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摘要:单片机课程的应用性和实践性非常强,概念多、入门难,针对职业教育课程建设的特点和要求,围绕高职院校单片机教学的现状,对理实一体项目式教学模式进行研究和分析,探讨实施理实一体项目式教学的条件及有待解决的多方面问题,并思考适合高职院校学生的单片机学习之路。
关键词:单片机课程;课程建设;高职院校;理实一体项目式教学
作者简介:曲卫冬(1979-),女,黑龙江北安人,保定电力职业技术学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:微控制技术、智能化仪表;王亚青(1977-),女,河北保定人,保定电力职业技术学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:工业过程自动化。(河北 保定 071051)
单片机课程是以技能为主的应用性课程,课程的最终目标是使学生能熟练地掌握单片机的应用开发技术。在这类课程的教学中,教师可以充分运用新型教学方式有效地贯彻“工学结合”的人才培养模式,激发学生的学习兴趣,提高学生的职业综合能力。其中,理实一体的项目式教学作为一种具有职业教育特色的教学方式,有助于开展基于工作过程的课程开发、优化教学过程,并提高教学质量和效率。
一、理实一体项目式教学的优点
理实一体项目式教学改变了传统的以验证理论为目的的单片机实验教学,使高职院校能够根据岗位需求和经济发展组织教学。采用理实一体的项目式教学法,学生学习以项目为中心,有明确的任务,能让学生围绕项目组织已学知识和学习资源,学习的主动性、积极性能得以发挥。项目式教学能充分开拓学生的思维、发挥学生的潜能、培养学生的个性、提高协调能力,培养团队精神、增强竞争意识,适应竞争激烈的社会。
(1)在项目教学中,每一项目都有一个主导思想,而各项目之间又紧密相连,循序渐进,这种项目体系主导思想的相对独立性和整合性为学习者提供了清晰、概括的指导,使学习者能够清晰地掌握学习的脉络。而且在一段教学时间内,只把某一个项目或工作过程作为主体的学习内容,从理论到实践反复认识的主体只有这一个,使学生缩小了注意目标,可以较短时间内在大脑中形成对项目的完整认识。
(2)专业理论学习和技能操作训练进行有机结合,技能训练时间大大增加,学生有较多机会将专业理论知识与实际反复对照、加深理解,主动构建自我的知识体系,心智技能形成较快。技能操作训练与专业理论相对应,紧密衔接,实现了理论与实践的密切结合,理性与感性认识的同步上升。
(3)在理实一体项目式教学中,教师与学生保持双向交往,增加了师生的互动和直接接触,教师能直观、快速地了解学生掌握专业知识和操作能力的程度,有利于切合实际地从不同角度,用不同方法加以引导和沟通,因材施教,以满足不同层次学生的需求。
二、实施理实一体项目式教学的各项条件
1.理实一体实训室的建设要完善
开展理实一体项目式教学时,整个课程不再分理论课程与实训课程,教师也不再分理论教师与实习教师,课程教学全部在实训室中进行,讲完必要的理论知识立刻进行实践,教学做融为一体。因而,要实施这种教学方式,需要具备的基本物质条件之一就是要建设和完善相应的实训室,并且实训室要经常开放,使学生具有充分自主性,根据自身情况既可以解决课堂教学时自己未解决的问题,也可以进行资料搜集或其他课外任务,还可以自行设计制作自己感兴趣的实用小产品,使学生在自主创新中得到提高。
2.项目教学的主讲教师应挑选“双师型”专职教师和具有相关工作经验的企业兼职教师
实施理实一体项目式教学,教师就要打破传统的讲授灌输式课堂教学方法和学科型教学体系的教学模式,以真实项目的工作过程、工作情境、专业知识、专业技能等,针对单片机不同部分的应用能力训练,设计出不同的项目和工作任务,将产品生产过程融入项目中。这对教师本身的实践能力和综合素质有着严格的要求。因此,项目教学需要的教师不是纯学者型、教学型的,而是通教学、懂生产、会管理的综合性人才。既要有丰富的专业理论知识,又要有专业实践能力和操作技能,还要有管理经营能力和市场科技信息意识。
