作品开发教学模式的研究与实践
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[摘 要] 通过对项目课程单片机技术及应用作品开发教学模式的研究，探索符合中职学生的学习方法和便于学生掌握的知识和技能，以开发作品为导向的工学结合任务的教学模式，让学生获得成就感，找到学习的动力，提高学生的就业力，为学生未来职业的发展奠定基础。
[关 键 词] 单片机技术及应用;作品开发;教学模式
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）19-0154-02
当前，人工智能技术突飞猛进的发展，各种智能化电子产品进入我们日常生活，大大方便了我们的日常生活，提高了我们生活水平。智能化电子产品的开发和维护维修需要大量熟悉单片机编程的人才。为了顺应社会的发展潮流和对人才的要求，根据中职学生认知规律和工作岗位的要求，以作品开发过程为导向，通过以电子产品的外观设计、电子产品电路板设计、单片机编程调试技术相结合的单片机技术及应用课程建设，研究得到适合学生发展的作品开发教学模式。
一、单片机技术及应用课程教学改革的必要性
在传统的教学中，单片机技术应用的教学一般有：一种是用仿真软件PORTUES進行电路设计和程序调试，这种教学模式始终在软件仿真中进行，脱离了实际的电路开发，学生学完本课程后也没有做一个真正的电路设计;另外一种是利用开发板，结合编程软件在开发板上布置任务编写和调试程序，这两种教学模式都存在一个弊端就是，学生学完单片机这门课也只是学会敲打指令，对实际的智能化电路还是没有开发经验，对以后有关这方面的就业没起到应有的作用。在单片机技术及应用课程改革教学过程中，以作品开发过程为导向，采用理实一体化教学方法，通过开发作品带动，引领学生去掌握单片机理论知识和编程调试技能。改进了课程教学内容、教学模式及学生评价，全面提高了学生主动学习的积极性，促进了学生就业岗位能力的发展。
（一）在课程设置方面
在开设单片机技术及应用这门课前，学生已经开设了电子元器件识别与检测、模拟电路、数字电路、电子线路板设计、电子制作等专业课程。我们要通过作品开发的形式把学生所学的知识和单片机编程技术联系起来，这样就可以把课程有机地联系起来，不至于学一门丢一门，或是学了也不知道有什么用途。一个完整的产品不仅要有核心的电路板，还要有创意靓丽的外观，这就需要在课程的安排上有外观设计这部分内容。
（二）在职业能力形成方面
单片机技术及应用这门课程的项目教学是采用任务驱动、理实一体化，通过作品开发项目带动来掌握理论和技能操作。安排的每个作品开发之间有它的相对独立性，也有相互之间的联系。学生在每一个作品开发过程中，在做中学，学中做，通过动手操作来学习完成作品开发中所需要的理论知识，学到的单片机技术理论知识又可以来指导编写和调试程序，这样形成了作品开发过程系统化的理念。
（三）在硬件和资源保障方面
在作品外观设计方面，学校专门配置了一台工业级的激光切割机，可以用来切割木板、KT板和纸皮等材料;学校的电子技能室配有电脑、电路板安装工作台和专门的PCB板制板设备，下午第七节都可以对制作作品的学生开放，并且每个学期学校都对这个项目设计有一定的经费支持，为学生制作作品，为提高科技创新的能力提供良好的平台。
二、作品开发教学模式的改革策略
（一）改革要精确选取项目，帮助学生开展探究
作品开发教学模式要遵循学生和职业发展规律，又要发扬学生的大胆尝试，敢做敢拼的创新精神，以创作作品为目标，以提高职业能力为核心，重点体现“打基础、发展兴趣、大胆创新、着眼未来”的特点。因此，课程项目的选取非常重要。整个课程要完成主要的四个作品，通过完成作品来掌握所需要的知识和技能，让学生在学习中形成探究行为，加强团队精神，体现以学生为主，培养学生自主学习。通过学习开发一个作品，基本可以掌握一个简单的电子产品开发的完整过程，学生可以整体感受电子产品的生产过程，在学生头脑中形成意识。每个作品之间又有一定的联系，项目难度增加并复杂，突出学生能力的递进，由浅入深，让学生树立学习的信心和获得成就感。
（二）精细设计项目，带领学生实践
