劉雪雪

摘要：“兩化融合”整體處于由覆蓋滲透向集成整合加速過渡發(fā)展狀態(tài)，在“兩化融合”環(huán)境中的職業(yè)崗位內涵也發(fā)生了質的變化。職業(yè)學校有些課程需要重構。重構單片機課程框架要在人類認識規(guī)律主線上進行。框架分單片機基礎技術和單片機應用技術兩個層次，各以項目及情境作為教學形式，完成基礎知識的認知、基本技能的初步培訓，實現知識深化技能強化。

關鍵詞：“兩化融合”；單片機課程框架；重構

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-C-（2014）03-0043-04

一、“兩化融合”現狀簡述

（一）“兩化融合”的基本概念

“兩化融合”簡單地說就是信息化與工業(yè)化融合（以下簡稱“兩化融合”），主要分為技術融合、產品融合、業(yè)務融合、產業(yè)衍生四個方面。[1]

技術融合是指工業(yè)技術與信息技術的融合，產生新的技術，推動技術創(chuàng)新。如工業(yè)生產和計算機控制技術融合產生的工業(yè)控制技術。

產品融合是指信息技術融合到產品中，增加產品的技術含量，提高產品的附加值。如傳感器制造技術和嵌入式控制技術融合產生新型傳感器，普通變電設備增加嵌入式控制系統之后就變成了智能變電設備，產品價格比原來有大幅提高。

業(yè)務融合是指信息技術應用到人力資源管理、財務管理、原材料采購、產品研發(fā)設計、生產制造、市場營銷等各個環(huán)節(jié)，促進業(yè)務創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。如生產現場的專用設備可以對從原材料上線到成品入庫的生產過程進行實時數據采集、控制和監(jiān)控。

產業(yè)衍生是指信息化與工業(yè)化融合催生出新的產業(yè)。如電子信息產業(yè)以及新型服務業(yè)，如信息化與工業(yè)化融合下產生的物聯網軟件服務業(yè)等，產生了大量市場需求，可以有效推動這些產業(yè)的發(fā)展壯大。

（二）“兩化融合”現狀與發(fā)展

目前，“兩化融合”整體處于由覆蓋滲透向集成整合加速過渡發(fā)展狀態(tài)。隨著技術的不斷發(fā)展與應用范圍的不斷擴大，國外自動化行業(yè)巨頭紛紛進入中國市場，各行各業(yè)各區(qū)域“兩化融合”發(fā)展不均衡。外資企業(yè)進入我國市場，帶來了最新的工業(yè)自動化與信息化產品、技術及全方位的解決方案，促進人們對自動化與信息化融合有了清晰的理解。行業(yè)企業(yè)也在自動化與信息化領域逐步推出各種智能化的產品或系統，促使“兩化融合”的裝備及技術具備一定基礎，正向兩化深度和廣度融合推進。

就工業(yè)生產業(yè)務的“兩化融合”來看，“85%以上的行業(yè)企業(yè)應用計算機輔助工藝設計、車間物料管理、車間設備管理等業(yè)務系統[2]，”在個性化業(yè)務上也有了人們期望的發(fā)展。面向用戶的產品全程追溯的需求日益強烈，成為兩化融合發(fā)展的重要方向。

目前，信息化與研發(fā)設計融合已經成為提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力的重要手段。產品中“嵌入”了信息技術，使產品提高了兩化融合的附加值，促進了產品升級和更新換代。信息技術融入研發(fā)設計的各個環(huán)節(jié)，縮短了研發(fā)設計周期，降低了研發(fā)設計成本。部分機械制造企業(yè)已經實現了產品設計、工藝流程和ERP的集成應用。

（三）職校教育與“兩化融合”

智能工廠、智慧企業(yè)是一種新型生產與管理模式，需各種兩化知識技能層次的人員進行生產或管理?！皟苫诤稀杯h(huán)境中的職業(yè)崗位已摒棄了很多單一性的傳統職業(yè)崗位，由此崗位的內涵也已發(fā)生了質的變化。如機修工，不再是只修機械不修電氣，而是機械電氣都要修理，甚至信息化機電產品部件也要修理；操作工不再是單純撳撳按鈕、搬搬工件、對對刀具、裝裝夾具等等，而是要從計算機調出程序、核對程序、按規(guī)定要求通過計算機從刀庫里選取刀具、定位操作等信息步驟實現操作工藝流程。

就業(yè)崗位的變更，迫使就業(yè)人員在知識與技能方面適應智能生產和智慧管理的需求，否則就會“out”。

作為人力資源主要提供者——職業(yè)學校必須迅速作出應對。這不僅關乎經濟社會和人類社會的發(fā)展，也決定了職技類學校自身的生存與發(fā)展。眼前最敏感的兩個點：一是畢業(yè)生的就業(yè)渠道及持崗能力；二是生源的多少及優(yōu)劣。

職業(yè)院校面對“兩化融合”的大背景，要做大做強，既要有搶眼的近景，又有清晰的遠景。筆者認為，其焦點在課程上。每一門課與“兩化融合”一起考量，再做出對現有課程應有的定位，加以修正，使學校整體教育教學轉型，實行軟著陸。也就是要遵循大處著眼、小處著手的實事求是和科學發(fā)展的改革原則。筆者用單片機課程的重構教學框架為重點，意在使課程與“兩化融合”能夠有機結合。