3.以本专业的职业能力要求划分教学内容
教师要在深入生产企业一线调研的基础上,与企业专家共同研讨单片机应用技术人员的典型工作任务,并确立相应的职业能力要求。遵循“以职业行为获得知识”的认知规律,充分考虑应用产品开发等工作任务的实用性、典型性、可操作性以及可拓展性等因素,紧密结合自动化及电子工业的发展趋势,依据本专业的职业能力要求精选并序化教学内容。在教学内容的构建过程中,注重情境性、科学性、人本性的平衡与互补,考虑知识点的合理分配和学习能力的循序渐进。
4.建立“全程考核”的评学模式
为了有效、客观地评估学生在理实一体类课程中的全面表现,需要在课程考核方面建立起一套完善的“全程考核”的评学模式。全程考核和评价学生的学习过程,包括课前资料的收集、工作过程记录单的填写、操作过程的规范性及团队协作、项目的完成情况等。采用提问、观察、评定、实测等方法形式,教师对项目小组评价、教师对学生个人评价与学生自我评价相结合,对学生的专业能力、方法能力和社会能力进行综合评价。
三、有效推行理实一体项目式教学有待解决的几方面问题
1.教学内容的动态调整
紧密围绕高职的人才培养目标,以培养岗位能力为着眼点,以实用性为特征构建课程体系。按照学生就业情况和毕业生反馈信息,依据岗位需求逐渐动态地调整课程教学内容。参照实际的生产和开发过程,将产品生产过程融于项目教学,理论知识融于实践教学,保证与生产实践的零距离。
2.加强“双师型”教师队伍的建设
目前比较缺少既具有扎实的专业技术理论知识,又有熟练的实际操作技能和相关工作经历的专职教师。随着课程体系与教学内容改革的深入,传统的教师队伍及能力结构都明显不能适应新的要求,成为制约高职教育持续发展的最根本的障碍。只有在密切产学合作的基础上建立稳固的“双师结构”专业教学团队,加强专业教师的业务培训,提高现有专业教师的业务素质,才能够有效地开展理实一体项目式教学。
3.配套的教学资料建设
由于理实一体项目式教学专业针对性很强,项目灵活多样,各个院校的教学内容安排差别也很大,所以在实际教学中很难找到与之匹配的由正式出版社出版的教材或其他教学资料。因而,不但相应的教学参考书需要由任课教师根据教学项目的设计情况自行编写,而且为了满足教学内容安排,教师还需自行设计一系列完整、配套的教学资料,如教师手册、学生任务工单、学习指南等。
4.构建虚拟实验室、虚拟项目等仿真教学环境
在单片机教学中,由于所涉及的实践环节非常多,必须软件、硬件相结合。因为实践环节硬件投入比较大,在实践中如果因为方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费。运用现代教育技术和虚拟现实技术,建立虚拟实验室、虚拟项目等仿真教学环境可以解决这样的问题。采用先进的仿真软件和调试环境就可以构建出单片机虚拟实验室,将计算机上的各种虚拟仪器,按实验要求和设计原理,虚拟出一个与现实相同的实验系统,进而在这个系统上完成整个实验或项目。虚拟实验室具有硬件投入少、实验损耗小、安全环保等优点。利用单片机虚拟实验室进行系统仿真设计开发,可以充分地仿真实际的工程问题,虚拟开发过程、虚拟调试、虚拟产品工艺,激发学生的创造性,大大优化了教学过程。
理实一体项目式教学顺应现代职业教育的发展趋势,有利于提高学生的全面素质和职业综合能力,有利于学生发展潜能,体现了以人为本的教育理念。从很多试点院校的教学实践来看,理实一体项目式教学都取得了成功。笔者认为只要不断进行教学方法改革、不断动态地调整教学内容和教学手段,注重理论联系实际,就能有效地实施这种教学模式,取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]张艳,邰学群.高等学校课型教改理论与实践[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,2005.
[2]马云鹏.教育科学研究方法导论[M].长春:东北师范大学出版社,2002.
