(xué)改革策略

中職《單片機技術(shù)應(yīng)用》包括理論知識點和實訓(xùn)實踐操作兩個部分內(nèi)容，基本可以歸納為五大模塊：工作原理、編程方法、仿真及調(diào)試、典型運用程序、綜合應(yīng)用操作?；趧?chuàng)客教育模式，教師設(shè)計進階趣味貼近實踐的項目，教師通過預(yù)先學(xué)習(xí)理論課堂知識+發(fā)放項目需求+分配學(xué)生團隊+設(shè)計互聯(lián)網(wǎng)發(fā)放參考材料+供應(yīng)原材料+技術(shù)輔導(dǎo)過程，將課程研究的主動權(quán)還給學(xué)生，真正按照學(xué)生分組根據(jù)項目需求分析解讀任務(wù)、合理分工協(xié)作，根據(jù)參考資料列出項目實施方案，教師指導(dǎo)評估方案撰寫規(guī)范及評估安全性，并解決學(xué)生的疑惑。即學(xué)生在教師營造的創(chuàng)客空間情景里，通過主動探究、開放思維、問題導(dǎo)向、項目體驗及動手實踐等過程探索“做”與“創(chuàng)”的學(xué)習(xí)樂趣，達到內(nèi)化與升華知識，從而獲得創(chuàng)新創(chuàng)設(shè)的理論基礎(chǔ)，其核心依據(jù)就是“玩中做、做中學(xué)、學(xué)中做、做中創(chuàng)”。教師不要評估學(xué)生的設(shè)計方案科學(xué)、嚴謹與否，僅關(guān)注方案是否有違反安全的原則性問題，讓學(xué)生盡情開放思維，充分發(fā)揮自由積極的創(chuàng)設(shè)思維，自己設(shè)計、自己實施、自己評估成果，調(diào)動主觀能動性，主動參與課堂。教師事后引導(dǎo)各小組學(xué)生從科學(xué)性、經(jīng)濟成本、便捷性、創(chuàng)意性、職業(yè)素養(yǎng)等方面評估成果，讓學(xué)生體會不同設(shè)計的不同效應(yīng)，體驗團隊協(xié)作的樂趣，反思各自思維的不足，從而讓下一次的實踐設(shè)計更科學(xué)、更嚴謹，真正實現(xiàn)做中學(xué)、做中進步。

在實施課程的過程中，教師還需細致觀察學(xué)生，要引導(dǎo)學(xué)生善于體驗生活，主動產(chǎn)生改造社會、創(chuàng)造美好的思維，主動設(shè)計產(chǎn)品?；凇皠?chuàng)客教育”的高階層次就是拓展知識點，提高開發(fā)難度，將自主設(shè)計電路加入項目開發(fā)過程，以生產(chǎn)實際需求為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)設(shè)思維，引導(dǎo)有潛力的學(xué)生主動提出創(chuàng)意設(shè)計并實施。

三、基于創(chuàng)客教育的《單片機技術(shù)應(yīng)用》教學(xué)實施路徑

（一）“創(chuàng)客教育”模式基礎(chǔ)理論儲備階段

該階段教師要借助信息化手段以生動活潑的呈現(xiàn)方式給學(xué)生推送枯燥的理論知識點，教師可以降低對學(xué)生的要求，大部分知識點以讓學(xué)生理解專業(yè)術(shù)語、了解程序應(yīng)用環(huán)境即可，讓學(xué)生輕松、愉快地認知單片機基礎(chǔ)知識。教師將理論知識以手冊的形式編制成冊或以微課小視頻的方式發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)客空間學(xué)習(xí)平臺，營造學(xué)生“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的創(chuàng)客環(huán)境，便于后續(xù)隨時查閱。基礎(chǔ)知識具體列表如表1所示。

