“岗课赛证”融合的高职院校...《单片机应用技术》课程为例_杨日容.pdf

74 AUTO TIMEAUTOMOBILE EDUCATION|汽车教育1引言高等职业教育为我国经济社会的快速发展提供了强有力的人才支撑，职业教育人才培养质量至关重要。中共中央办公厅、国务院办公厅颁布的关于推动现代职业教育高质量发展的意见指出要切实增强职业教育适应性，坚持面向实践、强化能力，完善“岗课赛证”综合育人机制，提升学生实践能力1。教育部关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见指出要推进专业教学紧贴技术进步和生产实际，对接最新职业标准、行业标准和岗位规范，紧贴岗位实际工作过程，调整课程结构，更新课程内容，深化多种模式的课程改革2。本文以单片机应用技术课程为例，探索基于岗课赛证融合的课程改革，深化技术技能人才培养模式改革，提高学生培养质量。2“岗课赛证”融合的课程改革内涵传统单片机应用技术课程教学以学科知识体系为主线，不能紧跟职业实际工作岗位所需的知识技能，不能满足职业技能证书考证和专业竞赛的需求，存在脱节现象。“岗课赛证”融合的课程教学改革把工作岗位、课程教学、职业考证、专业技能竞赛四者进行有效融合，是一种能有效提高职业教育适杨日容中山职业技术学院机电工程学院广东省中山市528400摘 要：要充分发挥职业教育人才在经济社会中的优势必须提高专业课程的教学质量。以单片机应用技术课程为例，实证探索了高职院校专业课程融入岗、赛、证元素的教学改革。课程采取了以学生为中心的基于职业工作流程的“行动导向型”教学模式，开展线上+线下混合教学，把岗位、竞赛、考证三者的目标、要求、内容、流程、考核等有效融合到课程情境化的学习任务中，构建了“四有五通”的课堂。实践证明，基于“情境化+典型任务”的课程设计、“行动导向型+混合式”的教学模式能把岗、课、赛、证四者进行有机融合、相互促进，激发了学生的学习内驱力，有效提高了课程教学效果和职业教育人才的培养质量。关键词：岗课赛证融合单片机高职院校情境化设计行动导向型混合教学Exploration and Practice of Teaching Reform of Professional Courses in Higher Vocational Colleges with the Integration of“Post Course Competition Certificate”Taking the Course of“Single Chip Microcomputer Application Technology”as an ExampleYang RirongAbstract：To give full play to the advantages of vocational education talents in the economic society,we must improve the teaching quality of professional courses.Taking the course of“Single Chip Microcomputer Application Technology”as an example,this paper empirically explores the curriculum reform of integrating post,competition and certification elements into professional courses in higher vocational colleges.The course adopts a student-centered“action oriented”teaching mode based on professional workfiow,carries out online+offline hybrid teaching,effectively integrates the objectives,requirements,contents,processes,assessment,etc.of post,competition,and examination into the course context-based learning tasks,and constructs a classroom of“four haves and five links”.Practice has proved that the curriculum design based on“situational+typical tasks”and the teaching mode of“action oriented+mixed”can organically integrate and promote the post,class,competition,and certificate,stimulate students learning motivation,and effectively improve the teaching effect of the curriculum and the training quality of vocational education talents.Key words：post course match certificate integration,single chip,higher vocational colleges,situational design,action oriented,mixed teaching“岗课赛证”融合的高职院校专业课程教学改革探索与实践以单片机应用技术课程为例AUTO TIME 75 AUTOMOBILE EDUCATION|汽车教育 时代汽车应性的综合育人模式。