[3]于蓉.单片机课程一体化教学改革与学生职业综合能力的培养[J].职业,2008,(6).
[4]李红萍.以“提高学生综合能力”的单片机课程教学改革[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(S1).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:单片机课程;课程建设;高职院校;理实一体项目式教学
作者简介:曲卫冬(1979-),女,黑龙江北安人,保定电力职业技术学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:微控制技术、智能化仪表;王亚青(1977-),女,河北保定人,保定电力职业技术学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:工业过程自动化。(河北 保定 071051)
单片机课程是以技能为主的应用性课程,课程的最终目标是使学生能熟练地掌握单片机的应用开发技术。在这类课程的教学中,教师可以充分运用新型教学方式有效地贯彻“工学结合”的人才培养模式,激发学生的学习兴趣,提高学生的职业综合能力。其中,理实一体的项目式教学作为一种具有职业教育特色的教学方式,有助于开展基于工作过程的课程开发、优化教学过程,并提高教学质量和效率。
一、理实一体项目式教学的优点
理实一体项目式教学改变了传统的以验证理论为目的的单片机实验教学,使高职院校能够根据岗位需求和经济发展组织教学。采用理实一体的项目式教学法,学生学习以项目为中心,有明确的任务,能让学生围绕项目组织已学知识和学习资源,学习的主动性、积极性能得以发挥。项目式教学能充分开拓学生的思维、发挥学生的潜能、培养学生的个性、提高协调能力,培养团队精神、增强竞争意识,适应竞争激烈的社会。
(1)在项目教学中,每一项目都有一个主导思想,而各项目之间又紧密相连,循序渐进,这种项目体系主导思想的相对独立性和整合性为学习者提供了清晰、概括的指导,使学习者能够清晰地掌握学习的脉络。而且在一段教学时间内,只把某一个项目或工作过程作为主体的学习内容,从理论到实践反复认识的主体只有这一个,使学生缩小了注意目标,可以较短时间内在大脑中形成对项目的完整认识。
(2)专业理论学习和技能操作训练进行有机结合,技能训练时间大大增加,学生有较多机会将专业理论知识与实际反复对照、加深理解,主动构建自我的知识体系,心智技能形成较快。技能操作训练与专业理论相对应,紧密衔接,实现了理论与实践的密切结合,理性与感性认识的同步上升。
(3)在理实一体项目式教学中,教师与学生保持双向交往,增加了师生的互动和直接接触,教师能直观、快速地了解学生掌握专业知识和操作能力的程度,有利于切合实际地从不同角度,用不同方法加以引导和沟通,因材施教,以满足不同层次学生的需求。
二、实施理实一体项目式教学的各项条件
1.理实一体实训室的建设要完善
开展理实一体项目式教学时,整个课程不再分理论课程与实训课程,教师也不再分理论教师与实习教师,课程教学全部在实训室中进行,讲完必要的理论知识立刻进行实践,教学做融为一体。因而,要实施这种教学方式,需要具备的基本物质条件之一就是要建设和完善相应的实训室,并且实训室要经常开放,使学生具有充分自主性,根据自身情况既可以解决课堂教学时自己未解决的问题,也可以进行资料搜集或其他课外任务,还可以自行设计制作自己感兴趣的实用小产品,使学生在自主创新中得到提高。
2.项目教学的主讲教师应挑选“双师型”专职教师和具有相关工作经验的企业兼职教师
实施理实一体项目式教学,教师就要打破传统的讲授灌输式课堂教学方法和学科型教学体系的教学模式,以真实项目的工作过程、工作情境、专业知识、专业技能等,针对单片机不同部分的应用能力训练,设计出不同的项目和工作任务,将产品生产过程融入项目中。这对教师本身的实践能力和综合素质有着严格的要求。因此,项目教学需要的教师不是纯学者型、教学型的,而是通教学、懂生产、会管理的综合性人才。既要有丰富的专业理论知识,又要有专业实践能力和操作技能,还要有管理经营能力和市场科技信息意识。
3.以本专业的职业能力要求划分教学内容
