基于“中国制造2025”战略理念的“单片机原理与应用”教学改革探索与实践＊

2020-04-18倪丹艳

科技与创新 2020年6期

关键词：中国制造2025原理单片机

倪丹艳

倪丹艳

（苏州高博软件技术职业学院，江苏苏州 215163）

“单片机原理与应用”是机电类专业中一门工程性与实践性很强的专业基础课程。针对高职学生基础薄弱、上课积极性不高的特点，根据“中国制造2025”的战略理念对高职院校人才培养提出的新要求以及近年来高职教育发展新趋势，从教学手段、教学内容和考核机制等方面进行改革，提高课堂教学质量，为新形势下培养人才奠定基础。

中国制造2025；“单片机原理与应用”；教学改革；教学模式

1 前言

2015年国务院印发了《中国制造2025》，以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推荐智能制造为主要方向，明确提出中国由制造大国向制造强国的目标[1]。高水平的技术人才的培养离不开高水平的教育。高职教育是人才培养的重要组成部分，为实现制造强国这一目标，应适应“中国制造2025”政策形势，必须改变传统教学模式，由传统以教师为主导，学生被动学习模式转变为以学生为中心，以能力为本位，职业素养提高为目标的课程教学新模式为高职课堂教学新模式。本文以“单片机原理与应用”课程教学为例，探索高职院校课程教学改革的新方向。

2 “单片机原理与应用”课程教学中存在的主要问题

“单片机原理与应用”是自动化、机电一体化等专业的专业基础课，该课程具有很强的工程性与实践性。该课程的知识点以纵向展开，传统的授课方式前期主要以理论知识学习为主，课程枯燥，知识碎片化、断裂化，无法激发学生学习的兴趣。其次，该课程在授课过程中过多以教师为主，学生被动学习，学生的主动性与参与性不强，课堂研讨气氛不浓，主要为填鸭式学习。除此之外，课程考核方式单一，以期末考试成绩为主要课程考核依据，无法形成课程过程性评价，对学生实践能力及分析解决问题的能力考核度不高。

3 基于“中国制造2025”理念的“单片机原理与应用”课程改革

3.1 整合教学资源，精选优化课程实验

课堂是达成学生能力培养目标的基础平台，学习资源是课程的核心，是教学活动的载体及主要依据。以实际需求为课程导向，整合课程资源。在开设“单片机原理与应用”课程之前，给学生增加“C语言程序设计”专业基础课程，为提高学生软件编程能力奠定基础。在课题实施过程中，重新开发了单片机课程实验，如图1所示。从提高学生单片机基本技能出发，设计符合学生思维逻辑性的实验。

图1 单片机课程实验

3.2 线上线下混合教学手段

在网络信息化教学模式飞速发展的时代，高职院校的教学思想应当与时俱进，无论是教学方式还是教学手段，都要不断创新、不断发展，只有这样才能够培养出更多高素质人才。针对高职院校学生知识理解能力差、容易遗忘等特点，利用信息化手段，开设超星学习通平台的在线课程，具体如图2所示。

由于课程知识面广，内容繁多，课程学时不够，课上教师无法讲解全部知识。且学生存在个性化差异，每个学生的接受知识的能力不同，教师课堂讲授的知识无法满足所有学生的需求。利用超星学习通线上课程，对于学习能力较强的学生，可进行任务拓展，对于接受能力较差的学生，可以利用碎片化学习，提高学生学习的积极主动性。

图2 超星学习通“单片机原理与应用”课程资源

3.3 虚拟仿真技术与实践操作相结合

传统的单片机实训环节更多采用集成电路箱来完成程序的验证，学生如果不清楚实验电路的结构原理，就无法独立编程，也无法激发学习兴趣。传统的单片机实验电路箱是固定模块，没有综合实训模块，无法因地制宜满足教学需求。为了解决这一问题，在授课过程中引入虚拟仿真，利用单片机的电子仿真软件Proteus与单片机编译软件Keil。利用虚拟仿真技术，学生在完成实践操作前，可以肉眼直观地看到实验所产生的现象。其次，单片机集成实验箱模块有限，能完成的实验较少，利用虚拟仿真软件可以摆脱该弊端，学生在电脑上安装软件后，可随时随地完成电路编译仿真，提高学生学习积极性。高职院校学生普遍实践动手能力较弱，通过虚拟仿真技术可合理规避安全风险，在集成电路箱连线前利用Proteus仿真软件模拟连线，提高实验效率。

Proteus电路仿真软件界面如图3所示。Keil编译软件界面如图4所示。

图3 Proteus电路仿真软件界面

图4 Keil编译软件界面

3.4 改革现有考核机制，形成课程过程性评价

考核方式作为教学评价的重要手段，对学生学习和教师教学具有重要的指导作用[2]。传统的考核主要以期末成绩为课程主要衡量标准，杜绝学生在课堂出现逃课现象与期末考试填坑式学习状态，将学生线上学习态度、作业完成度、教学任务点的学习进度等都列入考核范围，实施过程化考核方案。在期末考试过程中采用笔试与实操方式进行，其中笔试成绩占20%，实操成绩占30%，平时课程实验及超星学习通知识任务点的完成度占50%，注重平时学习。通过考核方式的改革提高学生参与线上课堂与线下课堂的积极性与主动性，同时过程性的考核成绩也能很好反映学生的实验参与程度与动手能力，提高“单片机原理与应用”课程教学质量。