李曉娟 李建科 胡良 曾文獻 王亞超

摘?要：以加強課程建設培養(yǎng)新工科人才作為出發(fā)點，激發(fā)學生興趣為導向，并結合課程思政的建設目標，通過引入大學生電子設計大賽和藍橋杯大賽中的代表性案例，采用競賽項目驅(qū)動教學模式，實現(xiàn)“教師講授為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生參與為主，教師指導為輔”的教學做一體化的教學模式。教學內(nèi)容上將專業(yè)知識與思政元素有機結合，賦予專業(yè)知識思政價值導向，加強學生人生觀與價值觀的引領，要求“學為學、學為人”，通過情操陶冶達到培養(yǎng)高尚人格的目的。通過采取過程性考核機制，充分融入明辨性思維能力培養(yǎng)，提高學生的綜合能力。

關鍵詞：教學模式改革；PBL；單片機；過程性考核

1?概述

隨著大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”等先進信息技術的快速發(fā)展，智慧教學已經(jīng)進入傳統(tǒng)課堂，成為教師不可缺少的教學手段［1］。單片機原理及應用課程是一門應用性和實踐性極強的課程，集合了C語言程序設計、數(shù)字電子技術和電路與電子技術等多門課程的重要知識點。該課程不僅包含基本概念、基本原理等眾多知識點，邏輯性強且內(nèi)容抽象，還具有理論與實踐、軟件與硬件多重結合的特點。傳統(tǒng)的以教師講解為主，學生被動式接受的授課方式已經(jīng)暴露出諸多不足，不能滿足教學提升的要求［23］。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先是學生學習過程中沒有學習動力，普遍反映課程理論知識的講授枯燥乏味，實驗課程的教學形式過于單一，大部分實驗項目通過Keil?C和Proteus仿真軟件實現(xiàn)，學生動手能力得不到鍛煉；其次表現(xiàn)在課程鋪墊與課程實踐環(huán)節(jié)的缺失，課程內(nèi)涵和外延不夠豐富；最后是考核方式過于單一，無法有效地反映學生綜合表現(xiàn)。以上問

題導致該課程的教學已經(jīng)無法滿足當前工科類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)需求。為了滿足國家智能制造2025發(fā)展規(guī)劃的要求，單片機原理及應用課程對基礎芯片應用能力的培養(yǎng)水平還需要更進一步的提升［4］。

在新的教育時代，每一位一線授課教師還要認真領悟習近平新時代中國特色社會主義思想及十九大精神。課程教學要實現(xiàn)教書育人，新工科人才的培養(yǎng)需要做到德才兼?zhèn)洹５掠囵B(yǎng)不僅是思想政治類課程的職責，每門課程也都應該結合自身的課程內(nèi)容，充分發(fā)揮其思政育人的功能。單片機原理及應用課程是一門主要講授單片機芯片應用與編程的課程。單片機系列芯片屬于高科技芯片產(chǎn)品，我國在芯片研發(fā)上與國外仍存在一些差距。因此，本課程的思政內(nèi)容切入點從芯片核心技術入手，并引入一些為祖國發(fā)展辛勤付出的科研工作者事跡等。為了改進單片機課程的教學效果，并實現(xiàn)相應的培養(yǎng)目標，必然要進行課程改革和建設。教學改革中我們堅持以培養(yǎng)學生實踐動手能力為主線，將教、學、做一體化教學模式有機融入“雨課堂”“學習通”等智慧教學平臺，從教學資源設計、教學活動組織、課程思政內(nèi)容融合、過程性考核4個方面進行深入研究探索，形成一種知識學習離散化、技能掌握集中化的線上線下混合式教學模式，以適應企業(yè)對人才培養(yǎng)的需求。

2?單片機原理及應用課程教學模式改革

2.1?理論教學模式改革

傳統(tǒng)教學中重理論而輕實踐，通過引入有較大影響的全國電子設計大賽和藍橋杯大賽中的代表性案例，采用案例驅(qū)動教學（PBL）模式，通過“雜”問激發(fā)學生的思考興趣、引導構建問題框架；通過“精”問引導技術方案思考、確定技術方案可行性；最后通過“追”問攻克技術實現(xiàn)的難點、審視和反思技術方案，實現(xiàn)由“教師為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生為主導，教師為輔導”，形成圖1所示的教學做一體化的教學模式。單片機課程的講授不能再是老師的一言堂，不能再是填鴨式教育，教與學要形成雙向的，老師應充當一位引領者，引導學生進入知識領域，教會學生尋求和探索知識。全方位開展啟發(fā)式講授、互動式交流、探究式討論的課堂教學改革，加強師生和生生之間的深度交流對話，啟發(fā)學生獨立思考，激勵學生勇于、善于表達，進而促成學生明辨性思維能力的提高。

