創新創業與專業課程融合效果

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摘要：目前，我國已進入創新創業教育4.0時代，創新創業與專業課程教育的融合已成為必然趨勢。以單片機原理及應用課程為例，通過梳理課程內容、優化教學活動、創新課程體系三個方面的分析，詳細闡述了創新創業與專業課程教育深度融合的設計方法，有效提高學生的創新創業能力，實現創新創業教育與專業教育的深度融合。

關鍵詞：創新創業；專業課程；教學設計；深度融合；單片機

《單片機原理及應用》是機械電子工程、電氣自動化等專業學生必須掌握的知識和技能，在學生未來的工作和進一步深造中擁有舉足輕重的地位。但目前高等教育機構多采用傳統的教學方法[1]，多以課堂講述和實踐訓練進行課程教學，學生的學習積極性不高，主觀能動性較差，不能很好地開闊學生視野，不利于提高學生的創新創業能力。因此，如何在單片機課程改革中讓學生既能很好地達到知識學習目標，又能提高學生的創新創業能力，成了一個亟待解決的問題?！秵纹瑱C原理及應用》課程建設基于創新創業與專業課程融合的教學理念，重新梳理課程內容，融入創新創業知識，優化課程教學活動，創新課程體系，構建了一套完整的專創融合之路。在學生熟練掌握單片機基本應用的前提下，進一步培養學生創造性思維，激發學生創業靈感，達到創新創業教育與專業課程教育的有效融合。

1創新創業與專業課程教育深度融合的方法

目前，許多高等教育機構都在探索如何實現創新創業與專業課程教育深度融合的方法，旨在建立一個具有特色的專創融合之路[2]。本文以《單片機原理及應用》課程為例，從單片機的課程內容，教學活動和教學過程三個方面進行分析，探索出了創新創業與專業課程的融合之路。

1.1梳理課程內容，融入創新創業

基于OBE教學理念組織教師團隊趕赴相關企業考察，了解企業對單片機人才的需求，與企業工程師共同梳理課程內容，深度挖掘單片機課程中有關創新創業的知識，共同探討課程教學方案，結合課程特點重新制定課程教學目標。聘請行業內創新創業類專家開展座談會議，與專家共同探討如何培養學生創新精神、強化學生創業意識和提高學生創新創業能力，并制定一系列可以激發學生開放性思維的課堂活動。組織教師團隊開展教學會議，梳理單片機課程知識，分析企業工程師和創新創業專家意見和建議，在教學設計時著重訓練符合創新創業的知識點，設計創新創業活動（分享個人創新創業經歷等），激勵學生創業熱情。

1.2優化教學活動，激發創新創業意識

充分利用討論式、項目案例驅動式和線上線下混合式的教學方法，以學生為中心開展教學活動[3]。1.2.1開展創新創業課堂討論在課堂上提出自動化行業亟需解決的問題（自動化產品安全問題、美國芯片封鎖問題等），組織學生分組討論，并開展辯論大賽，得出可實施性解決方案。1.2.2開展創新創業線上教學活動建立網絡課堂資源庫，在線上課堂人臉識別技術、智能語音識別技術以及物聯網應用技術等單片機先進科學知識，開闊學生視野，為學生未來的發展奠定堅實的基礎；“吸盤式高樓窗戶清潔裝置”“大卡車盲區識別系統”“智能數控劃線機控制系統”等單片機創新創業項目案例視頻，并組織學生討論，引導學生思考，激發學生創新創業意識。1.2.3開展創新創業項目訓練挑選創新創業項目（DIY智能語音小車控制系統）貫穿整個課外教學過程，使學生在教師的帶領下可以順利完成創新創業項目。創新創業項目實施流程如圖1所示。首先，帶領學生熟悉DIY智能語音小車的控制對象并制定具體控制方案。然后，要求學生統計單片機控制系統所需的輸入/輸出口數量。之后，根據統計結果和控制方案，選擇合適的單片機、電動機和傳感器等器件。接下來，要求學生分配單片機輸入/輸出口的具體功能。其后，指導學生搭建DIY智能語音小車控制電路，再要求學生編寫并完成智能小車的控制程序，最后，完成DIY智能語音小車實物制作[4]。最終評選出優秀項目小組，給予一定的獎勵。

