馮翠婷

（青海柴達(dá)木職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青海 海西州德令哈 817000）

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為專業(yè)課程在與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合培養(yǎng)的探索實(shí)施過程中，沒有標(biāo)準(zhǔn)的模板。一專一略，一校一策，不同類型不同層次的高校、不同專業(yè)、不同課程的融合都是需要不斷探索的，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)課程教育的融合研究探索還有很長的路要走。因此高?？梢粤⒆銓W(xué)校辦學(xué)特點(diǎn)和專業(yè)行業(yè)特色以及地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求適時(shí)調(diào)整專業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)體系，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)新型技能人才，并為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供創(chuàng)新內(nèi)核和人才保障。

一、單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀

單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是幾乎所有工科學(xué)生的必修內(nèi)容，是高素質(zhì)復(fù)合技能型人才所需的全部自動(dòng)控制類知識結(jié)構(gòu)的應(yīng)用平臺(tái)。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)一般從本學(xué)科體系出發(fā)，雖注重課程本身的教學(xué)單元結(jié)構(gòu)，但卻忽略了其前后課程的邏輯聯(lián)系。雖然各高校的單片機(jī)應(yīng)用的前后置課程不完全一樣，但大體可歸納為由“電工電子技術(shù)”“C 語言程序設(shè)計(jì)”“電路板設(shè)計(jì)”“傳感器檢測與技術(shù)”等組成的前置課程和“單片機(jī)技能實(shí)訓(xùn)”等后繼課程。在傳統(tǒng)教學(xué)中，上述每門課程基本由不同的教師獨(dú)立授課，整體沒有實(shí)現(xiàn)無縫銜接且相對枯燥。容易導(dǎo)致課程針對性不強(qiáng)，課程之間彼此知識點(diǎn)銜接不暢，實(shí)踐能力培養(yǎng)不到位等問題。例如，在實(shí)際教學(xué)中由于學(xué)生對前置知識點(diǎn)的遺忘，授課教師經(jīng)常需要從中穿插前置課程的復(fù)習(xí)。

大量的實(shí)踐可以使學(xué)生有效地融合在技術(shù)應(yīng)用中所需的所有知識，但在傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)卻限制了學(xué)生的動(dòng)手能力。各個(gè)高校在實(shí)踐教學(xué)中通常采用Protues 仿真軟件和統(tǒng)一購買的開發(fā)板實(shí)驗(yàn)箱。仿真軟件能大大簡便教學(xué)，但缺乏實(shí)踐性且仿真度有限。開發(fā)板實(shí)驗(yàn)箱多采用集成電路搭建，雖然簡單易上手，卻限制了學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生自由發(fā)揮的機(jī)會(huì)偏少，不能按自己的想法和特長做一些設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)造性的實(shí)踐。

二、教學(xué)中存在的問題

1.硬件部分和軟件部分學(xué)習(xí)內(nèi)容相互有一定的穿插，學(xué)生是先學(xué)硬件結(jié)構(gòu)，后學(xué)軟件指令，在學(xué)習(xí)過程中有些內(nèi)容無法及時(shí)理解，如果講解的細(xì)致會(huì)使學(xué)生理解上造成困難。

2.學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)軟件指令部分是學(xué)習(xí)的匯編語言。匯編語言是除了機(jī)器語言外最接近底層硬件的語言，編寫出的程序運(yùn)行效率最高。初學(xué)者學(xué)習(xí)匯編語言可以加深單片機(jī)的運(yùn)行過程和原理，對單片機(jī)硬件和指令之間的交互有一個(gè)清晰的認(rèn)識。但是，匯編語言的可讀性差，面向硬件的編寫過程煩瑣，移植性差。如果只掌握匯編語言編程，編寫綜合性、應(yīng)用性強(qiáng)的程序就較為困難，難以將實(shí)際學(xué)過的單片機(jī)軟件指令應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中，提高了單片機(jī)開發(fā)的門檻。

3.學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完全是基于軟件模擬仿真，缺乏實(shí)際的動(dòng)手操作。純軟件仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)完畢后，學(xué)生甚至都沒見過真正的單片機(jī)，更不用談?dòng)布O(shè)計(jì)、連線、調(diào)試等。工科生工作后面對是各種復(fù)雜的實(shí)際電路狀況，不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。

三、單片機(jī)課程教學(xué)改革探索

（一）教材改革

教材的編排非常重要。教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索與企業(yè)合作開發(fā)教材，瞄準(zhǔn)技能等級考核標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理的組織教材內(nèi)容，編寫配套的線上線下學(xué)習(xí)資料，以提高學(xué)生技能等級水平為目標(biāo)，以增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力為本位，充分考慮高職學(xué)生特點(diǎn)和企業(yè)的用人需求標(biāo)準(zhǔn)，滿足高職學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)職業(yè)技能等級初級和高級的考核內(nèi)容都分為理論部分和實(shí)操部分。初級的理論知識主要包括：電路原理圖識圖、電子元器件標(biāo)識方法、MCS-51 單片機(jī)基礎(chǔ)理論知識、ZigBee 無線通信基礎(chǔ)知識、傳感器基礎(chǔ)知識、工具儀表使用基礎(chǔ)知識。