授課過程中采用豐富的教學案例（物品分揀搬送裝置、自動循跡小車、四旋翼自主飛行器探測跟蹤系統(tǒng)等）來分析所涉及的單片機原理及應用相關知識。學習主要圍繞“初步接觸→產(chǎn)生興趣→深入了解→理解掌握→簡單實踐→熟悉操作→加深認識→應用創(chuàng)新”幾個維度展開，打破教學過程脫離實際的人才培養(yǎng)方式，讓學生盡早接觸工程現(xiàn)實問題，增強學生的創(chuàng)新能力和意識。同時，在專業(yè)知識學習過程中，將前輩先賢的事跡融入理論授課過程中，將“九層之臺，起于累土”的精神傳達給學生，強調(diào)基礎理論知識不斷積累的重要性；“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，從國際芯片發(fā)展及應用現(xiàn)狀出發(fā)，激發(fā)起每一名同學的深切愛國主義情懷，提升他們的主人翁意識，樹立起學生學習先進技術的目標；“不積跬步，無以至千里”，培養(yǎng)學生艱苦奮斗的工匠精神和敬業(yè)意識，激勵學生熱愛生活、熱愛學習，自覺形成良好的學習習慣和道德情操。

除了課堂上充分融入思政元素外，課下積極開展教師思政意識加強工作，進行課程思政團隊建設。以增強教師隊伍育人意識與育人能力為核心目標，通過創(chuàng)新實操訓練、思政教學常規(guī)訓練和科學的思政隊伍評價體系，從德育素養(yǎng)培養(yǎng)入手，全面提高教師隊伍的整體思政意識，促進“課程思政”團隊建設工作健康發(fā)展。創(chuàng)建互幫互助、合作發(fā)展的思政教師與專業(yè)教師合作發(fā)展模式，實現(xiàn)課程“1+1>2”的建設效果。厘清教學內(nèi)容與思政元素的對應關系，優(yōu)化課程教學內(nèi)容，在專業(yè)教育中找準思政教育的切入點，做到潛移默化，寓教于樂。同時，要緊緊圍繞課程教學的思想目標，在梳理兩者關系的過程中，注重教學內(nèi)容與主流價值的同頻共振。

2.2?線上平臺擴展教學

單片機課程采用線下教學和線上學習相結合的混合教學模式。線上課程包括課程相關視頻、章節(jié)參考文獻、章節(jié)練習測試題、科技前言技術介紹、案例展示及討論交流等幾個環(huán)節(jié)。通過數(shù)字課程建設，學生的學習時間和地點將不再限制于課堂和實驗室中，打破時間和空間的限制。通過學習平臺線上學習與提問，討論區(qū)發(fā)帖、回帖等方式解決學生理論學習中的困惑，實現(xiàn)多維交叉的時域與空間域，讓學生找到個性化的學習方式，適合于自己的習慣。課程教學實現(xiàn)了從普惠教育向以學生為主體，普惠+個性化培養(yǎng)相結合的現(xiàn)代化教學生態(tài)的轉(zhuǎn)變。

課程視頻將每一章的知識點分割成若干個小節(jié)，為同學講解基本原理及模塊設計思路方法，同時配備有實際操作演示。每個章節(jié)提供相關的參考文獻幫助同學詳細閱讀理解，擴展知識面。練習測試題則強化鞏固所學習的知識點，檢驗學習效果，有助于進行線下動手實踐。通過線上同學間、師生間的學習交流及同學作業(yè)的互評機制有助于學生開闊思路，活躍思維。將單片機系統(tǒng)發(fā)展的前沿科技進行錄制，同時將教學過程中的經(jīng)典項目案例和先進技術應用案例等視頻在視頻網(wǎng)站上錄播，為學生多手段、多頻次、多途徑地展示先進單片機系統(tǒng)的場景應用案例。拓寬學生的視野和知識面，引導學生認真思考，主動參與，將實踐與創(chuàng)新有機融合，使學生認識到學海無涯，任何知識都可以深入挖掘，學得更細、更深、更廣，增強學生畢業(yè)后社會適應的能力。

