高职电气化铁道专业单片机课程改革实践

-.z高职电气化铁道专业单片机课程改革实践摘要：根据高职电气化铁道专业岗位能力要求及人才培养目标，结合专业特色，对?单片机技术及应用?课程进展改革，选取专业岗位典型工作任务为载体，系统化设计学习情境及教学内容，采用“教学做〞一体化、工程化教学模式，以学生为主体，突出实践技能训练，可以有效地激发学生学习兴趣，提高教学质量。

关键词：高职；电气化铁道专业；单片机；课程改革

中图：g712文献标识码：a文章1672-5727〔2012〕09-0028-03

课程改革背景

电气化铁道专业的培养目标主要是面向轨道交通行业，从事电气化铁道及城市轨道交通供电专业方面工作的生产、运营、施工、管理第一线的高素质技能型人才，其主要就业岗位是：电气设备运行与维护——维修电工；接触网设备运行、检修及施工——接触网工；变配电所值班人员、变配电设备检修人员——变电工；电气设备试验人员——电气试验工。我院针对上述4个主要岗位进展了职业岗位技术能力分析，构建了基于职业岗位能力培养的课程体系。?单片机技术及应用?作为该专业的一门专业根底课，可为后续课程?变电所运行与维护?、?变电所综合自动化技术?提供理论根底，培养学生具备发现和区分变电所二次系统故障的根底能力。

我院电气化铁道技术专业单片机教学在进展改革前采用的是传统教学方式，在教学实践过程中存在以下两方面的问题。

一方面，?单片机技术及应用?作为一门电类专业根底课，是一门理论联系实际非常严密的课程，传统的教学方式仅仅停留在教会学生掌握单片机应用系统的根本原理，使学生具有单片机应用系统的电路设计、编程和系统调试的能力，但忽略了课程本身在专业中的位置，学生能够熟练地焊接硬件、编写程序、制作单片机应用系统，却不能用所学知识解决自己专业中的实际问题，也不知道其与本专业之间的联系。因此，学生学习的积极性不高，甚至有抵触情绪，可以说，传统教学方式与学生所学专业脱节与别离较严重。

另一方面，单片机的传统教学方式多将课堂原理讲解与硬件仿真实验相结合，课堂教学多以理论为主，实践教学一般采用单片机实验箱进展验证。由于实验设备已经是做好的成品，学生在硬件方面只需要接线，在软件方面可以参照例程，或者直接下载配套程序，使得学生难以参与到细节设计中，学生的动手能力很难得到训练和提高。

综上所述，由于高职人才培养的特点，与其相适应的单片机教学必须跳出固有模式的老框框，从学生的实际情况出发，为适应职业教育的特点，重新创立新的课程体系。我院电气化铁道技术专业在单片机课程教学中，根据专业技术领域和职业岗位对单片机课程的要求，对课程体系与教学内容进展了改革，制定了新的课程标准，融“教学做〞于一体，将理论与实训融合于假设干个工程中，在实训室集中完成教学，强化了学生职业能力培养，提高了整体教学质量。

课程改革思路

本课程的改革思路和方法是，先对电气化专业人才培养现状进展分析，研究在专业生产过程中学生必须掌握的职业技能，然后，明确单片机课程在专业教学中所处的位置，进而研究专业技能教学环节的设置，从学生工作岗位中抽取典型工作任务进展分解，最终得到与专业相适应的教学内容。

本课程教学改革的理念是以学生为中心、以能力为本位、“教学做〞相结合。教师是导演、教练，学生是主角。学生对自己的学习负责，要主动规划自己的学习活动，学院和教师为学生提供足够的学习资源和引导。要实现教师观念和学生观念的转变，教师不再对学生的学习大包大揽，而是注重对学生创新思维、学习方法、学习能力的培养；学生要增强学习的主动性、责任感、创造性。我们将以工程为导向的职业教育课程开发模式及其理论应用于单片机课程的改革上，在内容上既注重根底知识，又偏重于实用性，通过有目的、有针对性的强化，在学习领域中建立刺激与反响的联系，塑造学生良好的认知构造，培养学生成为复合型人才，尽力满足后续课程对单片机的要求，突出对学生专业能力的培养。

本课程改革将单片机原理、protel电子电路设计、汇编语言、c语言等知识融合在一起，在知识、能力和素质三维空间中，建构融教与学、课内与课外、理论教学与实践教学于一体的培养方案。结合单片机技术在配电自动化和变电站自动化系统中的应用，在我院电气化铁道技术专业中进展了课程改革实践。在教学中教师强调“学中做，做中学〞，让学生研究现场的实际问题，体验真实的工作情境，执行完整的作业流程，培养职业技能强，综合素质高，具有可持续开展能力和创新思维的电气化铁道技术专业高技能型人才。

课程标准及教学内容

课程标准是一门课程的命脉，编制课程标准应在突出实用性的根底上兼顾体系的完备，贯彻“必需，够用，管用〞的原则，务求熟练，能灵活应用。既要注重根底知识，又要注重实用性；既要尽力满足后续课程对单片机课程的要求，增添新技术对单片机的要求，又要少而精，重点突出。

