应用型本科院校理实一体化教学实践探索

摘  要：单片机原理与应用是应用型本科院校电子类专业开设的一门重要课程。课程内容兼具理论知识丰富和实践性应用性强的特点，对教师设计好、组织好、完成好课程的教育教学工作提出很大挑战。区别于传统的教学模式，理实一体化教学模式在教学环境、师资队伍、课程教材、考核方式和教学实施等多个环节强调“教”“做”“学”“用”有机结合，能够实现学生理论知识学习和实践操作同步提升。实践表明采用理实一体化教学模式，将单片机原理与应用课程的理论教学和实践教学有机地融合在一起，既提高学生的理论知识水平，又增强学生的实践能力水平，对培养应用型人才具有重要的意义。

关键词：应用型本科；单片机原理与应用；理实一体化；教学模式；应用型人才

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）S1-0132-04

Abstract： Principles and Applications of Microcontrollers is an important course in electronics in applied undergraduate institutions. The course requires a high level of understanding and practice of theoretical knowledge， which poses a great challenge for teachers to design， organize and complete the teaching work of the course well. Different from the traditional teaching mode， the integrated teaching mode of theory and practice focuses on the organic combination of "teaching， doing， learning and using" in the teaching environment， teaching staff， course materials， assessment methods and teaching implementation， which can achieve simultaneous improvement of students' theoretical knowledge and practical operation. Practice shows that the adoption of the integrated teaching mode of theory and practice， the organic integration of theoretical teaching and practical teaching of the course Principles and Applications of Microcontrollers， not only improves the students' theoretical knowledge， but also enhances the level of students' practical ability， which is of great significance to the cultivation of application-oriented talents.

Keywords： applied colleges and universities; Principles and Applications of Microcontrollers; integrated theory and practice; teaching mode; applied talents

随着我国经济步入新发展阶段，经济的发展和社会的建设亟需越来越多的具有创新创造意识、能够进行生产操作的应用型人才。应用型本科院校作为应用型人才培养的主阵地[1]，理应紧跟时代步伐，积极主动响应国家发展需求推动教学模式改革。理实一体化教学模式将理论与实践紧密结合在一起，是非常适合培养应用型人才的教学模式[2]。理实一体化教学模式充分发挥学生在教学过程中的主体地位，聚焦专业人才培养目标和课程教学大纲来设定教学任务、进行教学过程设计。在教学过程中强调理论和实践的有机融合。教师作为教学过程的引导者，将理论知识学习有机渗透到实践操作培训中，给予学生在实践中充分应用理论知识的机会。理实一体化教学模式既锻炼了学生的实际动手能力，又提高了学生运用理论知识分析问题和解决问题的能力，提升教学水平和人才培养质量，提高大学生就业竞争力[3]。

一  理实一体化教学模式的特点

理实一体化教学模式就是理论教学和实践教学融合为一体，以学生为课程教学主体，引导和激励学生主动获取知识，提高能力与素养，培养能适应社会发展的高层次应用型人才。理实一体化教学模式从应用型本科人才培养角度优化课程教学环节，提高课程教学质量，提高学生独立思考能力，锻炼学生的动手能力，将学生培养成为符合社会需要的应用型人才[2]。

在理实一体化教学过程中，学生通过对理论知识点独立思考，与同学共同协作对知识点进行深入探究学习来激发创新意识和学习热情。学生是教学过程的主体[4]，教师是教学过程的引路人。教学实施过程是教师与学生之间相互配合的过程，教师授课不只是对知识的传授，还要及时了解学生对所学知识的反馈，同时也是对学生思想、情感、态度和能力的构建过程。理实一体化教学模式体现在教学过程中教师与学生一体化、理论与实践一体化、知识传授和能力培养一体化。

二  单片机原理与应用课程教学存在的问题

应用型本科院校把具有宽厚的专业理论基础和较强的动手实操能力作为应用型本科人才培养目标，把学生培养成实践动手能力强、专业理论素质高的应用型人才。单片机原理与应用作为应用型本科院校电子类专业开设的一门重要课程，由于受教学设施设备、教学环境、教学方法等因素的影响，致使课程教学中存在的一些问题，不利于理实一体化教学和应用型人才培养目标实施，需要改进和提高[5]。

（一）  重理论轻实践，理论和实践相互脱节

单片机原理与应用课程的高效学习离不开单片机的实践教学，学生首先必须具有足够的理论知识基础才能进行实践教学，从而使单片机理论知识成为了教师的授课重点，教学过程偏向理论，理论教学学时比较多，实践教学学时比较少，重理论轻实践，结果是学生的理论知识基础比较扎实，实践能力不尽如人意，学生学到的理论知识不能充分应用到课程实践中，知其然而不知其所以然，学生的创新能力和独立思考能力受到了极大的限制。

