冯翠婷

（青海柴达木职业技术学院，青海 海西州德令哈 817000）

单片机应用技术作为专业课程在与创新创业教育融合培养的探索实施过程中，没有标准的模板。一专一略，一校一策，不同类型不同层次的高校、不同专业、不同课程的融合都是需要不断探索的，创新创业教育与专业课程教育的融合研究探索还有很长的路要走。因此高校可以立足学校办学特点和专业行业特色以及地方区域产业需求适时调整专业课程的创新创业教育培养体系，为服务地方经济建设培养创新型技能人才，并为服务地方经济发展提供创新内核和人才保障。

一、单片机课程教学的现状

单片机技术的应用是几乎所有工科学生的必修内容，是高素质复合技能型人才所需的全部自动控制类知识结构的应用平台。传统的单片机教学一般从本学科体系出发，虽注重课程本身的教学单元结构，但却忽略了其前后课程的逻辑联系。虽然各高校的单片机应用的前后置课程不完全一样，但大体可归纳为由“电工电子技术”“C 语言程序设计”“电路板设计”“传感器检测与技术”等组成的前置课程和“单片机技能实训”等后继课程。在传统教学中，上述每门课程基本由不同的教师独立授课，整体没有实现无缝衔接且相对枯燥。容易导致课程针对性不强，课程之间彼此知识点衔接不畅，实践能力培养不到位等问题。例如，在实际教学中由于学生对前置知识点的遗忘，授课教师经常需要从中穿插前置课程的复习。

大量的实践可以使学生有效地融合在技术应用中所需的所有知识，但在传统的单片机实践教学环节却限制了学生的动手能力。各个高校在实践教学中通常采用Protues 仿真软件和统一购买的开发板实验箱。仿真软件能大大简便教学，但缺乏实践性且仿真度有限。开发板实验箱多采用集成电路搭建，虽然简单易上手，却限制了学生的动手能力，学生自由发挥的机会偏少，不能按自己的想法和特长做一些设计性、综合性、创造性的实践。

二、教学中存在的问题

1.硬件部分和软件部分学习内容相互有一定的穿插，学生是先学硬件结构，后学软件指令，在学习过程中有些内容无法及时理解，如果讲解的细致会使学生理解上造成困难。

2.学生在学习单片机软件指令部分是学习的汇编语言。汇编语言是除了机器语言外最接近底层硬件的语言，编写出的程序运行效率最高。初学者学习汇编语言可以加深单片机的运行过程和原理，对单片机硬件和指令之间的交互有一个清晰的认识。但是，汇编语言的可读性差，面向硬件的编写过程烦琐，移植性差。如果只掌握汇编语言编程，编写综合性、应用性强的程序就较为困难，难以将实际学过的单片机软件指令应用在实际项目中，提高了单片机开发的门槛。

3.学生的实验完全是基于软件模拟仿真，缺乏实际的动手操作。纯软件仿真实验学习完毕后，学生甚至都没见过真正的单片机，更不用谈硬件设计、连线、调试等。工科生工作后面对是各种复杂的实际电路状况，不仅要有扎实的理论基础，还要有较强的动手实践能力。

三、单片机课程教学改革探索

（一）教材改革

教材的编排非常重要。教学团队探索与企业合作开发教材，瞄准技能等级考核标准科学合理的组织教材内容，编写配套的线上线下学习资料，以提高学生技能等级水平为目标，以增强学生就业能力为本位，充分考虑高职学生特点和企业的用人需求标准，满足高职学生的学习需求。物联网单片机应用与开发职业技能等级初级和高级的考核内容都分为理论部分和实操部分。初级的理论知识主要包括：电路原理图识图、电子元器件标识方法、MCS-51 单片机基础理论知识、ZigBee 无线通信基础知识、传感器基础知识、工具仪表使用基础知识。

中级的理论知识主要包括：数字、模拟电路基础知识、C 语言基础知识、MCS-51 单片机基础理论知识、LoRa 无线通信基础知识、传感器基础知识、工具仪表使用基础知识。

（二）教学模式改革

单片机课程传统上课模式采用一周4 个学时，2 个学时理论，2 个学时上机环节，16 周一共64 课时。该模式学生在一周学完之后与下周上课间隔时间过长，而单片机是一门综合性和实践性都很强的课程，高职学生普遍不会在课下投入大量时间自学，学生学习内容缺乏连贯性，多数学生没能学好该课程。

教学团队探索采用“分段集中式”教学模式和“项目教学法”教学方法来开展单片机课程。分段集中式是指在不改变课时的情况下将单片机课程集中在一个学期的4 个时间段，每个时间段16 个课时。项目教学法是指在每一个时间段内师生以团队的形式共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目实施过程中学生团队作为一个整体分工明确、相互配合，模仿企业中的项目开发过程，让学生体验产品开发的经历。团队之间的方案都有差异，团队之间还存在着一定的竞争，同学们的兴趣也大大提高，老师在讲解和指导项目时，学生不仅能学到不同的解决方案，还能发现项目进行时的各种问题。