课程项目内容的设计要经过实际的调查论证，符合职业岗位的需求和学生学习的规律，体现实用性、创新性、趣味性和可拓展性，满足不同层次学生的需求。按“能力分层、循序渐进、逐步提高”的原则，将单片机技术及应用课程设计趣味性作品、实用性作品、综合性作品和自主开发作品。
1.趣味性作品
入门学习阶段，注重趣味性，初步培养学生的学习兴趣。街上闪闪的广告灯、炫丽的广州塔灯光，这些灯光都十分吸引人，属于非常有趣的作品。因此，入门作品选取制作用单片机控制的一个变化多样的流水灯，除了照教师给出的电路样板设计制作外，学生还可以根据自己的兴趣和能力，采用各种发光二极管，编程制作出各式各样的图案和图形。学生还可以根据电路功能要求改动电路以满足自己设计电路的需要，享受学习带来的成就感。用单片机控制的流水灯制作，可以从控制单片机的8个I/O口开始，由简单的LED循环点亮到较复杂的LED灯多样变化，目的是让学生体验感受单片机开发作品从设计到制作的整个流程，包括了电路板设计、元器件的安装和核心单片机编程调试及外观设计等知识和技能，旨在让学生感受到作品开发的整个过程，找到学习单片机技术的动力，为之后的学习打下基础，也激发了学生开发后续作品的积极性。 2.实用性作品
进一步调高学生的学习积极性，使学生获得成就感。每个学生家里都需要一个时钟，每个学生能亲自做一个的话，必然能增强自信心和获得成就感。该作品实现的功能有用数码管显示小时、分、秒，并通过按键进行时间的校正。该作品涉及的单片机知识有数码管和按键的编程方法，由于单片机控制数码管的电路比较灵活，这就可以发扬学生的团队精神，在制作过程中会产生思想的碰撞，从而制作出更为合理或更有创意的作品，进一步提高学生的学习潜能，具备一定的职业能力。
3.综合性作品
注重能力提高性，提高综合能力和发展水平。此阶段是设计一个功能强大的万年历，其功能有：一是采用中文液晶12864显示新历的年月日、时分秒和星期;二是带温度和1302实时时钟显示;三是闹钟和农历显示功能。该作品功能的强大，电路设计和单片机编程都较为复杂，有利于提高学生的自学能力，便于学生充分利用学校开放的实验室，为学生职业能力的发展奠定基础。
4.自主开发作品
注重创新性，开发学生的思维，培训学生的创新能力。激励学生根据科技创新大赛和创客大赛主题自主开发作品参加比赛，研究发现：一个没有受激励的人，仅能发挥其能力的20%～30%，而当他受到激励时能力的发挥会达到80%～90%。学生在经历了三个作品，学习了项目的设计、制作流程和技术方法，在项目中也融入自己的想法，最后阶段要研发属于自己的项目作品。通过自主开发科技创新作品，进一步提高学生的知识技能水平，提高单片机的编程能力，并通过此课程的学习，为电子和單片机竞赛输送种子选手，以获得优异的成绩。
三、自主开发作品的项目设计
（一）灵光一闪
围绕作品名称和初期想法，发挥想象，查阅资料，策划项目作品，并向小组伙伴分享、交流你的设想。其中包括的项目有：项目作品名称、作品主要功能、作品将有什么特色或创意、所需材料和工具、要解决的核心问题是，可能遇到的难点。
（二）头脑风暴
你在生活中看到了什么，发现了什么想做一个怎样的作品表达自己的想法呢？围绕表格的提示，填写描述你的想法：从生活中看到什么、感受到什么、想做什么、解决什么问题或有创意、有趣的地方。
（三）项目设计方案
通过前期设想、资料查阅和研讨论证，规划你（小组）的设计方案。可以根据以上表格，也可以使用思维导图表达呈现项目设计方案。
（四）教学评价，以下为细分的评价项目
四、课程改革的创新之处
该课程以作品开发为核心，融合了作品外观设计、电路板制作技术、项目方案设计等技术。项目作品的开发即满足趣味性，又满足实用性及学生发展的需要，通过设计作品参加比赛，让学生获得成就感，找到学习动力，通过比赛交流又可以拓宽学生的视野，提高学生的表达能力，为以后的就业打下扎实的基础。
参考文献：
[1]邱才训.中职教育课程建设研究[M].广州：广东教育出版社，2009.
[2]王竹立.你没听过的创新思维课[M].北京：电子工业出版社，2017.
[3]谢和平.以创新创业教育为引导 全面深化教育教学改革[J].中国高教研究，2017（3）.
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