□趙小亮 王研艷

黨的十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第三十四次會(huì)議4月20日表決通過(guò)新修訂的職業(yè)教育法，并于2022年5月1日起施行[1]。新修訂的職業(yè)教育法中明確提出，高等職業(yè)教育包含?？啤⒈究萍耙陨辖逃龑哟蔚穆殬I(yè)教育。本科職業(yè)教育是高等職業(yè)教育的重要組成部分，要在學(xué)習(xí)培養(yǎng)中突出職業(yè)教育發(fā)展、人才培養(yǎng)的高技能性和高層次性，在教學(xué)過(guò)程中學(xué)校及教學(xué)部門要深度產(chǎn)教融合、校企合作，優(yōu)化教育結(jié)構(gòu)及教育資源的配置，推進(jìn)職業(yè)教育的協(xié)調(diào)發(fā)展[2]?！秵纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是高職院校中電氣、電子、機(jī)電等大類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程[3]，該課程理論與實(shí)踐性結(jié)合強(qiáng)、軟硬件電路技術(shù)綜合運(yùn)用。學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)課程訓(xùn)練，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高動(dòng)手能力。

一、實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)是高職建筑設(shè)備類中的一個(gè)重要專業(yè)，隨著建筑智能化的普及，社會(huì)對(duì)建筑智能化方向的人才需求增大。建筑電氣與智能化工程專業(yè)是2021年新增的建筑設(shè)備類職業(yè)本科專業(yè)，與傳統(tǒng)的高職專業(yè)相比，本科層次的建筑智能化人才方面要有更深的理論基礎(chǔ)、更高的技能性和更強(qiáng)的職業(yè)能力。在建筑智能化工程技術(shù)高職教學(xué)過(guò)程中，《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》理論及實(shí)訓(xùn)課程是該專業(yè)的核心專業(yè)課程，現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中存在以下主要問(wèn)題[4～6]。

(一)缺乏本專業(yè)的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教材，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較為老舊，缺乏創(chuàng)新。目前所用的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教材，沒(méi)有是采用建筑智能化工程專業(yè)方面的實(shí)訓(xùn)教材，采用的都是電子信息、自動(dòng)控制類教材。課程內(nèi)容還是按照單片機(jī)的LED流水燈、LED數(shù)碼管、計(jì)時(shí)器、AD轉(zhuǎn)換等通用實(shí)訓(xùn)模塊進(jìn)行講授，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較為老舊，缺乏創(chuàng)新，沒(méi)有開發(fā)出針對(duì)建筑智能化工程方面的實(shí)訓(xùn)教材。

(二)缺乏專門針對(duì)不同生源學(xué)生的課程體系。在高職院校中，?？萍氨究茖W(xué)生的生源有兩部分，一部分是普通高中參加高考升學(xué)的高中后招生，另一類是中職對(duì)口單招或者是“專升本”分類招生。不同生源類型的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)大綱基本相同，教學(xué)內(nèi)容差別不大，教材內(nèi)容是學(xué)習(xí)的主要途徑，沒(méi)有考慮到不同層次學(xué)生的發(fā)展需求。

(三)課程思政及個(gè)性化培養(yǎng)欠缺。在傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教材中，主要是對(duì)知識(shí)的講解，很少有針對(duì)課程思政部分內(nèi)容的講授，缺少學(xué)生“匠心”“大國(guó)工匠”能力的培養(yǎng)。所授的知識(shí)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性，直接給出實(shí)訓(xùn)的任務(wù)，沒(méi)有實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目提煉環(huán)節(jié)。在項(xiàng)目提煉等方面沒(méi)有調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，缺少了文獻(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)的調(diào)研、設(shè)計(jì)不同的方案并進(jìn)行論證、任務(wù)進(jìn)行分解成不同子系統(tǒng)的論證過(guò)程，學(xué)生的實(shí)踐能力很難有實(shí)質(zhì)性提高、創(chuàng)新能力培養(yǎng)欠缺。