2.3?實驗課教學模式改革

傳統(tǒng)實驗課程存在教師設計多、學生分工合作及主動創(chuàng)新少，以及課程設計與大型實驗項目限定條件多、學生自主發(fā)揮獨立思維余地少等問題［56］。通過借鑒全國/省級大學生電子設計大賽、藍橋杯全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽的理念，打破實踐教學中存在的演示性和驗證性實驗多、綜合設計性實驗少的局面，構成圖2所示的實驗教學體系。實驗教學內(nèi)容將結合大學生電子設計競賽，用比賽來調(diào)動學生的積極性。

將全班學生劃分為多個設計小組，組建形成學習團隊，根據(jù)競賽項目案例進行團隊小組實踐教學，協(xié)作完成設計任務。協(xié)作過程中，小組同學可取長補短，在提高效率的同時，讓學生學會團隊協(xié)作，學會權衡集體價值和個人價值，增加學生們的團隊合作精神和協(xié)作能力。實驗課后期組織學生們參加河北經(jīng)貿(mào)大學舉辦的智能車挑戰(zhàn)賽，將課堂上獲取的理論知識熟練地應用到實際的工程項目中，深化理論知識，便于學生學以致用，鍛煉學生的鉆研精神，達到培養(yǎng)學生項目方案設計、單片機系統(tǒng)搭建及程序編寫等綜合能力的目的。

2.4?課程考核模式改革

傳統(tǒng)單片機課程的考試內(nèi)容局限于課本中的基礎理論知識，綜合多個知識點的設計型題目較少，通過利用現(xiàn)有的全國大學生電子設計大賽和藍橋杯大賽案例，選取實際型和綜合型較強的案例，增強對學生分析問題和解決問題能力的考核，形成圖3所示的基于過程性考核的機制，適當減少期末成績的占比。同時，在期末考試中，減少基礎理論知識和簡單章節(jié)實驗編程題的占比，增加設計型實驗題目。通過采用PBL項目，增強學生們的主角意識，同時提高學生的探究能力、邏輯、科學分析和解決問題的能力、個人或團隊思想及成果的展示能力、團隊協(xié)作能力及知識歸納能力等。

除此之外，還要讓學生通過分組的形式自由展示單片機應用領域的科技前言報告，以加強學生的團隊協(xié)作能力。小組成員課下共同完成題目的選擇、參考文獻的搜集、PPT的制作，課上分享論點及答疑與展示，充分調(diào)動學生的學習積極性、主動性與探索性。從選題、遇到問題、思考與討論、解決問題，到課堂展示工程問題的單片機知識相關原理、關鍵問題及可能的解決方案這一過程，就是學生深入理解與掌握科技前言技術的過程。最后，根據(jù)學生理論課、實驗課及線上互動平臺的參與度，對項目的解析答辯效果、科技前言報告展示等過程性表現(xiàn)，綜合評定平時成績。

結語

為了加強新工科人才的培養(yǎng)，本文將競賽案例、明辨性思維和課程思政內(nèi)容融入單片機原理及應用課程的教學中，以激發(fā)學生興趣、引導學生自主思考和探究為導向，進行了教學改革探討。自本教學項目改革以來，課題組教師對課程教學大綱、教案和實驗大綱進行修訂，教學方法和考核方式有了很大改善。通過引入雨課堂、學習通等信息手段，開放單片機實驗室設備，使學生與實驗箱/開發(fā)板“直接對話”，激發(fā)其學習激情，化被動學習為主動學習，對學生后續(xù)專業(yè)課學習、畢業(yè)設計書寫及就業(yè)能力提升大有裨益。

參考文獻：

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［6］王彩紅，焦素敏.基于OBE理念的電路與電子技術課程建設研究［J］.教育教學論壇，2020（35）：262263.

基金項目：國家新工科研究與實踐項目，面向新財經(jīng)的信息技術新工科發(fā)展模式探索與實踐——以河北經(jīng)貿(mào)大學為例（項目編號：EJSJRJ20201310）；河北經(jīng)貿(mào)大學校級教學研究項目，新財經(jīng)背景下單片機原理及應用課程教學模式研究（項目編號：2021JYY42）

作者簡介：李曉娟（1987—?），女，漢族，河北衡水人，博士，講師，研究方向：人工智能、高等教育。