林黎星

摘 要：随着科技不断创新，国家出台“双创”政策，培养创新创业型高新人才迫在眉睫。创新教育旨在培养学生创新创业思维及其主动思考、分析问题、解决问题的协同合作能力，被广泛应用于各科学科教学。《单片机技术应用》作为一门控制工程的主要课程，其在培养高规格电气研发工程师方面有重要的启蒙作用，是培养高质量、实践能力强以及拥有创新协作能力的应用型人才的重要途径。本文以创业教育模式探究该课程的改革模式，以供参考。

关键词：创客教育；单片机技术应用；课程改革

中图分类号：G71          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2023）19-0033-04

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.19.011

“创客”概念以创新为核心理念，追求创意、设计、制造，有意愿、活力、热情和能力为自己，同时为全体人类创建一种更美好的生活。创客教育广义上是一种以培育大众创客精神为导向的教育形态，狭义上是一种以培养学习者，特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式，既包含正式学习，也包含贯穿学习者一生的非正式学习。近几年国内一直研究创客教育模式，谢如、吴俊杰等人提出了新看法：创客教育是创客文化与教育相结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养学生跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。是促使教育由传统的“知、行”统一进化为“知、行、创”统一的创新教育，真正契合培育创新型人才的需求。

一、中职《单片机技术应用》课程教学存在的问题

《单片机技术应用》是一门综合电子、计算机、自动控制等技术，具有很强的应用性和实用性的专业基础课程，是电类专业学习和掌握嵌入式应用系统的入门课程，中职学生在学习该门课程时依旧存在诸多不足，具体如下。

（一）教学内容千篇一律，没有因材施教

当前市面上的中职《单片机技术应用》教材呈现的内容基本上都是沿用高等院校的模式，内容面广、难度深，深度讲解模拟电子技术、电路原理和微机原理等内容。虽然知识点齐全，但是中职学生的知识层次薄弱，其电路方面的逻辑思维并不健全，难免学习时会产生畏难情绪。教材中可供学生综合系统实践的案例或能激发学生热情创意的引导较少，学生停留于学习表面理论，无法透彻理解知识点，在实践和运用方面停滞不前，甚至产生抗拒心理，很难培养学生的创新思维。

（二）教学模式过于传统，教学与生产脱节严重

该门课程是一门实训类课程，目前教学几乎普遍存在重理论、轻实训的现象。而受到教学资源及实训投入等原因影响，实训教学局限于计算机机房+模拟仿真软件，仅测试简单的编程程序。而操作过程中抽象的知识又较多，仅以验证编程为主，往往是以教师为中心，要求学生在规定的时间内完成编译和验证程序，并未真正发挥学生的主动思维，导致学生对学科的兴趣大大降低。同时也没有切合当前的产教融合职业教育理念，教学与实际生产脱节严重，学生毕业之后适应岗位的情况较差，应用知识点的应变能力不足。

（三）缺乏系统性整合教学内容的综合项目引导

目前中职《单片机技术应用》仅仅停留于零散学习知识点，几乎没有引导学生形成综合应用知识点的能力，导致学生在课程结束之后都没有理解何为基于单片机技术应用开发项目。如何让学生学会应用知識、培养学生的开放思维、挖掘学生的学科潜力和创新思维是课堂教学的重要任务。当前处于精准培养人才的时代，教师亟待进一步研究如何充分分层教学引导发挥“知识点运用能力强、对该课程有浓厚的学习兴趣、富有创新性思维”学生的学科优势和团队帮扶能力。

