王鹤钦 杨学平 余永纪 陈晓萍

云南机电职业技术学院 云南省昆明市 650203

1 课程教学中存在的问题

《汽车单片机技术》是我国高等职业技术院校汽车类专业的一门重要专业基础课程，在学生开始学习这门课程前，对于编程基本上是零基础的，对于单片机技术的应用也知之甚少。《汽车单片机技术》涉及的知识较多、知识交叉也较多，包括C语言、汇编、电路基础、数据结构等。在有限的学时内，很难仅仅通过教师的课堂讲授就能让学生掌握该门课程知识。通过课堂学习，同学们对单片机基础知识理论有了一定了解，但如何将所学理论知识应用到工程实践，特别是如何与汽车中涉及单片机的检测维修、项目开发等仍然知之甚少。为了加强学生对理论知识掌握程度，加强对学生创新意识的培养，充分调动学生的学习兴趣，加强学生动手能力的培养，我们积极探索《汽车单片机技术》教学方式与教学改革。我院开设的《汽车单片机技术》课程为64学时，其中理论教学为32学时，实验教学为32学时，两个教学环节均由一名任课教师完成，保证教学过程的连续性。一是采用理论与实践相互结合的教学模式，将专业理论知识与工程实践相结合，培养学生主动积极探索并解决实际问题；二是设置与课程内容相对应的项目化教学任务，在教师的引导下学生通过相互讨论、沟通交流、共同探索研究等小组合作的方式完成项目任务，培养学生发现问题、解决问题的能力，避免学生自主学习的片面性和盲目性，让学生体会“做中学，学中做”的轻松快乐学习氛围；三是通过让学生亲自接触汽车单片机实物、电阻电容焊接、PCB制作等直观的实践操作，激发学生学习兴趣、对知识的探索欲望和创新思维，巩固对知识的掌握程度。

2 教学改革

2.1 丰富教学方法、加强教学资源建设、激发学生学习兴趣

第一，采用MOOC微课、教学视频开发与课堂教学相结合的模式。因汽车单片机课程课堂教学学时有限，难度较大，采用MOOC微课与课堂讲授相呼应的方式，教师在课前制作微课及相关教学视频发布到网上，课中对课程重点及难点进行讲解，课后学生利用课余时间观看视频反复练习，将知识学习的集中性和移动性相结合，充分利用好学生的课后碎片化学习时间，有效避免“课上学不会，课后没人教”的问题。

第二，线上线下教学相结合的混合教学模式，充分利用好课堂讲授与实操练习，既发挥教师的主导作用，又发挥学生学习主体性。针对高职学生学习能力及学习特点，在教学过程中应减少对单片机结构原理的讲解课时，在实际案例应用中再穿插讲解硬件结构原理和相关编程语言。

第三，加强教学资源建设。汽车类学生对电子类专业课程接触较少，学习单片机课程难度较大，且没有贴合实际的实验项目，往往认为单片机课程枯燥乏味，难以掌握。因此需要教师针对汽车类专业学生知识掌握特点设计合理的、贴合实际的实践项目及教学资源，将学生前后所学知识串联起来。如可以将I/O、LED、汽车转向灯结合，使同学们了解用单片机控制LED和用继电器配合NE555芯片控制车灯的硬件电路区别和控制方式区别，使学生对汽车电气设备、电工电子技术有更深入的了解。图1左边为使用NE555芯片设计的汽车转向灯演示，图1右边使用NE555芯片配合继电器设计的汽车转向灯演示。

图1 汽车转向灯电路演示

2.2 项目化的汽车单片机实验项目设计

根据行业发展和企业人才需求，结合目前高职学生实际情况融入思政元素，以能力和素养为导向，突出实践、注重创新为原则进行教学项目设计。一是依据学生已有知识结构，突出项目的实用性和可行性，贴合实际应用，难度适宜，既能激发学生的学习兴趣，又能让大部分学生可以接受；二是遵循由浅入深、循序渐进的原则，符合学生学习认知规律，既注重单片机理论知识应用，又要注重和前后课程知识的融合贯通；三是在项目中融入思政教育，既保证学生掌握重点知识，也培养同学们人文素质、个性发展。部分课程项目设计如表1所示。

表1 《汽车单片机技术》项目设计

2.3 实验平台搭建

实验平台基于80C51系列单片机搭建，每个实验工位配备计算机一台、焊台及热风枪一台、可调直流稳压电源一台、双通道示波器一台，每十个工位配钻孔机一台、热转印机一台，实验平台搭建如图2所示。

图2 汽车单片机实验工位

例如，汽车转向灯实验设计。单片机硬件设计及PCB制作流程为同学们通过Keil软件编写程序代码，通过Protel或者Altium Designer软件绘制电路图，电路图设计完成后反面打印到热转印纸上，如图3所示。然后，通过热转印机将电路图转印到覆铜板上，在利用环保刻蚀剂将覆铜板上到电路刻蚀出来；或者将设计好的PCB文件发给厂家直接制作出PCB。制作完成的电路板如图4所示。

图3 热转印纸打印电路图

图4 汽车转向灯原理演示电路

2.4 建立科学合理的课程课程评价体系

“平时成绩+期末考核成绩”的传统考核方式不利于学生创新能力和创新思维的培养。基于汽车单片机技术这门课程的特点，可以采用“1+N”的考核模式，即期末考试成绩占总成绩的30%、每个实验项目完成度占总成绩的30%、过程性考核占总成绩10%、课后作业占总成绩的10%、小项目设计占总成绩的10%。其中过程性考核成绩可由同学们的平时上课出勤率以及在课堂上回答问题、小组互动讨论和总结汇报等综合评定。课后作业包括对汽车单片机技术领域最新技术的调查研究、主流汽车芯片产生产品类别及各芯片性能参数的跟踪调研，从而弥补教材内容滞后及课堂教学时间不足的缺点。实验项目完成度包含了10个实验项目的成绩，在学生实验过程中要避免“老师讲什么，学生做什么”，要充分调动学生的创新思维，综合体现学生的实践操作能力、小组讨论能力、方案设计能力、实验现象观察能力、数据分析和故障处理能力，在实验过程中学生提出创新性观点、算法的应适当给予加分奖励。小项目设计由学生自由组队，成员3-5人一组，题目来源可由组员自主选题或是指导教师根据科研项目或是工程实际给出6-8个命题供学生选择。小项目设计需要提供项目设计报告，包括课题来源、项目意义、各组员所承担的实际工作内容、程序源代码及硬件设计方案等内容。期末考试仍然采用闭卷形式，题型包括但不限于基础理论概念题、算法设计题、分析设计综合题。

采用“1+N”的考核方式，既考察了学生对汽车单片机基础理论知识的掌握程度，也培养了学生创新思维、创新能力、合作能力，同时激发学生探索意识和创造意识。

3 结论

本文对汽车单片机课程进行了教学方法、项目化教学、思政元素融入以及课程评价体系进行了探索，设计了汽车单片机实训平台，并将该方法应用到高职院校汽车类专业的教学中，使学生专业能力、综合能力、创新精神有所提升，充分调动了学生学习的积极性。