葉 泉

南京機電職業(yè)技術(shù)學院 江蘇南京 211135

單片機課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要采用理實一體化的教學方法，課程的內(nèi)容既包括單片機的基本原理，同時還包括了單片機小系統(tǒng)的設(shè)計與制作等知識和技能，應(yīng)該說單片機的實用性是非常強的。單片機的使用領(lǐng)域十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器等，熟練掌握單片機技術(shù)對自動化、電子工程等專業(yè)的學生就業(yè)也有較好的促進作用。因此如何把單片機這門課程教好，讓學生能夠真正應(yīng)用起來就顯得尤為重要。

世界各地的許多創(chuàng)客學習項目都不約而同地使用了同一類開發(fā)工具，即開源硬件[1]，而開源硬件正是位于單片機的基礎(chǔ)之上的，因此本課程在項目化教學的基礎(chǔ)上結(jié)合本校的創(chuàng)客教育文化，探索創(chuàng)客教育與單片機職業(yè)教育相互融合的教學方式新模式。

1　單片機課程教學現(xiàn)狀與創(chuàng)客教育

1.1　單片機課程教學現(xiàn)狀

原有的單片機教材按照理論體系進行編寫，雖然嚴謹?shù)珜W生從單片機硬件系統(tǒng)開始學習再到編程，這個時間很長而且，比較枯燥，最后的結(jié)果是往往學了大半學期仍然不會獨立自主的搭建一個完整的單片機系統(tǒng)。并且學生在做單片機綜合設(shè)計或參加創(chuàng)客制作時，大部分只是把書上的例子下載到單片機里，改動的多創(chuàng)新的少，根本的原因還是學生對單片機及單片機周邊的電子元器件的使用不熟悉。

在單片機的教學中有教師將項目化或案例式教學方法運用到單片機的教學改革中并將理論學習與實際操作有機的結(jié)合，這種方法充分調(diào)動了學生學習的學習興趣和積極性[2,3]。也有教師設(shè)計機器人實驗裝置應(yīng)用于單片機教學，利用機器人平臺進行單片機教學激發(fā)了學生的學習興趣，還可以選拔學生采集機器人大賽[4,5]。我們可以看到在單片機實踐教學中各個學校做得都非常有特色。

1.2　創(chuàng)客教育的現(xiàn)狀

創(chuàng)客教育是起源于美國的一項教育計劃，我國學者總結(jié)出了創(chuàng)客教育的的定義，創(chuàng)客教育是基礎(chǔ)為新興科技、主要學習環(huán)境為創(chuàng)客空間重構(gòu)、主要學習過程為創(chuàng)造性的實踐活動，學生從實踐過程中學習各種學科還有跨學科的相關(guān)知識，培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新實踐能力等素質(zhì)的一種新型教育模式[6]。

2015年9月初教育部出臺的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》中提出：“有效利用信息技術(shù)推進‘眾創(chuàng)空間’建設(shè)，探索STEAM 教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式，使學生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識”。從此國內(nèi)校內(nèi)創(chuàng)客教育基地如雨后春筍般的先后成立。我校已于2015年1月率先建設(shè)國內(nèi)首家“創(chuàng)客校園”，大力發(fā)展集創(chuàng)意、設(shè)計、制造于一體的“藍島創(chuàng)客空間”。為了積極響應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，我們鼓勵學生成為一個具有創(chuàng)新、創(chuàng)意的創(chuàng)客，鼓勵學生在適當?shù)幕A(chǔ)上進行創(chuàng)業(yè)活動。圍繞專業(yè)課程教育，開展創(chuàng)客教育的改革[7]，建立相應(yīng)的創(chuàng)客課改課程已經(jīng)成為迫在眉睫的任務(wù)。

目前，已有高校開展相應(yīng)的課程改革，如有教師提出在3D設(shè)計與打印課程中運用創(chuàng)客教育理念，采用小組討論、實踐等方式，實現(xiàn)了創(chuàng)意構(gòu)想[8]。如還有學校提出了創(chuàng)意電子課程，通過這個課程激發(fā)學生的興趣，并鼓勵學生從生活中發(fā)現(xiàn)相關(guān)的創(chuàng)意[9]。

1.3　創(chuàng)客教育對單片機課程的意義

創(chuàng)客教育是一種秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗”教育理念，以“創(chuàng)造中學”為主要學習方式，這正和單片機這種實踐類課程的要求一致，將學生從被動的理論知識學習中解放出來，以創(chuàng)客作品為導向，讓學生主動地運用單片機課程中的知識，當然教師也要起到引導和輔導的作用。