二、基于创客教育的《单片机技术应用》教学改革策略

中职《单片机技术应用》包括理论知识点和实训实践操作两个部分内容，基本可以归纳为五大模块：工作原理、编程方法、仿真及调试、典型运用程序、综合应用操作。基于创客教育模式，教师设计进阶趣味贴近实践的项目，教师通过预先学习理论课堂知识+发放项目需求+分配学生团队+设计互联网发放参考材料+供应原材料+技术辅导过程，将课程研究的主动权还给学生，真正按照学生分组根据项目需求分析解读任务、合理分工协作，根据参考资料列出项目实施方案，教师指导评估方案撰写规范及评估安全性，并解决学生的疑惑。即学生在教师营造的创客空间情景里，通过主动探究、开放思维、问题导向、项目体验及动手实践等过程探索“做”与“创”的学习乐趣，达到内化与升华知识，从而获得创新创设的理论基础，其核心依据就是“玩中做、做中学、学中做、做中创”。教师不要评估学生的设计方案科学、严谨与否，仅关注方案是否有违反安全的原则性问题，让学生尽情开放思维，充分发挥自由积极的创设思维，自己设计、自己实施、自己评估成果，调动主观能动性，主动参与课堂。教师事后引导各小组学生从科学性、经济成本、便捷性、创意性、职业素养等方面评估成果，让学生体会不同设计的不同效应，体验团队协作的乐趣，反思各自思维的不足，从而让下一次的实践设计更科学、更严谨，真正实现做中学、做中进步。

在实施课程的过程中，教师还需细致观察学生，要引导学生善于体验生活，主动产生改造社会、创造美好的思维，主动设计产品。基于“创客教育”的高阶层次就是拓展知识点，提高开发难度，将自主设计电路加入项目开发过程，以生产实际需求为导向，激发学生创新创设思维，引导有潜力的学生主动提出创意设计并实施。

三、基于创客教育的《单片机技术应用》教学实施路径

（一）“创客教育”模式基础理论储备阶段

该阶段教师要借助信息化手段以生动活泼的呈现方式给学生推送枯燥的理论知识点，教师可以降低对学生的要求，大部分知识点以让学生理解专业术语、了解程序应用环境即可，让学生轻松、愉快地认知单片机基础知识。教师将理论知识以手册的形式编制成册或以微课小视频的方式发送至互联网创客空间学习平台，营造学生“人人皆学、处处能学、时时可学”的创客环境，便于后续随时查阅。基础知识具体列表如表1所示。

该阶段教师要注重以单片机应用为主因材施教，要灵活把握学生最畏惧的知识点——电路设计，注重激发学生的学习热情，生动、合理地递送知识内容，学生根据教师发布的知识共同研讨，团队协作使用Proteus仿真软件和Keil C51编译软件，让学生初步体验编程的乐趣，激发学生进入实例实践的热情。

（二）在教学过程中具体实施“创客教育”模式

1.班级成员分组。小组成员能力互补、各有优势，是创设成功的基础。通过理论知识学习，教师认真观察评价每个学生的专业优缺点，找出班级中思维发散活泼、点子多的学生，数学逻辑思维强的学生，文字表达功底强的学生以及电路设计连接能力强的学生，让这四类学生分别自由组队结成小组，做到每组成员分工明确、能力相当、互补互助。

2.初阶创客项目。根据《单片机技术应用》课程的逻辑性和学生的认知架构，提供完善的模块化单片机开发板（普中科技51单片机开发板STC89C52学习板），提出项目需求，让学生分组完成设计实施方案：模块选择、程序编写、调试及方案自评。具体的项目需求见表2所示。

教师在发放项目任务时，要注重培养学生团队合作的能力，分析功能需求，撰写设计方案，列出任务分工单，让学生既有小组协作能力，又有独立思考的能力。初阶过程中，教师也要引导学生形成查阅文献的能力，为学生提供电子版单片机应用设计手册和知网数据库账号（借用厦门市图书馆路径）、单片机论坛及技术网站，培养学生的科研探究能力。教师在学生操作项目的过程中，要加强自身的引导能力，这对教师的专业能力和全局思维要求更高，需要教师在评阅学生的设计方案时及时预设可能存在或将会发生的故障，根据学生的设计思路让他们自己完成最后的结果验证。初阶设计时学生可以适当模仿借鉴，甚至直接引用市场已有的设计方案，教师要适度包容学生所犯错误，不能一票否决，要让学生先体验设计的乐趣，让他们在错误中成长。