“岗”是指实际工作、生产过程对应的工作岗位；“课”是指高职专业课程，本文指单片机应用技术课程；“赛”是指与专业相关的比赛,如全国电子设计大赛、蓝桥杯单片机设计与开发比赛等；“证”是指职业技能等级证，本文指教育部 关于受权发布参与 1+X 证书制度试点的第四批职业教育培训评价组织及职业技能等级证书名单的通知名单内的“物联网单片机应用与开发”1+X 证书。3“岗课赛证”融合的课程设计单片机应用技术课程改革基于单片机技术相关岗位职业能力要求、国家专业教学标准、1+X 证书和专业竞赛要求、业态发展的新趋势，遵循职业教育规律，将“岗课赛证”综合育人机制贯穿于教学实践的全过程。3.1“岗课赛证”融合的课程教学改革理念单片机应用技术课程综合性强，课程改革“以学生为中心”，实施思政育人，探索从学科课堂到育人课堂的转变，打破传统教学模式，探索从职业岗位、专业竞赛、技能证书出发、以任务为驱动、以学生为中心、兴趣与能力叠加的教学设计与组织，践行“行动导向型”，增强职业适应性和学习责任感，形成有效的学习内驱力。课程改革把教育教学理念落到实处，构建“四有五通”课堂，“四有”即有趣味性、有职业性、有学习力、有价值感，“五通”即岗位职业标准、专业竞赛要求、技能等级证书要求与教学目标融通、岗位典型工作任务、专业竞赛模块、技能等级证书考证内容模块与教学内容融通、岗位工作流程、专业竞赛实施过程、技能等级证书考证过程和教学实施过程融通；知识和实践融通；思政教育和专业教育融通。3.2解构岗赛证能力要求，提炼课程教学目标专业人才培养目标和教学标准对应着企业对人才的综合要求，课程教学目标对应具体工作岗位典型任务、专项技能竞赛、1+X考证的能力要求，这些能力要求来自企业、行业和专业教学标准。课程相关技术岗位主要包括单片机技术员、单片机开发工程师等，技术岗位职业标准要求从业人员具有良好的电子电路分析与设计能力，具有 C 语言或汇编语言等编程经验，具有系统调试及改进能力，具有良好的学习及沟通能力，富有团队精神。全国大学生电子设计大赛要求学生具有综合运用基础知识进行理论设计的能力、实践创新和独立工作的基本能力、实验综合技能（制作与调试），并鼓励参赛学生发扬团队协作的人文精神，优秀学生有充分发挥与创新的余地3。“物联网单片机应用与开发职业技能等级标准（中级）”要求考证人员完成智能终端硬件设计、单片机程序开发、物联网系统运行维护等工作，要求掌握物联网基本层次结构、C 语言程序设计、8 位单片机应用程序开发、硬件电路设计与调试、无线通信模块应用编程等技能4。教学团队开展课程融通改革的第一步需要将岗赛证三者来自行动领域的能力要求转换为课程学习领域的教学目标，学生通过课程学习既能达到课程的教学目标也可以满足岗位、竞赛、考证的要求。单片机应用技术课程在解构岗赛证能力要求的基础上提炼出教学总目标为“德技兼具”，“技”是指学生通过课程学习能掌握单片机应用系统的基本知识，能设计单片机系统典型电路，熟练制作调试单片机系统硬件电路，会编写调试单片机系统程序，并进行系统联调和排故；“德”是指学生通过课程教学活动能够具有严谨细致、吃苦耐劳的工作作风，提高团队合作、沟通表达的能力，增强责任感，形成质量意识、创新精神和工匠精神。3.3剖析岗赛证所需知识技能，创设教学情境，重构教学内容基于岗课赛证融通所设计的课程模块化、情景化教学任务以“适度够用”、贴近生活为原则，考虑岗位的实际应用、历年竞赛题目和考证样题，把知识点和技能点自然、有效地融合到教学任务中，由浅入深，从简到难，逐步深入，学生完成课程学习任务后可以有效衔接到后续的岗位任务、竞赛题目和考证内容，减轻岗前培训、赛前集训、考前培训的压力。单片机技术岗位的典型工作任务包括设计单片机电及外围电路、编写单片机软件，并对软件进行仿真调试等，普适性工作岗位一般要求从业者具有传感器技术、单片机片内资源应用、单片机程序设计、单片机接口技术、单片机通信技术等知识和技能。两年一次的全国电子设计大赛竞赛题目包括原理设计和作品制作两个部分，以模拟电路、数字电路设计为基础，涉及单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA 软件、互联网+、大数据、人工智能、等应用 3。蓝桥杯单片机设计与开发比赛试题由客观试题和基于硬件的程序设计试题组成，其中客观题主要涉及 C 程序、模拟/数字电子技术、51 单片机基础知识，程序设计题主要考核内容模块包括 I/O 控制、流水灯、按键、数码管、定时器、EEPROM、PCF8591 模块、DS18B20 温度传感器模块、DS1302 时钟芯片、串口通信、中断模块、超声测距模块等。物联网单片机应用与开发职业技能等级标准（中级）考核主要包括智能终端硬件设计、单片机程序开发、物联网系统运行维护三个模块，考核内容涉及 C 语言、电路基础、传感器应用基础、51单片机、通信技术、电路装配与配置、单片机片内资源应用、单片机典型外设应等。单片机应用技术课程的教学任务设计见表 1。