1.3創新教學過程，實現深度融合

通過“上課→擴展學習→實踐練習→學科競賽→創新創業大賽→創辦企業”實現創新創業與專業課程的深度融合，使學生經歷多個階段的學習，最大程度強化所學專業知識，進一步提高學生創新創業能力。在第一階段，學生在教師指導下通過課堂學習熟練掌握專業知識和工作技能。在第二階段，學生通過網絡課堂進一步開拓自我視野，掌握更深層次的單片機知識和應用技能。在第三階段，學生需要在校內實訓基地完成綜合訓練，從而使學生的理論知識與實踐技能得到提高。在第四階段，組織學生參加大學生課外學術競賽，從而使學生所學知識與技能的運用能力得到進一步提高。在第五階段，組織優秀學生參加創新創業大賽，讓學生認識到創新是引領發展的第一生產力，進一步培養學生創新意識，提高自主創新能力。在第六階段，鼓勵學生創辦與學科相關的企業，引導學生走上創新創業的道路，使學生通過所學知識引領世界潮流，為中華民族的科技發展而努力奮斗。圖2為創新創業與專業課程深度融合實施流程，下面以定時/計數器為案例闡述實現創新創業與專業課程深度融合實施的具體方法。圖2創新創業與專業課程深度融合實施流程1.3.1篩選課程內容，講解課程知識在完成大綱要求教學工作的前提下，篩選出課程內容中關于創新創業的知識點，并對創新創業知識點進行著重訓練。知識點的選取既要符合課程教學的要求，又要滿足學生在未來創新創業中的需求。定時/計數器是單片機課程中必須熟練掌握的重要知識，也是課程考核的重中之重。定時/計數器功能在日常生活中應用非常廣泛，而且在“電阻焊機的保壓時間”“機器人的姿態控制”以及“消除瞬時干擾”等應用場合也非常重要，很適合作為一個專創融合的知識點。篩選出專創融合知識點后，通過線下課堂講解定時/計數器的工作原理、TCON和TMOD兩個控制寄存器的基本知識，并使用Keil編程軟件和Proteus仿真軟件講解定時/計數器的編程方法，完成課堂教學內容。1.3.2擴展學習課程內容完成課堂教學內容后，進一步開發定時/計數器符合創新創業的知識，延伸出“基于PWM的舵機角度控制”。舵機角度控制在遙控汽車和遙控飛機等領域起著至關重要的作用，其通過不斷調節PWM的占空比，從而實現舵機角度的連續變化。要求學生在線上課堂學習PWM的基本原理及應用，線上作業，要求學生完成舵機角度控制的程序編寫和線上仿真。學生在學習舵機角度控制的過程中可以進一步開闊視野，更深層次的掌握單片機知識和技能。1.3.3練習機器人姿態控制通過機器人多個關節協調運動可以實現機器人不同的姿態變化，而機器人每個關節的運動都是通過控制舵機角度的不斷變化實現的。因此，機器人姿態控制是舵機的一個典型應用。練習機器人姿態控制可以鍛煉學生動手能力，深化課堂所學知識，達到學以致用的教學效果。具體實施步驟如下：首先，教師在實訓中心講解機器人姿態控制的理論知識，復習PWM脈寬調制波的內容。然后，教師通過現場演示機器人姿態控制，讓學生對機器人姿態控制有一定的感性認識。之后，學生自由組合為三人一組，完成機器人姿態控制的練習，觀察學生在遇到有代表性的問題時，學生可以暫時中止練習，聽教師對相關問題講解。當學生全部完成練習后，組織學生提出練習過程中遇到的問題，由學生自主討論如何解決，遇到學生無法自主解決的問題時，再由教師進行講解。1.3.4帶領學生參加學科競賽在上述教學過程中學生已經掌握單片機課程知識，并具備了較好的動手能力。然后，由教師機器人比賽項目，學生獨立完成機器人控制方案的制定、控制電路的搭建、控制程序的編寫以及機器人實物的制作。之后，由教師帶領學生參加“中國工程機器人大賽暨國際公開賽（見圖3）”“中國服務機器人大賽”等單片機控制類學科競賽。通過參加機器人大賽使學生擁有扎實的理論知識和過硬的技能運用能力。1.3.5帶領學生參加創新創業大賽在學生能夠熟練運用課堂所學知識，擁有過硬的動手能力，并可以自主完成單片機項目時，教師團隊帶領學生參加“互聯網+”“ICAN”和“玉洛匯”等創新創業大賽，學生在教師的指導下完成市場調研、創新創業項目申報、創新創業項目規劃和創新創業項目現場匯報等內容。讓學生提前面對未來可能遇到的問題和挑戰，提高學生創新創業能力[5]。學生參加“互聯網+”大學生創新創業大賽獲獎證書見圖4。1.3.6指導學生創辦企業向學生展示歷屆學長創辦的企業，例如：神州機器人有限公司等，激發學生創業熱情，對有意愿的學生進行創業指導，提供公司選址、公司注冊以及資金等方面的幫助，引導學生走上創業道路。

