單片機(jī)實(shí)踐課的項(xiàng)目化開(kāi)放式教學(xué)改革研究

劉友澈+++林嵩+++徐閩燕

摘 要： 單片機(jī)實(shí)踐課具有關(guān)聯(lián)課程多、理論知識(shí)多、工程實(shí)踐性強(qiáng)和教學(xué)難度大的特點(diǎn)，成為教學(xué)中的一只“攔路虎”。本文從以企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品為背景進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與編排、學(xué)生自主管理的開(kāi)放式教學(xué)和項(xiàng)目考核等方面進(jìn)行研究，提出適合高職學(xué)生的單片機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)方法并應(yīng)用于課堂教學(xué)改革實(shí)踐，通過(guò)對(duì)教學(xué)效果的調(diào)查分析，說(shuō)明所提倡的教學(xué)改革方法對(duì)增強(qiáng)教學(xué)效果有指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī)實(shí)踐課 項(xiàng)目化 開(kāi)放式 教學(xué)改革

單片機(jī)實(shí)踐課是電子信息、自動(dòng)化等專業(yè)核心課。但與該實(shí)踐課相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)課程較多，有些關(guān)聯(lián)課程甚至決定了單片機(jī)實(shí)踐課的成效，如《電子技術(shù)》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》等。同時(shí)，單片機(jī)實(shí)踐課對(duì)后續(xù)《電子產(chǎn)品制作》、《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》等課程有非常大的影響。正因?yàn)槿绱耍瑔纹瑱C(jī)是當(dāng)今大多數(shù)高職院校的一門(mén)主干課程，這門(mén)課程教學(xué)改革研究對(duì)學(xué)生培養(yǎng)有著極其重要的作用。高職院校學(xué)生理論基礎(chǔ)差，單片機(jī)實(shí)踐課就成為學(xué)習(xí)中的一只“攔路虎”。為了消滅這只“攔路虎”，許多學(xué)校都在進(jìn)行教學(xué)改革。教學(xué)改革主要體現(xiàn)在內(nèi)容和教法兩個(gè)方面，在教學(xué)內(nèi)容上主要表現(xiàn)為內(nèi)容項(xiàng)目化、案例化等，教學(xué)方法上主要表現(xiàn)為行為引導(dǎo)、開(kāi)放式、平臺(tái)導(dǎo)入式、翻轉(zhuǎn)課堂等。

上述教學(xué)改革取得了一定的成效，增強(qiáng)了單片機(jī)課程教學(xué)效果，但也存在為了項(xiàng)目而項(xiàng)目化的問(wèn)題。筆者在此基礎(chǔ)上根據(jù)高職院校對(duì)人才的培養(yǎng)要求和我校優(yōu)秀教學(xué)資源，提出基于企業(yè)產(chǎn)品的“項(xiàng)目化開(kāi)放式”單片機(jī)實(shí)踐課堂教學(xué)模式。

項(xiàng)目化開(kāi)放式教學(xué)內(nèi)涵主要包括：企業(yè)產(chǎn)品項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與編排、自主管理的開(kāi)放式教學(xué)管理。即先以企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品編排教學(xué)內(nèi)容，然后采取開(kāi)放式教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)管理和考核，在開(kāi)放式教學(xué)過(guò)程中同時(shí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。該模式強(qiáng)調(diào)校企之間的工學(xué)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)室管理的配合，形成一個(gè)完整的有機(jī)體。在增強(qiáng)教學(xué)效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源利用的最大化，實(shí)現(xiàn)技術(shù)型人才培養(yǎng)。

一、以企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品為背景進(jìn)行項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與編排

教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化，指對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)編排，形成一系列既獨(dú)立又相互緊密聯(lián)系的項(xiàng)目。這是大多數(shù)學(xué)校進(jìn)行教學(xué)改革的重點(diǎn)，但有很多項(xiàng)目是由教學(xué)內(nèi)容編造而成的，沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用背景，即為了項(xiàng)目而項(xiàng)目，失去項(xiàng)目化的真正內(nèi)涵。項(xiàng)目化教學(xué)本著知識(shí)夠用，便于學(xué)生理解和自學(xué)的原則，以實(shí)用性、創(chuàng)造性的項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。重點(diǎn)是以項(xiàng)目所需知識(shí)整合教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，技能操作與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，趣味性與創(chuàng)造性相結(jié)合。本次教學(xué)改革與四家企業(yè)進(jìn)行了合作，開(kāi)發(fā)了《智能電水壺》、《數(shù)字型對(duì)中控制器》、《信息發(fā)布控制器》、《智能尋跡小車(chē)》四個(gè)項(xiàng)目，所有項(xiàng)目來(lái)自企業(yè)的研發(fā)產(chǎn)品。項(xiàng)目由基本部分、提高部分和創(chuàng)新部分三個(gè)層次組成，以滿足不同學(xué)生的需求。

下面以《智能電水壺》為例說(shuō)明，表1為《智能電水壺》的項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與編排。項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與編排表格由項(xiàng)目名稱、主要功能、基本部分、提高部分、創(chuàng)新部分和教學(xué)內(nèi)容組成。從教學(xué)內(nèi)容可知該項(xiàng)目包含單片機(jī)中的按鍵處理、數(shù)碼顯示、定時(shí)器、中斷、模數(shù)轉(zhuǎn)換、串行通信和IO口操作等基礎(chǔ)知識(shí)，還包含電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法、電路調(diào)試和電子產(chǎn)品的軟硬件綜合調(diào)試等電子產(chǎn)品的研發(fā)內(nèi)容。基本部分為單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，是教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，也是每一個(gè)同學(xué)必須完成的任務(wù)。提高部分是在基礎(chǔ)部分的基礎(chǔ)上增加了實(shí)用性功能，是單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)在電子產(chǎn)品中的具體應(yīng)用，是電子產(chǎn)品具體的功能體現(xiàn)，這部分內(nèi)容要求大部分學(xué)生能夠完成。創(chuàng)新部分是新知識(shí)、新技術(shù)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，是產(chǎn)品的賣(mài)點(diǎn)，這一部分由單片機(jī)知識(shí)掌握好、編程能力強(qiáng)的同學(xué)完成，不做強(qiáng)制要求。在項(xiàng)目各個(gè)部分，學(xué)生都可以發(fā)揮創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品。

