电子信息类专业实践课程教学体系改革研究

电子信息类专业人才培养的核心是实现理论知识向工程能力转化，其实践教学是连接课堂理论与产业应用的关键纽带，决定着学生的工程素养、动手能力与岗位适配度 [1]。单片机课程设计是学生首次将软件、硬件知识深度融合，完成微型电子系统从概念到实物全过程的“启蒙式”工程实践课程，这门课程的成功与否，决定了学生是成为只会纸上谈兵的理论家，还是初步具备动手实干能力的准工程师[2]。然而国内多数高校中该课程存在设计内容单一、脱离产业、教学手段固化等问题，学生仅掌握基础代码编写与简单硬件连接，缺乏系统设计思维、问题解决能力及企业工程规范意识，既难衔接后续嵌入式实训，也难满足企业岗位需求 [3]。因此，亟需构建体系化实践教学方案，助力学生实现从基础技能到综合工程能力的提升。

一、锚定“岗位需求”，构建分层目标体系

打破“单一功能达标”的传统目标定位，以企业岗位技能为导向进行反向设计，将目标逐层分解为“基础操作 -- 系统设计 -- 创新应用”，构建技能培养与岗位匹配的闭环。基础层以单片机开发助理岗位为目标，要求学生掌握单片机主控硬件结构、嵌入式 C 语言编程基础和基本的调试技能；进阶层对标智能硬件开发工程师岗位技能要求，培养学生完成功能需求调研分析、确定开发方案、各模块能实现及工程文档编写的完整过程；创新层对接嵌入式开发工程师岗位要求，引导学生将单片机进行集成，进行 BLE/Wi-Fi/ 超低功耗等相关技术的设计与应用，具备系统优化与创新设计能力。

二、遵循“分层递进”，重构实训内容体系

摒弃脱钩产业的单一验证性实验，将单片机课程设计融入智能家居、工业控制等具体场景，按目标体系要求构建“基础模块 -- 进阶模块 -- 创新模块”的递进式模块化课程体系。基础模块包含熟悉开发环境、学习 IO 控制以及 C 语言编程知识等内容，该层次重点是动手实践和调通程序，让学生掌握单片机的硬件结构及编程技能。进阶模块是带学生做模块化小项目，训练学生对单片机核心资源（如定时器、中断、ADC/DAC）及典型外设（如 LCD、串口、各类传感器）的综合应用能力。创新模块对标企业真实案例，设计综合性项目，模拟真实产品实际开发全流程，旨在系统性地培养学生的工程实践、系统思维与创新能力。

三、聚焦“学生主体”，构建多维方法体系

方法体系是实践教学的载体，直接影响着内容体系和教学目标的实现，针对单片机课程设计实践性、工程性强的特点，应采用多样化、以学生为主体的方法体系。

（1）项目驱动教学：全课程以若干个完整项目的开展为主线，将课程设计拆解为需求分析、方案设计、硬件开发、软件开发、调试、交付六个阶段，把需要掌握的知识、技能潜移默化地融入项目操作各环节之中，每个环节设置对应的挑战性问题，教师仅提供思路引导而非答案。促使学生在做项目中主动学习知识，由原来“被动接受”变成主动探究，进而充分认识知识间的内在联系与应用方法，培养问题解决能力。

（2）“以赛促学”模式：将电子类学科竞赛的相关要求、规范以及竞赛试题有机融入教学，组织本门课程内部竞赛，在竞赛环境中激发出学生的参与度和内驱力，培养学生团队合作能力、面对困境的承受能力以及将问题转化解决的能力。并且可以让优秀课程设计作品直接转化成竞赛作品，形成教学与竞赛双向赋能、协同共进的良性循环。

（3）校企协同教学：联合本地智能硬件企业共建实践教学基地，将企业的真实需求融入课程设计，作为课程优化的核心驱动力。邀请企业工程师以讲座形式向学生系统讲解单片机开发的行业规范、实际项目案例以及开发过程中常见问题的排查与解决策略，助力学生直观理解产业真实运作流程。由企业工程师与校内老师协同组成“双导师”指导团队，共同参与学生课程设计项目的全流程指导，切实推进产教深度融合，有效提升学生的实战应用能力。

四、强化“全方位保障”，夯实体系实施根基

为了让实践教学以高质量标准推进，从内在要求而言，需构建一套涵盖师资、教学资源及管理的全方位保障体系，为教学开展提供坚实支撑。其核心是打造一支既精通专业理论又掌握工程技术的“双师型”教师队伍，学校应制度化选拔教师到企业挂职锻炼，强化其工程技术能力反哺教学。同时通过校企合作共建联合实验室的形式，把企业中的工程案例经过教学化处理转化成教学内容，并聘请企业工程师作为兼职指导教师参与课程设计教学。此外应建立起科学的过程化管理与多元化考核制度，要求学生在项目开展过程中随时撰写设计日志、调试记录，定期进行检查指导。考核也不再是单凭一次考试定结果，而是综合考虑项目过程中的表现、项目成效、设计报告、答辩情况等多种维度，突出对工程实践能力的评价，形成以实践能力为核心的综合成绩评定体系。

单片机课程设计是电子信息类专业软硬结合的基础实践课程，教学质量影响着学生之后工程能力的培养。以单片机课程设计为例，探讨完善电子信息类专业实践教学体系，不仅能解决当前内容陈旧、方法固化、能力培养不足等问题，还能为之后的嵌入式开发、物联网应用等更高级别的实践课程打好基础。未来更需持续深化产教融合，紧跟技术前沿，实现个性化教学，使单片机课程设计真正变成培养工程素养，对接产业需求的孵化器，为我国电子信息产业输送既懂理论又擅实践且能创新的高水平技术人才。

参考文献：

[1] 王连明 ， 陈菊芳 ， 黄继鹏 ， 等 . 电子信息类专业实验课程体系改革与实践[J]. 实验室研究与探索 ，2018，37（3）：3.

[2] 兰国强 ， 孔德贵 ， 柴志军 . 基于大学生电子设计竞赛驱动的新工科单片机实践教学改革探究 [J]. 黑龙江教育（理论与实践），2024（11）：84-86.

[3] 倪振文 ， 王俊年 ， 刘昆山 . 电子信息类专业实践教学体系改革的研究 [J].实验室研究与探索 ，2004，023（002）：52-55.

作者简介：刘雄杰（ 1994- ），女，汉族，湖南娄底，硕士研究生，助教，作者单位：，研究方向：电子信息技术、人工智能等。

基金项目：教育部供需对接就业育人项目第三期“应用型本科院校电子信息类专业就业实习基地建设探索”（项目编号：2023122731393）。2023 年教学改革项目“新工科背景下单片机原理与应用课程教学改革与实践”序号 28 。