4“岗课赛证”融合的课程实施及成效“岗课赛证”融合的课程实施过程整合了职业岗位工作流程、专业竞赛实施过程、考证过程，综合考虑课程教学场所、校内软硬件条件等因素，梳理出合理、实用的课程教学流程，学生按照该流程实施不同的教学任务，通过任务熟练掌握一个完整的单片机应用系统的研发过程和所需的知识技能储备，有利于学生快速适应后续上岗、竞赛、考证的节奏。课程实施流程如图 1 所示。“岗课赛证”融合的课程实施过程采用线上+线下混合教学模式，课程线上平台主要组织学生开展理论学习和师生互动，侧重培养学生的自主学习能力，线下教学主要开展学生理实一体的实践性学习，侧重培养学生的职业能力。课前，学生通过课程平台提前预习课程主要理论知识并接收学习任务，按照任务要求查找资料、交流探讨，并形成初步方案上传课程平台，教师课前查阅学生的方案；课中，教师导入学习情境，师生共同讨论，学生修改并确定最终方案开始实施；76 AUTO TIMEAUTOMOBILE EDUCATION|汽车教育学生根据所需设计硬件电路，使用仿真软件验证电路的准确性，制作硬件并进行硬件测试，编写程序并通过仿真平台测试程序的正确性，调试实际作品并提交，学生进行个人自评、互评，教师验收评分；课后学生在精品课程平台进行任务相关知识点的理论测试，并进行作品优化及创新。教师创设 1+X 考证模拟场景开展任务 5 电子时钟的学习，教师为考证培训师，学生为参加培训的学员，最终以考证的方式评价学习任务的学习效果。教师用专业竞赛的方式实施任务 7 数字电压表，教师为比赛指导教师，学生为参加比赛的选手，2-3 人一组组队参赛，最终以比赛评比的方式考核学生的学习成果。在综合育人机制的指导下，单片机应用技术课程提炼了“德技并修”的教学目标，与岗位、竞赛和考证的标准和要求一致，提高了学生的学习内驱力和学习责任感，增强了学生学习的获得感。课程构建了以学生为中心的基于真实工作流程的“行动导向型”教学模式，把岗位、竞赛、考证元素巧妙融合到课程教学中，应用信息技术采取混合式 作者简介杨日容：（1979），女，广东中山人，中山职业技术学院副教授，硕士研究生。主要研究方向：自动控制，职业教育。序号学习任务任务情境学习内容1霓虹广告灯一款具有多种自动切换彩灯样式的霓虹广告灯知识：单片机I/O引脚内部结构技能：设计I/O控制的外围电路，能编写功能函数2汽车方向灯控制设计并制作一套汽车方向控制模拟系统知识：掌握按键控制原理，掌握程序的三种结构技能：会设计按键电路，能编写按键采集程序3篮球记分牌一套具有启停、加减分、清零功能的篮球记分牌知识：掌握数码管内部结构和外部控制原理；掌握中断系统基本知识技能：会设计数码管硬件电路，能编写数码管显示程序和中断程序4秒表一款具有启停、调时、清零功能的秒表知识：掌握定时器工作原理、内部结构、寄存器技能：能正确配置定时器寄存器、计算定时初值、编写定时器程序5电子时钟一款具有时间显示、调时、闹钟功能电子时钟知识：掌握DS1302引脚功能、工作时序技能：会设计DS1302外围电路，能设计DS1302控制程序6数字电压表一款显示0-5V电压的数字电压表知识：掌握PCF8591引脚功能、I2C寻址、控制字节、AD和DA转换过程技能：会设计PCF8591外围电路、编写ADC采集程序7温度采集系统一套具有实时采集、显示温度功能、在串口助手显示温度值温度采集系统知识：掌握DS18B20引脚功能、工作时序；掌握单片机串口通信基础知识技能：能设计DS18B20外围电路、应用驱动程序、编写温度获取程序；能设计单片机串口通信电路、编写通信程序表1单片机应用技术课程教学任务设计表图1课程实施流程图1.接单2.分析要求，确定方案3.设计电路原理图4.元件申购及测试5.硬件制作及测试6.软件设计及调试7.系统调试，试运行8.编写产品报告，交货工作岗位典型工作流程专业竞赛实施过程（全国电子设计竞赛为例）物联网单片机应用与开发职业技能证书（中级）考证过程1.网上接受竞赛题2.分析要求，确定方案3.设计硬件电路图4.购买元件及测试5.硬件制作及测试6.软件设计及调试7.系统调试8.编写论文，提交作品1.网上完成理论考核2.网上接受考证实操题3.分析要求，确定方案4.搭建硬件系统并测试5.程序设计并调试6.系统调试7.提交设计程序及文件教学，创设真实的学习情境，提高了课程的趣味性，培养了学生的职业能力，形成“乐学”、“好学”的浓厚学习氛围，从近年学生就业数据和企业反馈信息可知，本专业毕业后的学生在深圳、中山、东莞等地从事单片机相关技术岗位时，相当一部分同学可以直接上手激光测距仪、智能家居、家电研发等工作，受到用人单位的好评,有效提高了职业院校人才培养的质量。资金项目：中山职业技术学院教研教改项目（基于课证赛融合的单片机应用技术课程改革实践研究，编号JY202217，主持人：杨日容）。参考文献：1 中 共 中 央 办 公 厅 国 务 院 办 公 厅.关于推动现代职业教育高质量发展的意见 EB/OL.(2021-10-12)2022-09-1.http:/ 教育部.关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见EB/OL.（2015-07-272022-09-1.http:/ 全国大学生电子设计竞赛组委会.关于组织 2021 年全国大学生电子设计竞赛的通知（电组字202101 号）EB/OL.（2021-01-29）2022-09-1.http:/ 国信蓝桥教育科技（北京）股份有限公司、工业和信息化部人才交流中心.物联网单片机应用与开发职业技能等级标准.（2020-07）2022-09-1.https:/