該階段教師要注重以單片機應(yīng)用為主因材施教，要靈活把握學(xué)生最畏懼的知識點——電路設(shè)計，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，生動、合理地遞送知識內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的知識共同研討，團隊協(xié)作使用Proteus仿真軟件和Keil C51編譯軟件，讓學(xué)生初步體驗編程的樂趣，激發(fā)學(xué)生進入實例實踐的熱情。

（二）在教學(xué)過程中具體實施“創(chuàng)客教育”模式

1.班級成員分組。小組成員能力互補、各有優(yōu)勢，是創(chuàng)設(shè)成功的基礎(chǔ)。通過理論知識學(xué)習(xí)，教師認真觀察評價每個學(xué)生的專業(yè)優(yōu)缺點，找出班級中思維發(fā)散活潑、點子多的學(xué)生，數(shù)學(xué)邏輯思維強的學(xué)生，文字表達功底強的學(xué)生以及電路設(shè)計連接能力強的學(xué)生，讓這四類學(xué)生分別自由組隊結(jié)成小組，做到每組成員分工明確、能力相當、互補互助。

2.初階創(chuàng)客項目。根據(jù)《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程的邏輯性和學(xué)生的認知架構(gòu)，提供完善的模塊化單片機開發(fā)板（普中科技51單片機開發(fā)板STC89C52學(xué)習(xí)板），提出項目需求，讓學(xué)生分組完成設(shè)計實施方案：模塊選擇、程序編寫、調(diào)試及方案自評。具體的項目需求見表2所示。

教師在發(fā)放項目任務(wù)時，要注重培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的能力，分析功能需求，撰寫設(shè)計方案，列出任務(wù)分工單，讓學(xué)生既有小組協(xié)作能力，又有獨立思考的能力。初階過程中，教師也要引導(dǎo)學(xué)生形成查閱文獻的能力，為學(xué)生提供電子版單片機應(yīng)用設(shè)計手冊和知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫賬號（借用廈門市圖書館路徑）、單片機論壇及技術(shù)網(wǎng)站，培養(yǎng)學(xué)生的科研探究能力。教師在學(xué)生操作項目的過程中，要加強自身的引導(dǎo)能力，這對教師的專業(yè)能力和全局思維要求更高，需要教師在評閱學(xué)生的設(shè)計方案時及時預(yù)設(shè)可能存在或?qū)l(fā)生的故障，根據(jù)學(xué)生的設(shè)計思路讓他們自己完成最后的結(jié)果驗證。初階設(shè)計時學(xué)生可以適當模仿借鑒，甚至直接引用市場已有的設(shè)計方案，教師要適度包容學(xué)生所犯錯誤，不能一票否決，要讓學(xué)生先體驗設(shè)計的樂趣，讓他們在錯誤中成長。

3. 進階創(chuàng)客項目。學(xué)生利用現(xiàn)有的集成電路板完成模塊應(yīng)用創(chuàng)意設(shè)計之后，教師把學(xué)生的設(shè)計匯編成冊，考核他們的職業(yè)操守、專業(yè)知識、安全操作等方面的內(nèi)容之后，鼓勵對學(xué)科有興趣、富有繼續(xù)探究學(xué)科精神的學(xué)生挑戰(zhàn)進階項目，以便為參加電子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽做好準備。進階項目中，教師要積極調(diào)研企業(yè)需求，從實踐中獲取項目設(shè)計思路；要明確一支技術(shù)精湛的伯樂團隊方可孕育一組富有創(chuàng)新性思維、起點拔高的優(yōu)秀團隊，因此要大力引入優(yōu)秀的企業(yè)控制工程師和高校研發(fā)人員注入指導(dǎo)團隊。通過調(diào)研九陽電器公司、智邦醫(yī)療器械公司，初步設(shè)計以下項目（見表3）。

