高职院校单片机课程教学改革探索与实践

时间：2024-05-19

苏再军黄艳香

（1.广州科技贸易职业学院智能制造学院，广东广州 511442；2.湖南省高效动力系统智能制造重点实验室，湖南邵阳 422000；3.广州科技贸易职业学院交通工程学院，广东广州 511442）

0 引言

作为高等职业院校机电一体化专业的一门重要基础课程，单片机系统设计与制作课程内容抽象难度大，综合性、实践性强等特点。在目前的日常教学中，仍然以传统的课堂教学模式为主进行理论教学，实训教学则是采用KeilC51和Proteus软件进行程序编程调试及仿真，教学效果欠佳。因此，根据广州科技贸易职业学院机电一体化专业学生的特点，使学生更深入地理解单片机软、硬件系统的基本组成原理，掌握单片机系统设计和应用的基本思路和过程，更好地提高学生单片机应用的创新能力是高校教育者需要持续研究的内容。

1 课程教学现状分析

1.1 学生基础较差

相对于本科院校学生而言，普高录取的专科层次学生基础知识普遍较差。此外，除了普高上来的学生之外，高职院校还有由三二分段、现代学徒制、订单班等其他招生途径招入的非普高应届生，这部分学生的综合素质更差，对学习单片机课程的先修课程知识点掌握不好（如机械制图与Auto CAD、互换性与机械测量、模电数电等），导致单片机课程的教学难度特别大。

1.2 课程难度大，缺乏真实环境，忽视学生创新能力的培养

单片机课程的总体学习目的是使学生熟练掌握应用单片机设计智能控制系统的知识及能力。为了达到这一目的，需要学习单片机硬件结构及使用、单片机外设硬件结构及使用、单片机系统元器件焊接组装、单片机软件编程调试、单片机软硬件仿真等大量知识，课程的知识点多，学习难度大。此外，当前的单片机课程体系仍然在几十年前制定的课程体系上修修补补，忽视了对学生在学习过程中创新能力的培养，尤其是培养解决生产生活中的实际问题的创新能力，严重滞后于社会的发展。

1.3 教学方法落后，以教师为主导

目前，多媒体教学手段已成为主流的教学方式，大部分教师能够收集整理制作出内容丰富，具有趣味性、通俗易懂的教学课件，但在教学过程中，仍存在着一些不足：

（1）讲授过程中缺乏课堂提问、小组讨论等与学生互动环节，尤其是给基础能力较差的学生上课，“任你千唤万唤，始终哑巴一个”，课堂互动难度较大。

（2）教学方法仍以授课为主导，不能多种教学方法并用，根据教学内容选择恰当的教学方式，尤其是项目驱动式、翻转课堂等教学方法的应用较少，无法调动学生学习的积极性，不能培养学生的创新能力。

1.4 课程考核体系不全

目前，单片机系统设计与制作课程的考核方式采用卷面笔试成绩（50%）+实训成绩（30%，12个实验实训项目）+平时成绩（20%，如作业、课堂表现）的方法综合评定学生对该门课程知识点的掌握程度。相比以考试成绩为主的考核方式，这种考核虽然降低了考试结果这部分的比重，但比重还是过高，且对学生创新能力培养的过程考核不能体现。

2 课程教学改革措施

针对高职院校机电类单片机课程教学中存在的上述问题，教研室以创新能力培养为目的，对该课程展开了以下几个方面的改革：

2.1 开展第二课堂，针对性的提高学生基础能力

针对学生基础较差，在课堂上跟不上教学进度的实际问题，教研室任课教师采取了开展第二课堂，“线上+线下”混合教学的新模式。讲授课程前，把本次课程学习所需的基础知识点和进阶知识点先通过课程线上网络教学平台向学生推送，学生先以自学为主方式在课前完成学习任务，以保证在课堂上跟上教学进度并对进阶知识点发表自己的看法，提高学生的学习兴趣及创新能力。

2.2 以创新能力培养为目标，优化教学内容

以创新能力培养为目标，对理论性较强及不实用的课程内容进行精简，以项目式教学为主线，把原来直线式排列的教学章节调整为实践工程应用中的7个模块，10个项目排序，以工程应用入手，由简到难，学生需通过学习掌握模块项目内的知识点，自主独立思考设计硬件及软件解决方案，在遇到问题时，通过教师对该知识点的进一步讲解，掌握并理清思路，最终通过完成项目实现对基本知识点的掌握。此外，每个项目还有进阶项目，对该项目中容易出错的知识难点及重点设置反复联系，对需重点掌握的知识要在原项目基础上进一步改进设计，使学生熟练掌握单片机课程的基础知识及实际应用设计，培养创新意识。

2.3 更新教学理念，综合应用多种教学方法

对于基础能力较差的学生而言，第一要务是提高学生的学习兴趣，主动去学习。因此，针对不同的教学内容，采用多种教学方法是教学的关键。单片机课程的项目式教学通常从最简单的信号灯控制系统设计开始，由易到难，最后以综合性项目模拟交通灯控制系统结束课程，因此，经过研究室教师的共同探讨及实践，在项目驱动式教学过程中，摸索出了采用微课、动画、虚拟仿真、小组讨论式、翻转课堂等多种教学模式，并为学生提供有针对性的个性化指导，让学生在学中做，在做中学，在学中想，学生学习兴趣有了极大提高。

2.4 弱化考试成绩比重，强化全过程考核

首先要明确单片机课程考核目的，是考核学生掌握并灵活运用单片机课程知识，解决实际问题的创新能力，这个能力的大小不能用考试成绩结果来衡量，而需构建多元化评价体系，加大加强在解决问题过程中的全过程考核，采用以全过程考核为主，结果考核为辅的综合考核模式。此外，考核者应包括在解决问题过程中的主要指导者及参与人，如教学指导教师、企业导师、小组主要成员等。学生自己既是考核人，又是被考核人，这样才能使学生意识到自己与其他同学的差距，调动学生的学习积极性。