单片机与嵌入式系统课程模块化教学方案在高职本科教育中的实施

    甄久军 王晓勇 杨战民

    

    摘 ?要 针对高职本科的教育目标和“单片机与嵌入式系统”理论性与实践性强、课程难学的特点，提出一种课程模块化的教学方案，是在模块化教学理论基础上的一种创新，是知识结构模块化、课堂教学模块化、学习时间模块化、不同学生模块化的总称。它解决了课程技能点多、知识点杂，对于很多学生来说学起来困难，随着课程的深入会有越来越多学生放弃学习的问题。方案降低了课程的学习难度，提高了学生的学习信心，显著提高了课程教学质量。

    关键词 单片机与嵌入式系统;高职本科教育;模块化教学;教学方案

    中图分类号：G712 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）18-0065-03

    Implementation of Modular Teaching Program of SCM and Em-

    bedded System in Higher Vocational Undergraduate Education//ZHEN Jiujun， WANG Xiaoyong， YANG Zhanmin

    Abstract Aiming at the goal of higher vocational undergraduate edu-

    cation and the characteristics of SCM and Embedded System curri-culum， a modularized teaching program is put forward. It is a kind of

    innovation on the basis of the modular teaching theory， which is the modularization of the knowledge structure， the modularization of the

    classroom teaching， the modularization of the learning time and the modularization of different students. It can solve problems that the curriculum containing miscellaneous skill points and knowledge points is difficult for many students to learn; with the deepening of the course will be more and more students give up learning. The pro-

    gram can reduce the difficulty of the learning of the curriculum， im-prove the students learning confidence， and significantly improve the quality of the curriculum teaching.

    Key words MCU and embedded system; higher vocational under-graduate education; modular teaching; teaching program

    1 方案实施的背景与动因

    高职本科教育的目標是培养面向企业一线的高级技术技能型人才，理论教学以必需、够用为度，重点强调学生的实际技术运用与动手能力。按照这一培养目标，高职本科在培养学生的教学模式上应与普通本科及高职专科有较大不同，否则很容易将学生培养成本科教育的“压缩版”，或高职专科的“延长版”，最终导致高职本科教育的失败。

    “单片机与嵌入式系统”是一门理论性和实践性都非常强的课程，是自动控制、机电一体化等多个专业的必修课，对于学生工程思维能力和解决技术问题能力的培养，对于学生顺利升学、就业具有重要作用。但“单片机与嵌入式系统”课程技术技能点多、知识点杂，对于很多学生来说学起来比较困难，随着课程的深入，会有越来越多的学生放弃学习。

    为了解决上述问题，本文提出一种课程模块化的教学方案。模块化教学方案是根据专业培养目标，将知识按知识结构分解成若干个模块，每个模块相互独立又有机联系。这种模式是近几年我国职教界汲取国外发达国家职业教育的成功经验，结合我国国情而提出的一种宏观教学方案。高职本科的“单片机与嵌入式系统”课程模块化教学方案是一种具体的教学方案，是在模块化教学理论基础上的一种创新，是知识结构模块化、课堂教学模块化、学习时间模块化、不同学生模块化的总称。它解决了本课程技术技能点多、知识点杂，对于很多学生来说学起来比较困难，随着课程的进行会有越来越多的学生放弃学习的问题。它的实施降低了课程的学习难度，提高了学生的学习积极性，提高了课程的教学有效性。

    2 知识结构模块化

    知识结构模块化的分解与重新设计是“单片机与嵌入式系统”课程模块化教学方案实施的关键。在设计的时候要对比相似的知识点加以区分，将课堂教学中的理论知识与技术实践联合起来，并以理实一体项目化教学方式作为载体，从而使得学生在学习过程中能够对自己的思维能力进行锻炼，而且能更好地抓住其中的重点与难点，使得各种学习内容得到细化，掌握更多技术与知识。一个成功的知识结构模块化应体现在四个方面：教学有价值、教学有效果、教学有效率、教学有魅力。