二、學(xué)生自主管理的開(kāi)放式教學(xué)

開(kāi)放式教學(xué)的目的是完成教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的角色轉(zhuǎn)換，教師從知識(shí)的灌輸者變?yōu)閭鬏斦撸瑢W(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者變成知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者。首先是教學(xué)時(shí)間的開(kāi)放，就是在整個(gè)實(shí)訓(xùn)周期內(nèi)，沒(méi)有課時(shí)限制，白天、晚上都可以作為學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，休息時(shí)間和學(xué)習(xí)時(shí)間完全由學(xué)生根據(jù)完成任務(wù)的進(jìn)度自主掌握，教師不做干涉。其次是教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)放，教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)放就是有取有舍，從學(xué)生能力出發(fā)，在完成核心知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上做自己感興趣的事，教師不能強(qiáng)迫學(xué)生一定要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容，但可以引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生多學(xué)新知識(shí)和新技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的興趣。再次是學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)放，實(shí)行項(xiàng)目化教學(xué)后，為了完成一個(gè)項(xiàng)目需要查找大量資料，需要不同功能的實(shí)訓(xùn)室，像傳統(tǒng)教學(xué)一樣，集中在一間教室已經(jīng)不能滿足教學(xué)需要。因此，學(xué)習(xí)環(huán)境必須向外延伸，圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)、多功能實(shí)訓(xùn)室、社會(huì)實(shí)踐基地都要對(duì)學(xué)生開(kāi)放，由學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)環(huán)境，以滿足學(xué)習(xí)需要。最后是項(xiàng)目考核的開(kāi)放，考核能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，反映學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題。開(kāi)放式教學(xué)是為了學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，絕不能讓學(xué)生理解為無(wú)組織、無(wú)紀(jì)律的自由狀態(tài)。因此，嚴(yán)格的項(xiàng)目考核是取得開(kāi)放式教學(xué)成功的保證。項(xiàng)目考核的開(kāi)放指的是考核不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，只要學(xué)生有考核意愿就可以進(jìn)行。

三、項(xiàng)目考核

開(kāi)放式學(xué)習(xí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)內(nèi)容由學(xué)生自主掌握，為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，項(xiàng)目考核顯得非常重要。不以規(guī)矩不成方圓，在相對(duì)自由的開(kāi)放式學(xué)習(xí)中更是如此。項(xiàng)目考核評(píng)價(jià)表如表2所示，評(píng)價(jià)方式分為自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)價(jià)三種。考核指標(biāo)分為準(zhǔn)備階段、功能測(cè)試、設(shè)計(jì)報(bào)告和回答問(wèn)題四個(gè)一級(jí)指標(biāo)。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下面又有多個(gè)二級(jí)指標(biāo)。具體實(shí)施是學(xué)生每完成一個(gè)二級(jí)指標(biāo)就可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)時(shí)學(xué)生需要操作演示作品，并回答老師提出的問(wèn)題，評(píng)價(jià)過(guò)程中如果不能回答出老師的問(wèn)題則該次評(píng)價(jià)不能通過(guò)。只有這樣才能促使學(xué)生在實(shí)踐中重視理論知識(shí)，認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識(shí)。

四、項(xiàng)目化開(kāi)放式的教學(xué)效果

項(xiàng)目化開(kāi)放式的教學(xué)方法在12級(jí)電子信息班和13級(jí)電子信息班進(jìn)行了實(shí)施，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了單片機(jī)實(shí)踐課實(shí)行項(xiàng)目化開(kāi)放式教學(xué)后的教學(xué)效果。調(diào)查問(wèn)卷主要內(nèi)容及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表3所示。從表3可以看出，學(xué)生對(duì)項(xiàng)目化開(kāi)放式教學(xué)方法有了認(rèn)同，大部分學(xué)生認(rèn)為它是很好的教學(xué)方法；學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)自主性增強(qiáng)；學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到了提高；學(xué)生認(rèn)為教學(xué)項(xiàng)目具有實(shí)用性，所學(xué)知識(shí)與項(xiàng)目結(jié)合很緊密；大部分學(xué)生有了團(tuán)隊(duì)意識(shí)，愿意互相幫助；學(xué)習(xí)過(guò)程很充實(shí)，有成就感；考核方式很公平；但也提出了項(xiàng)目過(guò)多，基礎(chǔ)知識(shí)講解少，自學(xué)時(shí)間多，晚上指導(dǎo)不到位等意見(jiàn)。

五、結(jié)語(yǔ)

與企業(yè)合作，從企業(yè)的研發(fā)課題中設(shè)計(jì)出與單片機(jī)實(shí)踐課相適應(yīng)的課題，采用開(kāi)放式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生按照企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程完成單片機(jī)內(nèi)容學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中完成教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的角色轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)自主性得到了增強(qiáng)，激發(fā)了創(chuàng)造性，動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到了提高，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)改革目標(biāo)，為后續(xù)課程教學(xué)改革提供了很好的思路和方向。

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基金項(xiàng)目：浙江省2013年高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目

項(xiàng)目編號(hào)：kg2013808 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：劉友澈