綜上所述，建筑智能化應(yīng)用技術(shù)專業(yè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的課程任務(wù)單一，沒(méi)有針對(duì)不同的學(xué)生生源進(jìn)行講授，學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。因此為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，開發(fā)一套適合本專業(yè)的單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)教材非常必要。

二、教材內(nèi)容設(shè)置的原則

(一)分層次的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)?？蛇x模塊的編制上面，考慮到不同任務(wù)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的覆蓋情況、知識(shí)與技能的難度與廣度有層次的區(qū)分，在可選功能模塊內(nèi)設(shè)置為必做的基本任務(wù)和綜合性任務(wù)。所有學(xué)生都要完成基本任務(wù)，對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)可以嘗試完成綜合性任務(wù)，保證不同層次的同學(xué)的學(xué)習(xí)需求，學(xué)習(xí)興趣將更為濃厚。

(二)學(xué)生自主討論提煉實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和實(shí)物系統(tǒng)的開發(fā)能力，緊密加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與實(shí)際工程的聯(lián)系。在任課老師的指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際專業(yè)，學(xué)生自主討論開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；在保證實(shí)訓(xùn)課程知識(shí)點(diǎn)全覆蓋的基礎(chǔ)上，完成對(duì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的提煉。

(三)課程思政部分內(nèi)容的融入。課程思政的教學(xué)內(nèi)容是實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要組成部分。實(shí)訓(xùn)教學(xué)是以實(shí)踐實(shí)習(xí)形式全時(shí)段跟學(xué)生接觸的重要過(guò)程，能夠在短期內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生的思想素質(zhì)，提升綜合能力。在教學(xué)中加入黃炎培職業(yè)教育思想中“敬業(yè)樂(lè)群”“手腦并用、雙手萬(wàn)能”“工匠精神”“愛國(guó)主義”等核心內(nèi)容的介紹，在實(shí)訓(xùn)中加強(qiáng)學(xué)生的安全規(guī)范意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神、奉獻(xiàn)精神、學(xué)做合一、愛國(guó)主義精神的培養(yǎng)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，著實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)出新時(shí)期“鐵的紀(jì)律、金的人格”的職業(yè)人才。

三、實(shí)訓(xùn)教材內(nèi)容的構(gòu)建

為了更好地系統(tǒng)掌握單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的理論知識(shí)，同時(shí)考慮到該課程是采用軟件進(jìn)行仿真的實(shí)踐課程，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣將教材分為三個(gè)部分：一是軟件介紹部分；二是必選的基礎(chǔ)部分；三是可選功能部分。內(nèi)容的難度設(shè)計(jì)上采用分層次的設(shè)計(jì)，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

(一)軟件介紹部分。軟件介紹模塊是掌握使用單片機(jī)的基礎(chǔ)內(nèi)容，內(nèi)容包括系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及相關(guān)軟件的使用，如Proteus設(shè)計(jì)及仿真平臺(tái)的使用、Keil C51集成開發(fā)環(huán)境使用及Stc-isp程序下載等部分內(nèi)容學(xué)習(xí)。

(二)必選基礎(chǔ)模塊的知識(shí)點(diǎn)。必選的基礎(chǔ)模塊是單片機(jī)基本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)單元，知識(shí)點(diǎn)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、單片機(jī)I/O接口輸入輸出控制、定時(shí)器使用、特殊功能寄存器、C語(yǔ)言中循環(huán)和常見判斷語(yǔ)句等。

(三)可選功能模塊的知識(shí)點(diǎn)。在完成基礎(chǔ)模塊的基礎(chǔ)上，本部分完成可選功能模塊的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)。具體包括數(shù)碼管動(dòng)靜態(tài)顯示、液晶顯示模塊的原理與驅(qū)動(dòng)、中斷系統(tǒng)、并行與串行通信技術(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換接口、矩陣鍵盤的工作原理及設(shè)計(jì)方法等知識(shí)點(diǎn)。