中級的理論知識主要包括：數(shù)字、模擬電路基礎(chǔ)知識、C 語言基礎(chǔ)知識、MCS-51 單片機(jī)基礎(chǔ)理論知識、LoRa 無線通信基礎(chǔ)知識、傳感器基礎(chǔ)知識、工具儀表使用基礎(chǔ)知識。

（二）教學(xué)模式改革

單片機(jī)課程傳統(tǒng)上課模式采用一周4 個(gè)學(xué)時(shí)，2 個(gè)學(xué)時(shí)理論，2 個(gè)學(xué)時(shí)上機(jī)環(huán)節(jié)，16 周一共64 課時(shí)。該模式學(xué)生在一周學(xué)完之后與下周上課間隔時(shí)間過長，而單片機(jī)是一門綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，高職學(xué)生普遍不會(huì)在課下投入大量時(shí)間自學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容缺乏連貫性，多數(shù)學(xué)生沒能學(xué)好該課程。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索采用“分段集中式”教學(xué)模式和“項(xiàng)目教學(xué)法”教學(xué)方法來開展單片機(jī)課程。分段集中式是指在不改變課時(shí)的情況下將單片機(jī)課程集中在一個(gè)學(xué)期的4 個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段16 個(gè)課時(shí)。項(xiàng)目教學(xué)法是指在每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)師生以團(tuán)隊(duì)的形式共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目實(shí)施過程中學(xué)生團(tuán)隊(duì)作為一個(gè)整體分工明確、相互配合，模仿企業(yè)中的項(xiàng)目開發(fā)過程，讓學(xué)生體驗(yàn)產(chǎn)品開發(fā)的經(jīng)歷。團(tuán)隊(duì)之間的方案都有差異，團(tuán)隊(duì)之間還存在著一定的競爭，同學(xué)們的興趣也大大提高，老師在講解和指導(dǎo)項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生不僅能學(xué)到不同的解決方案，還能發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)的各種問題。

（三）第二課堂改革

第二課堂是在第一課堂教學(xué)時(shí)間以外，組織開展的具有素質(zhì)教育內(nèi)涵的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，即學(xué)生在教學(xué)計(jì)劃規(guī)定課程之外自愿參加、有組織進(jìn)行各類活動(dòng)[4]。大學(xué)生社團(tuán)是高校的第二課堂，教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師充分發(fā)揮社團(tuán)在育人方面的作用。單片機(jī)應(yīng)用于開發(fā)協(xié)會(huì)聚集了一批對單片機(jī)學(xué)習(xí)興趣高，知識掌握扎實(shí)的學(xué)生，且善于動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新，在團(tuán)隊(duì)老師的指導(dǎo)下定期開展單片機(jī)知識講座和單片機(jī)編程大賽。因1+X 證書考試需要一定的考評費(fèi)用，且目前處于推廣階段，學(xué)生的認(rèn)可度還不是很高，教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師首先強(qiáng)化內(nèi)功，把自己打造成證書考評員，然后積極引導(dǎo)和推廣更多社團(tuán)成員準(zhǔn)備和參加考試。

近年來，教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生在藍(lán)橋杯電子類單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)項(xiàng)目中榮獲國賽二等獎(jiǎng)，省賽一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)等多個(gè)好成績，在挑戰(zhàn)杯和全國職業(yè)院校技能大賽中也榮獲了一定成績。好成績和榮譽(yù)具有較大的引領(lǐng)和示范作用，越來越多的學(xué)生開始積極學(xué)習(xí)單片機(jī)，社團(tuán)成員的人數(shù)和單片機(jī)水平也在不斷提高。

（四）注重思政教育

習(xí)近平在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面。近年來中美貿(mào)易摩擦持續(xù)，中興、華為等科技公司被美國制裁事件不斷發(fā)生，單片機(jī)技術(shù)正是高新技術(shù)中的一環(huán)，電子類學(xué)生更能深刻認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。在課堂上積極引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注這些事件，激發(fā)學(xué)生電子開發(fā)設(shè)計(jì)的熱情，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才有著重要作用。學(xué)生將遠(yuǎn)大目標(biāo)扎根心中，才能在學(xué)習(xí)過程中倍加珍惜時(shí)間的珍貴，從而更加積極地投入到單片機(jī)課程的理論和實(shí)踐學(xué)習(xí)中。