（三）第二课堂改革

第二课堂是在第一课堂教学时间以外，组织开展的具有素质教育内涵的学习实践活动，即学生在教学计划规定课程之外自愿参加、有组织进行各类活动[4]。大学生社团是高校的第二课堂，教学团队老师充分发挥社团在育人方面的作用。单片机应用于开发协会聚集了一批对单片机学习兴趣高，知识掌握扎实的学生，且善于动手实践和创新，在团队老师的指导下定期开展单片机知识讲座和单片机编程大赛。因1+X 证书考试需要一定的考评费用，且目前处于推广阶段，学生的认可度还不是很高，教学团队老师首先强化内功，把自己打造成证书考评员，然后积极引导和推广更多社团成员准备和参加考试。

近年来，教学团队指导学生在蓝桥杯电子类单片机设计与开发项目中荣获国赛二等奖，省赛一等奖、二等奖等多个好成绩，在挑战杯和全国职业院校技能大赛中也荣获了一定成绩。好成绩和荣誉具有较大的引领和示范作用，越来越多的学生开始积极学习单片机，社团成员的人数和单片机水平也在不断提高。

（四）注重思政教育

习近平在全国高校思想政治工作会议上强调要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局面。近年来中美贸易摩擦持续，中兴、华为等科技公司被美国制裁事件不断发生，单片机技术正是高新技术中的一环，电子类学生更能深刻认识到科学技术是第一生产力。在课堂上积极引导学生关注这些事件，激发学生电子开发设计的热情，提高学生的实践动手能力，培养创新应用型人才有着重要作用。学生将远大目标扎根心中，才能在学习过程中倍加珍惜时间的珍贵，从而更加积极地投入到单片机课程的理论和实践学习中。

（五）考核评价改革

课程考核方式的合理与否直接影响着课程教学任务乃至专业人才培养目标的具体落实。物联网单片机应用与开发职业技能等级证书考核包含理论考试和实操考试，其中，理论考试60 分钟，实操考试150 分钟。理论考试均为客观题，包括单选、多选、判断等题型，考生登录考试系统作答；实操考试是在实验箱+计算机开发环境下操作。参照技能等级考核形式对学生进行考核，学生平时作业、考勤、课堂互动等环节为10 分，平时开展的7 次项目教学法参照实操考试进行，总分为70分，期末考试按照理论考试标准进行，总分为20 分。通过物联网单片机应用与开发职业技能等级考试达到初级的水平的成绩认定为70 分，达到中级水平的成绩认定为95 分。

（六）理论教学

针对课程理论内容前后交叉强的特点，在学习前部分章节时，摒弃以往精讲的讲课方式，与后面关联强的内容不必讲得面面俱到，要求学生完全理解。讲课时前面章节突出内容的框架，主要让学生理解作用而不是具体的工作原理，不用花费太多的课时和学生精力。讲到后面章节涉及前半部分内容时，再前后结合具体分析。有了前面讲过的轮廓，学生理解后面的内容就较为轻松，同时后面章节的知识也对前面的内容理解有所帮助。此时的学生可能还没有充分理解，就要借助习题和实验的巩固，不断加强对前后内容的理解。

（七）教学实践平台建设

《单片机应用技术》作为专业实践较强的课程，在实践教学中，一方面，注重依托洛阳地方企业的工程实践项目开展模块化教学，充分利用校内外实训设备，以企业工程项目作为学生实训任务，提高学生职业适应能力；另一方面，以各类技能大赛和创新创业大赛为抓手，积极鼓励引导学生参加各级各类比赛，以赛促学，以赛促创，进一步提高学生创新创业能力。使本校现有的机电、机械类实训车间和学校就业创业中心充分对接融合，建成以机电一体化专业为特色，以技能和创新能力培养为主的实践性创新教学实践平台。

（八）第二课堂的创新创业活动安排

学生社团是大学生第二课堂育人体系的重要载体，是创新创业精神意识和实践实操动手能力提升的重要途径。学生社团作为大学生创新创业的重要平台，承担着至关重要的作用。我校单片机社团于2018年注册，作为科技创新类社团，一直致力于创新创业项目的孵化。社团的主要活动是参加技能大赛和创新创业比赛，通过参加比赛使学生的实践动手能力、理论知识水平和创新创业能力都得到了锻炼和检验，为学生毕业后从事创新创业项目打下了基础。以单片机社团为单位成立初创小组依托本校的众创空间孵化一批单片机创新创业项目，让学生在参与创新创业项目中提升创新创业能力。

（九）虚实结合的单片机实践教学

汇编语言固然适合单片机的初学者，但是汇编语言编程在实际单片机开发中利用的已经很少。目前，绝大多数单片机或嵌入式开发都采用C语言。51 单片机开发时多采用C51 语言，C51 语言是一种高级语言，由C 语言继承而来。C51 语言的语法和C 语言基本一致，简单易学，开发时灵活方便，无须深入了解单片机硬件结构，大大提高了开发速度。学生在掌握了C 语言和单片机汇编语言后，可以迅速掌握C51 语言。

汇编语言给学生带来了单片机开发的难度，如果不去用C51 实际做开发项目，就会限制学生单片机应用的想象力。在学完课程后，利用学期的最后两周可以进行2～3 个单片机实际的应用开发。如做一个实时温度监测报警装置，秒表或时点阵广告模拟等实验。学生在计算机上写好程序，调试正确后，写入到单片机中。

结束语

1+X证书制度实施以来，给高职院校的人才培养模式提出了新的要求。针对1+X“物联网单片机应用与开发”证书的要求，对单片机课程的教材、教学模式、课程考核方式进行改革并加强课程思政教育，以期提高人才培养质量，畅通技术技能人才成长通道，拓展学生就业创业本领。