(四)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與提煉。在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，將建筑內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、消防火災(zāi)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)中的某一部分作為實(shí)訓(xùn)的對(duì)象，針對(duì)某一系統(tǒng)提煉出實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提出的項(xiàng)目要覆蓋需要掌握的所有知識(shí)點(diǎn)。

四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容提煉舉例

電梯系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分，電梯系統(tǒng)主要由微控制器模塊、電源電路模塊、復(fù)位電路模塊、樓層顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、獨(dú)立鍵盤模塊、報(bào)警模塊及其它檢測(cè)模塊等組成。電梯系統(tǒng)的模塊分布如圖2所示，本部分以電梯系統(tǒng)為示例，提煉出單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。

圖2 電梯系統(tǒng)總體框圖

微控制器模塊主要是由單片機(jī)及相關(guān)控制電路組成，能夠保證內(nèi)在邏輯的處理，進(jìn)行精確控制。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是控制步進(jìn)電機(jī)的重要部分，能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，從而對(duì)電梯的上行和下行做出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。樓層顯示模塊是多組LED燈及數(shù)碼管組成的顯示系統(tǒng)，能夠顯示電梯上下行及樓層的狀態(tài)。獨(dú)立鍵盤模塊是各層電梯的信號(hào)輸入裝置，將各層轎廂外的樓層需求及轎廂內(nèi)的按鍵通過(guò)端口傳輸給單片機(jī)。報(bào)警模塊是聲光報(bào)警器，在轎廂超時(shí)及警報(bào)狀態(tài)時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)信號(hào)并對(duì)外進(jìn)行報(bào)警。其他檢測(cè)模塊包括電梯超載檢查、轎廂防夾功能檢查、轎廂其他異常功能檢測(cè)等。

針對(duì)電梯各個(gè)部分的主要內(nèi)容，將功能進(jìn)行分解與提煉，整理出基礎(chǔ)模塊和可選功能部分模塊的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。具體的內(nèi)容如表1所示。電梯系統(tǒng)中的微控制模塊和復(fù)位電路模塊提煉出單片機(jī)控制電路實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，涵蓋單片機(jī)結(jié)構(gòu)、C51知識(shí)和開發(fā)環(huán)境介紹的主要內(nèi)容，為后期的必選模塊和可選功能模塊做準(zhǔn)備。電梯系統(tǒng)中聲光報(bào)警模塊、樓層顯示模塊和獨(dú)立鍵盤模塊必選基礎(chǔ)模塊，提煉出對(duì)應(yīng)于三個(gè)模塊的實(shí)訓(xùn)模塊為點(diǎn)亮發(fā)光二極管、控制蜂鳴器發(fā)聲、LED數(shù)碼管靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示及鍵盤聯(lián)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，涵蓋了單片機(jī)I/O接口、數(shù)據(jù)類型、數(shù)組和數(shù)碼管顯示及邏輯判斷語(yǔ)句。可選功能模塊包括檢測(cè)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和樓層顯示模塊，提煉出轎廂防夾及定時(shí)開關(guān)、電梯超載檢測(cè)、電機(jī)控制機(jī)液晶模板的設(shè)計(jì)，包括了數(shù)模轉(zhuǎn)換、定時(shí)功能、步進(jìn)電機(jī)及液晶顯示器應(yīng)用。綜合應(yīng)用功能模塊是電梯防超載、轎廂防夾、多部電梯聯(lián)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的綜合應(yīng)用。

表1 電梯系統(tǒng)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容表

五、結(jié)語(yǔ)

實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，開發(fā)并使用一本適用于本專業(yè)的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教材，學(xué)生能在提煉實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目過(guò)程中理解自己專業(yè)并培養(yǎng)創(chuàng)造意識(shí)、提高創(chuàng)新能力。通過(guò)采用分層次的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)置，滿足了不同生源及接受層次的學(xué)習(xí)需求，同時(shí)將課程思政融入教學(xué)，提高學(xué)生的思想素質(zhì)，提升綜合能力。