单片机原理与应用课程的理论教学与实践教学是分开进行的。首先是课程的上课地点是分开的，理论教学在学校的教室上课，实践教学在实验室或实训室上课；理论教学由一位教师讲授，实践教学由另外一位教师指导，两位教师对课程教学进行沟通和交流时需要专门约定时间、地点，实施起来不太方便。其次是在课程的教学环节上也是分开的，在学生理论知识达到一定水平后，教师才布置学生实践项目，开始实践教学；理论教学相对集中，实践教学单独进行，先理论后实践的教学过程，客观上导致了理论教学进度与实验教学进度不一致，使理论和实践相互脱节，达不到良好的教学效果。

（二）  学生参与理论教学环节较少

在单片机原理与应用课程的理论教学课堂上，教师主要以讲授理论知识为主，学生在课堂上被动地听讲接受知识。教师为了完成教学计划安排的本节课的授课内容，让学生参与课堂教学的机会较少，教师与学生之间缺乏良好的交流和沟通，更谈不上培养学生的创新发散思维和自主学习能力，学生的学习兴趣和积极性很低。

（三）  学生实践动手能力得不到合理锻炼

单片机原理与应用课程通过实践教学可以激发学生学习热情，提高学生动手能力和创新能力，让学生感受动手实践所带来的获得感。但是，由于学生人数多，实训设备配备少，很难做到一人一组，一般情况安排2～5人为一个实验小组。在实验课上动手实践的只是少数学生，其他学生得不到很好的动手实践。并且设备多为集成一体化平台，更新换代周期较长，实践项目多以验证性为主，机械重复操作，毫无创新性和创造性。这导致学生感觉实践环节枯燥，学生的实践动手能力达不到有效的锻炼。

（四）  课程考核方式简单

单片机原理与应用课程考核常常将理论考核与实践考核相互分割开进行考核。理论考核的内容偏向于抽象理论知识记忆和相关计算，缺乏实际应用的内容，没有体现理论知识对实践的指导作用；实践考核主要是纯粹的实验考试，没有体现在实践中学习理论知识的内容，很多学生即使不理解实验原理也能“依样画葫芦”完成操作，实践性较差。没有将理论考核与实践考核融合在一起进行考核，达不到应有的考核效果。

三  单片机原理与应用理实一体化教学的实践探索

单片机原理与应用是应用型本科院校电子类专业的核心课程，对理论与实践紧密结合要求比较迫切，非常适合将理论教学和实践教学有机地融合为一体开展教学[6]。针对单片机原理与应用教学中存在的问题，采用理实一体化教学模式对课程教学进行了多方面深入的探索与实践。

（一）  理实一体化教学环境的建设

单片机原理与应用课程的理实一体化教学应该在既具有理论教学功能，还具有实践实训功能的教学环境中进行，为理论与实践融合在一起提供教学环境支撑。同时还要融入相关行业企业文化，营造企业化的工作氛围，使学生能够具有适应相关企业行业工作环境的职业氛围和职业岗位的能力。理实一体化教学环境中理论教学所需要的多媒体教学设施主要包括电脑、投影仪、大屏幕等多媒体设备，以便于利用多媒体技术形象直观地进行理论知识讲解和实践操作演示。实践教学所需的教学设备根据课程实践教学项目的需要配备实践实训设备，使学生能够很好地进行专业的实践实训，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。还应该配备专业的工作台和资料柜，方便学生为实践实训做好准备工作和实践实训完成后的总结工作。还要在墙上张贴安全操作规范、安全操作流程和相关的行业企业文化内容，把理实一体化教学环境建成与企业实际生产车间一致的生产环境，为企业培养更多优秀的单片机应用技术人才，满足理实一体化教学的要求。

（二）  理实一体化教学师资队伍建设

单片机原理与应用采用理实一体化教学模式开展教学工作，需要建立一支“双师型”的教师队伍，教师必须具备较高的理论教学能力、实践教学能力及理论与实践结合的能力。为建立适应理实一体化教学要求的“双师型”师资队伍，要求学校建立健全“双师型”教师奖励制度。积极开展校内的理实一体化教学教研活动，积极组织教师参加校外的理实一体化教学研讨会议，通过学校的教师之间及与外校的教师之间的沟通交流学习，使教师树立正确的理实一体化的教学理念，积极主动参加理实一体化教学实践工作；积极组织和鼓励教师到校内实训基地进行理论与实践结合能力的培训，既要提升教师的实践技能，又要丰富教师的理论知识；定期组织教师到校企合作企业真正参与到实际生产过程，不仅要提升教师的实践能力水平，还要使教师掌握先进的生产技术，并运用到课程的实践教学中。可以聘请校企合作企业中高水平的技术人员到学校任职或进行实践教学指导，提高教师的实践教学能力和水平，保证学校人才培养的质量。

（三）  理实一体化课程教材的编写