4. 清單式任務(wù)單，明確項目成果。進階階段是充分挖掘?qū)W生的潛力，著重培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力、向團隊及專家請教溝通的能力、文稿撰寫匯報能力及職業(yè)素養(yǎng)精神。學(xué)生要明確項目任務(wù)，小組長做好項目統(tǒng)籌工作，組織小組做好任務(wù)分工及項目策略研究，具體任務(wù)單見表4。

四、基于創(chuàng)客教育的教學(xué)評價

加強教育評價是提升教育質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，教學(xué)評價不僅要評價教師實施教學(xué)的過程、評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，還要促進師生、生生之間協(xié)同評價。

（一）評價教師

創(chuàng)客教育對專業(yè)教師的要求更高，專業(yè)教師不僅要深刻研究專業(yè)知識，更要熟知實踐應(yīng)用。要引導(dǎo)挖掘?qū)W生的專業(yè)潛力，要懂得教學(xué)技巧，在推送理論時要結(jié)合多種教學(xué)方法，讓學(xué)生愿意了解專業(yè)。在初階挑戰(zhàn)時審時度勢，激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望，巧妙設(shè)疑和點撥學(xué)生的創(chuàng)造性思維，即評價教師是否做好引導(dǎo)和服務(wù)工作。而在高階拔高學(xué)生的綜合實力時，更要做好學(xué)生的后期保障工作，做好資源調(diào)度和材料供應(yīng)。教師平時工作時必須深入了解企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)教融合，對學(xué)生存在的困惑及疑難可以及時給予專家的人力支援。創(chuàng)客教育對教師的考評即考評引導(dǎo)和服務(wù)能力。學(xué)校應(yīng)公正合理評價教師的教學(xué)過程，鼓勵教師打破傳統(tǒng)課堂，不拘一格嘗試新模式，為教師創(chuàng)造情景、建立考核機制，適當獎勵教師的工作。

（二）評價學(xué)生

教師團隊評價學(xué)生要關(guān)注以下方面：職業(yè)操守素養(yǎng)、誠信文明、團隊協(xié)作能力、任務(wù)分析能力、文獻查閱能力、說明書撰寫能力（內(nèi)容是否完整、條理是否分明、文字是否順暢、書寫是否工整）、溝通匯報能力、仿真調(diào)試結(jié)果、實際調(diào)試運行結(jié)果、設(shè)計創(chuàng)新性及經(jīng)濟效應(yīng)（高階設(shè)計要求），要明確將學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和誠信文明放在第一位。學(xué)?？山W(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)設(shè)學(xué)分獎勵機制，推廣學(xué)生的優(yōu)質(zhì)成果，提升其創(chuàng)設(shè)成就感，鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)業(yè)大賽，走出學(xué)校，邁進市場。

（三）學(xué)生自評及互評

學(xué)生自我反思、共享思維、共同討論是促進他們提升知識架構(gòu)的重要環(huán)節(jié)。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生自我反思創(chuàng)設(shè)思路，提出完善的修改意見，通過不斷實踐實現(xiàn)感性認識向理性認識升華的目標。通過學(xué)生小組互評發(fā)現(xiàn)亮點、找出不足、提出改進意見，通過頭腦風(fēng)暴的溝通模式集思廣益，碰撞新創(chuàng)意，間接培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力，踐行創(chuàng)客教育培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)實踐、持續(xù)反思、樂于分享、堅守創(chuàng)新的理念。

五、結(jié)語

隨著科技不斷發(fā)展，市場對創(chuàng)新性人才有更高的需求。教育的宗旨是培養(yǎng)適應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用型人才，要把中職學(xué)生立德樹人的綜合素養(yǎng)排在第一位。教師要營造創(chuàng)客空間，引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，注重引導(dǎo)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、誠信文明、團隊協(xié)作、創(chuàng)新思維，給學(xué)生營造理論聯(lián)系實踐的模式，把課堂主體還給學(xué)生，讓他們充分體驗創(chuàng)設(shè)的樂趣，真正達到育人的目標。

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［責任編輯 呂 媛］