教师要在深入生产企业一线调研的基础上,与企业专家共同研讨单片机应用技术人员的典型工作任务,并确立相应的职业能力要求。遵循“以职业行为获得知识”的认知规律,充分考虑应用产品开发等工作任务的实用性、典型性、可操作性以及可拓展性等因素,紧密结合自动化及电子工业的发展趋势,依据本专业的职业能力要求精选并序化教学内容。在教学内容的构建过程中,注重情境性、科学性、人本性的平衡与互补,考虑知识点的合理分配和学习能力的循序渐进。
4.建立“全程考核”的评学模式
为了有效、客观地评估学生在理实一体类课程中的全面表现,需要在课程考核方面建立起一套完善的“全程考核”的评学模式。全程考核和评价学生的学习过程,包括课前资料的收集、工作过程记录单的填写、操作过程的规范性及团队协作、项目的完成情况等。采用提问、观察、评定、实测等方法形式,教师对项目小组评价、教师对学生个人评价与学生自我评价相结合,对学生的专业能力、方法能力和社会能力进行综合评价。
三、有效推行理实一体项目式教学有待解决的几方面问题
1.教学内容的动态调整
紧密围绕高职的人才培养目标,以培养岗位能力为着眼点,以实用性为特征构建课程体系。按照学生就业情况和毕业生反馈信息,依据岗位需求逐渐动态地调整课程教学内容。参照实际的生产和开发过程,将产品生产过程融于项目教学,理论知识融于实践教学,保证与生产实践的零距离。
2.加强“双师型”教师队伍的建设
目前比较缺少既具有扎实的专业技术理论知识,又有熟练的实际操作技能和相关工作经历的专职教师。随着课程体系与教学内容改革的深入,传统的教师队伍及能力结构都明显不能适应新的要求,成为制约高职教育持续发展的最根本的障碍。只有在密切产学合作的基础上建立稳固的“双师结构”专业教学团队,加强专业教师的业务培训,提高现有专业教师的业务素质,才能够有效地开展理实一体项目式教学。
3.配套的教学资料建设
由于理实一体项目式教学专业针对性很强,项目灵活多样,各个院校的教学内容安排差别也很大,所以在实际教学中很难找到与之匹配的由正式出版社出版的教材或其他教学资料。因而,不但相应的教学参考书需要由任课教师根据教学项目的设计情况自行编写,而且为了满足教学内容安排,教师还需自行设计一系列完整、配套的教学资料,如教师手册、学生任务工单、学习指南等。
4.构建虚拟实验室、虚拟项目等仿真教学环境
在单片机教学中,由于所涉及的实践环节非常多,必须软件、硬件相结合。因为实践环节硬件投入比较大,在实践中如果因为方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费。运用现代教育技术和虚拟现实技术,建立虚拟实验室、虚拟项目等仿真教学环境可以解决这样的问题。采用先进的仿真软件和调试环境就可以构建出单片机虚拟实验室,将计算机上的各种虚拟仪器,按实验要求和设计原理,虚拟出一个与现实相同的实验系统,进而在这个系统上完成整个实验或项目。虚拟实验室具有硬件投入少、实验损耗小、安全环保等优点。利用单片机虚拟实验室进行系统仿真设计开发,可以充分地仿真实际的工程问题,虚拟开发过程、虚拟调试、虚拟产品工艺,激发学生的创造性,大大优化了教学过程。
理实一体项目式教学顺应现代职业教育的发展趋势,有利于提高学生的全面素质和职业综合能力,有利于学生发展潜能,体现了以人为本的教育理念。从很多试点院校的教学实践来看,理实一体项目式教学都取得了成功。笔者认为只要不断进行教学方法改革、不断动态地调整教学内容和教学手段,注重理论联系实际,就能有效地实施这种教学模式,取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]张艳,邰学群.高等学校课型教改理论与实践[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,2005.
[2]马云鹏.教育科学研究方法导论[M].长春:东北师范大学出版社,2002.
[3]于蓉.单片机课程一体化教学改革与学生职业综合能力的培养[J].职业,2008,(6).
[4]李红萍.以“提高学生综合能力”的单片机课程教学改革[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(S1).
(责任编辑:麻剑飞)