2　單片機創(chuàng)客式課程改革的思路與內(nèi)容

針對傳統(tǒng)教學中采用知識體系的授課方法，我們采用創(chuàng)客式的模塊化結(jié)構(gòu)。即針對每個知識點采用創(chuàng)客中常用的元器件作為基礎(chǔ)任務(wù)，學生在完成基礎(chǔ)任務(wù)的水平上我們再開展不同的創(chuàng)客主題任務(wù)，鼓勵學生結(jié)合主題和生活進行創(chuàng)新創(chuàng)客小制作，同時教師也可給出一些建議。我們將單片機的知識點分布于這些任務(wù)中，當任務(wù)完成后，相關(guān)知識點也相應(yīng)地學習完畢，創(chuàng)客中常用的元器件也熟悉了。創(chuàng)客式課改課程項目的知識點及任務(wù)如表1所示。

表1 單片機創(chuàng)客式課改課程項目的知識點及任務(wù)

與傳統(tǒng)的項目式任務(wù)相比，我們更加注重引導學生使用單片機及相關(guān)的知識解決生活中相關(guān)問題，讓學生由被動完成任務(wù)到積極動手制作，并且我們也會積極跟進鼓勵學生發(fā)現(xiàn)想法中的創(chuàng)新點，直至最后申請相關(guān)專利。

在學期初，將學生每3人分為一組，要求分工明確，有人做項目演說，有人做硬件安裝還有人做軟件編程。每次以任務(wù)為要求開展教學。在學校的單片機實驗室中使用單片機最小系統(tǒng)和相應(yīng)的電子元器件模塊搭建最初的模型，使用Keil軟件進行編譯，后期可根據(jù)要求對模型進行改進。

在課堂外我們還對每個小組要求在一個單片機學習的學期中產(chǎn)生一件創(chuàng)客作品，針對這個創(chuàng)客作品我們會有開題演講，中期檢查和最后的作品展示活動。

在考核方面，平時分占70%、期末考試占30%，平時分又由平時考勤(10%)、實驗和作業(yè)(50%)、創(chuàng)客作品(40%)組成(如圖1所示)。

圖1　單片機課程考核方案

在一個學期的學習中一共產(chǎn)生了13項創(chuàng)客作品，學生普遍表示在動手制作作品的過程中對單片機的軟硬件開發(fā)的方法理解得更深刻了，并且也對編程更加熟練了。

3　結(jié)語

本文針對單片機傳統(tǒng)教學中的不足，結(jié)合創(chuàng)客教育理論，提出了將單片機課程轉(zhuǎn)化為單片機創(chuàng)客式課改課程，并改革課程標準和授課計劃，將知識點與創(chuàng)客常用的元器件結(jié)合，引導學生進行創(chuàng)新制作，將理論學習與創(chuàng)客作品有機結(jié)合，充分調(diào)動了學生學習的學習興趣和積極性，增強了學生的對單片機的軟硬件綜合應(yīng)用能力和實踐能力，提高了學生的創(chuàng)新制作能力。在后面的教學我們將不斷改進教學方法和內(nèi)容，為單片機教學和創(chuàng)客校園做出更大的努力。

[1]雒亮,祝智庭.開源硬件：撬動創(chuàng)客教育實踐的杠桿[J].中國電化教育,2015(4):7-14.

[2]李冰.單片機課程的項目化教學改革與實踐[J].實驗室科學,2014(2):101-103.

[3]李紹靜.基于案例驅(qū)動的單片機教學模式研究[J].信息技術(shù),2013(4):59-62.

[4]王紅超.機器人在單片機教學中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索,2013(1):213-215.

[5]徐亮.結(jié)合競賽機器人開展高職單片機課改的實踐與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2016(4):117-119.

[6]李華,楊永其,譚明杰.“創(chuàng)客教育”解讀[J].四川師范大學學報:社會科學版,2016(9):26-33.

[7]康長青,吳中博,張其林,寧彬,項東升. 地方高校創(chuàng)客教學模式的構(gòu)建[J].計算機時代,2017(1):82-84.

[8]楊熊炎.創(chuàng)客教育下的“3D設(shè)計與打印”課程應(yīng)用實踐[J].美與時代,2016(9):106-108.

[9]王辭曉,傅騫,楊思思.創(chuàng)客視野下的創(chuàng)意電子課程設(shè)計研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2015(10):106-112.