    课程标准的制定 ?课程标准应包括课程的定位与基本教学理念、课程的目标、课程内容描述、课程实施要求等。与教学大纲相比，在课程的基本理念、课程目标、课程实施等几个部分应阐述得更为详细、明确。课程标准的制定应从职业分析入手。标准中的基本理念、课程目标、课程实施都应符合高职本科毕业生任职岗位的实际需要。

    1）课程基本理念：突出体现高职本科职业教育的技术技能型、应用创新性特色，力求达到理论够用，技术技能过硬;突出学生主体，调整教师定位;尊重个体差异，注重过程评价，促进学生发展;理实一体项目化方式教学，拓展学习渠道。

    2）课程目标。

    ①知识目标，包括：单片机与嵌入式系统认知;单片机的数制数码与结构体系;汇编语言和C语言程序设计;中断系统;定时器/计数器系统;串行接口及串行总线;系统扩展与接口技术;ARM嵌入式系统。

    ②能力目标，包括：操作编程软件、调试单片机的能力;进行汇编语言、C语言程序设计与调试的能力;I/O口与典型外围器件的应用及系统故障的维修能力;进一步学习嵌入式系统的能力。

    ③素质目标，包括：严谨、全面、高效、负责的职业素

    质;良好的道德品质、协调沟通能力、团队合作及敬业精

    神;勤于思考、善于自学、勇于创新的良好作风。

    3）课程实施。教学方式应注重对学生学习过程的评价，重视对学生的启发，采用理实一体项目化教学方式;要运用课堂教学模块化、学习时间模块化、不同学生模块化的教学方式。课程考核分为理论考核和技术技能考核：

    ①理论考核是用笔试或答辩方式进行考核，成绩占60%;

    ②技术技能考核是通过对学生学习成果反映出的技术能力水平与职业态度进行考核，包括项目的实施过程与项目的技术报告，成绩占40%。

    知识结构模块化教学方案的确定 ?本课程根据学生应掌握的技术技能与知识点，分成六个不同的模块，每个模块包含课程标准中规定的相应的知识目标与技术技能目标，具体内容框架如表1中的“知识结构模块化”部分所示。

    3 课堂教学模块化

    在课堂教学中将理论教学和实践教学融为一体，即实行理实一体的项目化教学。把上述课程结构的六大模块，按照技术技能目标再分成相应的小项目，具体内容如表1中的“课堂教学模块化”部分所示。课堂教学时不拘泥于45分钟一节课，应该直到完成相应的小项目才下课与调整。如此，防止项目因下课而中断，实现课堂教学的模块化。所以，排课时最好四节联排，这样有利于理实一体的项目化、模块化教学。

    4 学习时间模块化

    由于单片机与嵌入式系统课程技术技能点多、知识点杂，在安排学生进行课程学习时，必须划分为课上模块与课下模块，否则不能高质量地完成教学任务。课上模块主要以讲授和训练的方式进行，课下模块主要以学生完成项目及项目技术报告的方式进行。具体内容如表1中的“学习时间模块化”部分所示。

    5 不同学生模块化

    一个班级学生的学习能力是不同的，应该尊重个体差异、因材施教，促进学生协同发展。按照不同学习能力，学生可以分为基本型与提高型。基本型必须完成教学标准中规定的学习任务，提高型则单独编成兴趣小组，完成单片机与嵌入式系统更深入的学习与训练。具体内容如表1中的“不同学生模块化”部分所示。

    6 结语

    “单片机与嵌入式系统”课程模块化教学方案解决了课程技术技能点多、知识点杂，对于很多学生来说学起来比较困难，随着课程的进行会有越来越多的学生放弃学习的问题。它的实施降低了课程学习的难度，提高了学生学习的积极性，提高了课程整体教学的有效性，学生的技术开发与知识运用的能力得到增强。学生在做中学、学中做，学做合一，有利于综合素质的全面提升，有利于技術技能型、创新型高职本科人才的培养。

    通过近几年“单片机与嵌入式系统”课程模块化教学方案的实施，很多学生在毕业设计与升学、就业方面受益匪浅，南京工业职业技术学院机械工程学院培养了一批优秀的人才和优秀的作品。因此，希望课程模块化教学方案能在更多的课程中推广开来。

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