3. 进阶创客项目。学生利用现有的集成电路板完成模块应用创意设计之后，教师把学生的设计汇编成册，考核他们的职业操守、专业知识、安全操作等方面的内容之后，鼓励对学科有兴趣、富有继续探究学科精神的学生挑战进阶项目，以便为参加电子创新创业大赛做好准备。进阶项目中，教师要积极调研企业需求，从实践中获取项目设计思路；要明确一支技术精湛的伯乐团队方可孕育一组富有创新性思维、起点拔高的优秀团队，因此要大力引入优秀的企业控制工程师和高校研发人员注入指导团队。通过调研九阳电器公司、智邦医疗器械公司，初步设计以下项目（见表3）。

4. 清单式任务单，明确项目成果。进阶阶段是充分挖掘学生的潜力，着重培养学生运用知识的能力、向团队及专家请教沟通的能力、文稿撰写汇报能力及职业素养精神。学生要明确项目任务，小组长做好项目统筹工作，组织小组做好任务分工及项目策略研究，具体任务单见表4。

四、基于创客教育的教学评价

加强教育评价是提升教育质量的重要环节，教学评价不仅要评价教师实施教学的过程、评价学生的学习成效，还要促进师生、生生之间协同评价。

（一）评价教师

创客教育对专业教师的要求更高，专业教师不仅要深刻研究专业知识，更要熟知实践应用。要引导挖掘学生的专业潜力，要懂得教学技巧，在推送理论时要结合多种教学方法，让学生愿意了解专业。在初阶挑战时审时度势，激发学生的挑战欲望，巧妙设疑和点拨学生的创造性思维，即评价教师是否做好引导和服务工作。而在高阶拔高学生的综合实力时，更要做好学生的后期保障工作，做好资源调度和材料供应。教师平时工作时必须深入了解企业生产、产教融合，对学生存在的困惑及疑难可以及时给予专家的人力支援。创客教育对教师的考评即考评引导和服务能力。学校应公正合理评价教师的教学过程，鼓励教师打破传统课堂，不拘一格尝试新模式，为教师创造情景、建立考核机制，适当奖励教师的工作。

（二）评价学生

教师团队评价学生要关注以下方面：职业操守素养、诚信文明、团队协作能力、任务分析能力、文献查阅能力、说明书撰写能力（内容是否完整、条理是否分明、文字是否顺畅、书写是否工整）、沟通汇报能力、仿真调试结果、实际调试运行结果、设计创新性及经济效应（高阶设计要求），要明确将学生的职业素养和诚信文明放在第一位。学校可建立学生创新创设学分奖励机制，推广学生的优质成果，提升其创设成就感，鼓励学生参与创业大赛，走出学校，迈进市场。

（三）学生自评及互评

学生自我反思、共享思维、共同讨论是促进他们提升知识架构的重要环节。教师要善于引导学生自我反思创设思路，提出完善的修改意见，通过不断实践实现感性认识向理性认识升华的目标。通过学生小组互评发现亮点、找出不足、提出改进意见，通过头脑风暴的沟通模式集思广益，碰撞新创意，间接培养学生的团队合作意识和沟通能力，践行创客教育培养学生持续实践、持续反思、乐于分享、坚守创新的理念。

五、结语

随着科技不断发展，市场对创新性人才有更高的需求。教育的宗旨是培养适应市场经济发展的应用型人才，要把中职学生立德树人的综合素养排在第一位。教师要营造创客空间，引导学生自主探究学习，注重引导学生的职业素养、诚信文明、团队协作、创新思维，给学生营造理论联系实践的模式，把课堂主体还给学生，让他们充分体验创设的乐趣，真正达到育人的目标。

参考文献：

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［责任编辑 吕 媛］