在教学内容选取时，应以职业能力培养为主线，立足变电所值班员技术岗位。以分析工作任务中学生需要掌握的根本单片机技能为根底，课程内容来自工作任务模块的转换，从而建立以工作系统为根底的课程内容体系，课程内容以具体化的工作工程为载体，每一个工程都包括理论知识、实践知识、且应建立相对完整的系统。我们结合专业选取变电所综合自动化继电保护等智能监控岗位〔群〕，通过对这些岗位的分析，将单片机的理论知识与变电所综合自动化中的单片机应用技术结合起来，对?单片机技术及应用?课程进展了教学内容的整合，以常见的过电压保护为例，围绕熟悉电信号采集、模数转换、继电器控制的整体构造、掌握信息的处理与转换原理、信息的传递、参数超限报警、单片机对接收信息的处理等知识与技能，开发出了8个学习任务，如表1所示。

在教学内容的设计上，根据学生掌握根本理论知识的根底，强化实际技能和综合能力的培养；在教学内容的组织上，将培养目标分解到每个教学模块单元，确定每个教学模块单元所承当的功能及应培养的知识和能力，前面工程是后面工程的根底，后面工程是前面工程的扩展；将综合制作工程分解为独立子工程，再将完成的子工程集成为综合工程。例如，工程6：数字电压表，就分别由工程1〔最小系统〕、工程3〔数码显示〕及本工程〔模数转换〕综合而成。

在教学过程中，考虑到内容抽象性强，学生短时间内进入状态难，对于教学难点“单片机中断〞内容的学习，可采用同一任务以多种方法实现，进展反复比拟，加深学生的认识。例如，“数字钟〞的工程用了三种不同的方法实现，在工程3中采用软件延时的方法，使用了调用软件延时函数方法的时钟系统；在工程4中采用外部中断方式，使用了以外部振荡源为基准的时钟系统；在工程5中采用内部中断方式，使用了以内部计数、定时器为基准的时钟系统。同时，让学生分析三种方法的优劣：工程3使用软件延时，时钟是不准确的，因为一旦系统中使用了中断，就可能打断延时程序的执行，使延时时间发生变化，另外使用软件延时的方法也会降低mcu的效率；工程4采用外部中断方式，系统时钟的基准信号来自外部的标准方波信号源，这样确定时间比采用软件延时方式要准确得多，但由于采用外部标准方波信号源，会增加系统的本钱；工程5采用系统本身的时钟信号，实际上是更加方便和简单的方式。

课程实施一体化主要表达在各个教学模块之间相互重复与知识的穿插，可以进展优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接。在内容上充分考虑专业的特殊性，在结合专业实际工作的过程中突出弱电控制强电的工程内容，可为学生学习后续的变电所及变电所综合自动化等课程奠定坚实的根底。

课程改革教学效果

单片机课程现已在我院电气化专业进展了改革试点，采用“教学做〞一体化的教学方法在单片机实训室完成教学任务，到达了教学方案中的预期目标。在学习之后，学生普遍感到不仅实际动手能力得到了前所未有的提高，绝大多数学生都熟练掌握了单片机技能，更重要的是通过具体的实践，进一步激发了学生对专业知识的兴趣，并能够做到理论与实践相结合，为后续课程的学习和日后自身的就业及开展奠定了扎实的根底。实施理论与实践教学一体化以来，教学质量有了很大的提高。

一是学生学习兴趣浓，学习热情高涨，学习效果有保证，且有可持续性。课程内容都来自学生身边的生活、生产。学生对教学课题感兴趣，认识到所学的东西有用，能解决现实问题，学习热情自然会高涨起来。兴趣是最好的教师，只要能调动学生的兴趣，学习效果就有保证。更加可喜的是培养了一些因为喜欢而愿意继续学习的学生。学习完毕后，有些学生开场自己买组件，开展一些自己感兴趣的小制作，遇到问题会主动找教师指导。同时，学校组织局部优秀学生参加了全国、省级电子大赛，使课程教育与素质教育有机地结合起来。

二是逐步培养了学生的职业技能。课题实例来自生产、生活，学生的学习过程就是在教师的指导下完成实际工作的过程，通过多个实例的学习、实践与积累，学生逐渐提高了解决实际问题的能力，掌握了职业岗位技能。

三是有助于培养“双师型〞教师队伍。以前，我院的理论课和实训课根本上分别由理论课和实习课教师分开讲授，实施一体化模块教学后，迫使学校必须按要求、有方案地严格组织师资培养，完成培训目标后，才能将“双师型〞理论课教师与实习课教师混合编排，以协同合作的方式授课，促使教师有目的地开展教学研究和交流,将我院师资的整体教学水平向真正的“双师型〞转变，以形成师资队伍建立良性循环的局面。

参考文献：

[1]曹华，