2創新創業與專業課程融合之路在單片機課程中的教學效果

洛陽理工學院的《單片機原理及應用》課程從2018年開始采用專創融合的教學模式，以2018級、2019級和2020級機械電子工程和機械制造及其自動化專業15個班級450名學生為例，分析專創融合課程教學設計方法在單片機課程中的教學效果。單片機課堂采用專創融合教學設計方法的三年內，學生對單片機的學習積極性增強，對理論知識的掌握更加牢靠，創新創業能力大幅提升。近三年，學生參加“中國工程機器人大賽”“中國服務機器人大賽”及“挑戰杯”等學科競賽，獲得省級以上獎項44項；參加“互聯網+”“I-CAN”和“創青春”等創新創業類大賽，獲得省級以上獎項32項，還有一個學生團隊獲得洛陽市“玉洛匯”項目10萬元創新創業經費支持。近幾年，學生已在洛陽理工學院大學科技園創辦公司5家，其中2家已實現盈利。

3結語

本文以洛陽理工學院《單片機原理及應用》課程為例，探索出了專創融合課程的教學設計方法。任課教師與企業專家共同梳理課程內容，篩選出符合創新創業的知識點，融入課程教學，并著重訓練符合創新創業的知識點；優化了課堂教學活動，開展創新創業課堂討論和線上教學活動，并開展創新創業項目訓練，以此激發學生創新意識，強化學生創新創業能力；并創新教學過程，實現“上課→擴展學習→實踐練習→學科競賽→創新創業大賽→創辦企業”的專創融合教學體系。專創融合課程教學設計方法的應用使學生既擁有過硬的理論知識和技能運用能力，又大大提高了學生的創新創業能力。

參考文獻

[1]孫磊,胡程皓,胡銥,等.單片機課程專創融合實踐研究[J].河北農機,2018(10):48.

[2]顏魯新,李明澈,李帥兵,等.《光伏發電技術應用與創新創業》專創融合課程建設思考[J].產業與科技論壇,2020(19)22:134-135.

[3]肖景陽.專創融合背景下云計算機專業課程建設研究[J].河北能源職業技術學院學報,2020,20(2):92-93.

[4]楊海軍,榮,黨保華,等.一種基于流程訓練的實踐教學方法[J].教育現代化,2020,7(41):183-185.

[5]趙志紅.專創融合課程教學設計與實踐研究[J].北京宣武紅旗業余大學學報,2020(Z1):60-64.

作者：楊海軍 趙世星 單位：洛陽理工學院