（五）考核評價(jià)改革

課程考核方式的合理與否直接影響著課程教學(xué)任務(wù)乃至專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的具體落實(shí)。物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)職業(yè)技能等級證書考核包含理論考試和實(shí)操考試，其中，理論考試60 分鐘，實(shí)操考試150 分鐘。理論考試均為客觀題，包括單選、多選、判斷等題型，考生登錄考試系統(tǒng)作答；實(shí)操考試是在實(shí)驗(yàn)箱+計(jì)算機(jī)開發(fā)環(huán)境下操作。參照技能等級考核形式對學(xué)生進(jìn)行考核，學(xué)生平時(shí)作業(yè)、考勤、課堂互動(dòng)等環(huán)節(jié)為10 分，平時(shí)開展的7 次項(xiàng)目教學(xué)法參照實(shí)操考試進(jìn)行，總分為70分，期末考試按照理論考試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，總分為20 分。通過物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)職業(yè)技能等級考試達(dá)到初級的水平的成績認(rèn)定為70 分，達(dá)到中級水平的成績認(rèn)定為95 分。

（六）理論教學(xué)

針對課程理論內(nèi)容前后交叉強(qiáng)的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)前部分章節(jié)時(shí)，摒棄以往精講的講課方式，與后面關(guān)聯(lián)強(qiáng)的內(nèi)容不必講得面面俱到，要求學(xué)生完全理解。講課時(shí)前面章節(jié)突出內(nèi)容的框架，主要讓學(xué)生理解作用而不是具體的工作原理，不用花費(fèi)太多的課時(shí)和學(xué)生精力。講到后面章節(jié)涉及前半部分內(nèi)容時(shí)，再前后結(jié)合具體分析。有了前面講過的輪廓，學(xué)生理解后面的內(nèi)容就較為輕松，同時(shí)后面章節(jié)的知識也對前面的內(nèi)容理解有所幫助。此時(shí)的學(xué)生可能還沒有充分理解，就要借助習(xí)題和實(shí)驗(yàn)的鞏固，不斷加強(qiáng)對前后內(nèi)容的理解。

（七）教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》作為專業(yè)實(shí)踐較強(qiáng)的課程，在實(shí)踐教學(xué)中，一方面，注重依托洛陽地方企業(yè)的工程實(shí)踐項(xiàng)目開展模塊化教學(xué)，充分利用校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)設(shè)備，以企業(yè)工程項(xiàng)目作為學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)，提高學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力；另一方面，以各類技能大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽為抓手，積極鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生參加各級各類比賽，以賽促學(xué)，以賽促創(chuàng)，進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。使本?，F(xiàn)有的機(jī)電、機(jī)械類實(shí)訓(xùn)車間和學(xué)校就業(yè)創(chuàng)業(yè)中心充分對接融合，建成以機(jī)電一體化專業(yè)為特色，以技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主的實(shí)踐性創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。

（八）第二課堂的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)安排

學(xué)生社團(tuán)是大學(xué)生第二課堂育人體系的重要載體，是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神意識和實(shí)踐實(shí)操動(dòng)手能力提升的重要途徑。學(xué)生社團(tuán)作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要平臺(tái)，承擔(dān)著至關(guān)重要的作用。我校單片機(jī)社團(tuán)于2018年注冊，作為科技創(chuàng)新類社團(tuán)，一直致力于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的孵化。社團(tuán)的主要活動(dòng)是參加技能大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，通過參加比賽使學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、理論知識水平和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力都得到了鍛煉和檢驗(yàn)，為學(xué)生畢業(yè)后從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目打下了基礎(chǔ)。以單片機(jī)社團(tuán)為單位成立初創(chuàng)小組依托本校的眾創(chuàng)空間孵化一批單片機(jī)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，讓學(xué)生在參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（九）虛實(shí)結(jié)合的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)

匯編語言固然適合單片機(jī)的初學(xué)者，但是匯編語言編程在實(shí)際單片機(jī)開發(fā)中利用的已經(jīng)很少。目前，絕大多數(shù)單片機(jī)或嵌入式開發(fā)都采用C語言。51 單片機(jī)開發(fā)時(shí)多采用C51 語言，C51 語言是一種高級語言，由C 語言繼承而來。C51 語言的語法和C 語言基本一致，簡單易學(xué)，開發(fā)時(shí)靈活方便，無須深入了解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，大大提高了開發(fā)速度。學(xué)生在掌握了C 語言和單片機(jī)匯編語言后，可以迅速掌握C51 語言。

匯編語言給學(xué)生帶來了單片機(jī)開發(fā)的難度，如果不去用C51 實(shí)際做開發(fā)項(xiàng)目，就會(huì)限制學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用的想象力。在學(xué)完課程后，利用學(xué)期的最后兩周可以進(jìn)行2～3 個(gè)單片機(jī)實(shí)際的應(yīng)用開發(fā)。如做一個(gè)實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測報(bào)警裝置，秒表或時(shí)點(diǎn)陣廣告模擬等實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上寫好程序，調(diào)試正確后，寫入到單片機(jī)中。

結(jié)束語

1+X證書制度實(shí)施以來，給高職院校的人才培養(yǎng)模式提出了新的要求。針對1+X“物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)”證書的要求，對單片機(jī)課程的教材、教學(xué)模式、課程考核方式進(jìn)行改革并加強(qiáng)課程思政教育，以期提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，暢通技術(shù)技能人才成長通道，拓展學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)。