二、重構單片機課程框架

（一）單片機課程發(fā)展歷史與現狀

職業(yè)學校單片機課程從20世紀90年代開設，當時使用匯編語言，用286無硬盤電腦做實驗，后來改用實驗箱，進行理論實驗教學；2005年，有的學校開始邊做單片機實訓板邊教學邊編程、調試，當時還是使用匯編語言；2008年，隨著嵌入式技術在企業(yè)的廣泛應用，好多學校開始改用C語言作為單片機應用技術課程的語言；現在，用學生做的實訓板邊教邊學邊調試，教學效果在逐步提高。由于理實一體化教學形式重點放在了單片機的應用上，雖然單片機基礎知識在教學中有體現，但因教學時間有限，知識與技能的鞏固率不盡如人意，所以，要重構單片機課程。

（二）單片機課程的地位與作用

信息化專家周宏仁形象地稱：“抓住了嵌入式系統（單片機屬于嵌入式系統中的一種類型）和工業(yè)軟件，也就抓住了信息化創(chuàng)新的‘牛鼻子。在許多產品或系統中，有或者沒有嵌入式系統就成為‘兩化融合有無的標志，甚至是兩化是否深度融合的標志”。[3]

當下“兩化融合”，主要在信息化一頭，因為“兩化融合”要達到生產自動化、產品智能化、管理精細化、產業(yè)先進化，即時和互聯的實效，依靠的是傳感器、微處理器和計算機，終端裝備。它們之間的協調互動，是要通過嵌入式系統和工業(yè)軟件，經過信息采集、信息處理和信息通信來完成的。當然，也離不開會操作這些系統的技術人才。

由于單片機有許多優(yōu)點，因此其應用領域之廣，幾乎到了無孔不入的地步，用一個實例來說明，可見一斑。筆者在社會調研中得知，“兩化融合”推進到了生產制造過程的各個環(huán)節(jié)，好多由手工和腦力工作的勞動已由單片機或微處理器控制的裝置來代替，機器人、PLC觸摸屏、數控機床、條碼采集器、傳感器、無線射頻識別等軟硬件的綜合智能化系統離不開單片機系統，操作、維修這些系統離不開懂單片機原理的技術人員。

顯而易見，職業(yè)學校的單片機應用課程，地位和作用重要，用教育領域或科技領域里的說法就是：單片機應用課程是某些學科間的交叉學科。如單片機控制電動機的例子涉及到單片機、電子、電機調速、PID控制、傳感器與檢測技術等。

（三）重構框架的理論依據

國家教育部在“十二五”規(guī)劃中把單片機課程明確地列入了專業(yè)基礎課，這充分表明了單片機課程是一切技術人員都必須具備的基礎知識與技能，是技術人員必具的素養(yǎng)。這也順應了“兩化融合”的需求，更是國家經濟轉型對工程技術人才的起碼要求，是國家邁向第三次工業(yè)革命的決心。職業(yè)學校必須認識到這一點，并以此作為教改的依據。

重構單片機課程框架，要在人類認識規(guī)律主線上進行。人的認知規(guī)律無非就是“由簡到繁，由易到難，由淺入深，由此及彼”十六個字。除了這條規(guī)律線，還要知道人的認知是按螺旋形逐漸推進的，知識需要反復地被認知，才能內化為潛意識。即所謂被牢牢地記住，并成為呼之欲出的理性工具。特別是離生活較遠的那些知識，即使傳授時注意了加強感性認識，一旦長時間脫離，這些知識不會在大腦皮層中刻下印痕。所以，必須重視知識的重復率和初始認知的可接受性。

單片機知識及技能是“兩化融合”環(huán)境中的橋板。因此，它具有廣泛的應用性，是工程技術人員和一線技術工人的一門實用學科。如千家萬戶家庭中的各種電表、水表、煤氣表內的單片機，通過各種網絡，和供電公司等與能源控制者保持著網絡實時聯系。因而，單片機應用課程是一門專業(yè)核心課程。

以上是重構單片機課程的理論依據，同時也是單片機課程重構的頂層設計思想。

（四）重構的單片機課程框架

單片機課程，是一個兩層建筑，下層是基礎課程，上層是應用課程。

基礎課程是針對各技術專業(yè)所有一線技術操作工、檢測工、維修工等崗位給予的單片機基礎知識和基本技能訓練內容。只要知道“兩化融合”中嵌入式系統基本原理，信號采集、調試基本技能，記錄（電腦軟件記錄與手工書面記錄）下采集的數據，做好數據的匯總。所以基礎課程應包括單片機應用系統結構與原理、類型、應用場合，簡單的I/O口控制、定時器與中斷、串行口的簡單使用與調試。還要求內容要廣泛和淺顯，通過項目來完成，深度和難度可以淺一點，把學習者帶入單片機領域。

上層涉及的知識點和技能點是重復出現的，但在深度和難度上與下層是有所區(qū)別的。因為，兩者所要達到的教學目的和水平是不同的。

上層作為專業(yè)核心課程，要圍繞崗位來構思，不同的行業(yè)不同的崗位所需要的知識與技能是不同的，各有所側重，針對設備維修人員、設計輔助人員、銷售及售后服務人員要分別設置。不僅要求熟練掌握基礎課的內容及前導課程（電子技術訓練、常用電機控制與調速、氣動液壓、傳感器及檢測技術），還要在這些基礎上學習單片機應用技術課程。單片機應用技術課程要根據“兩化融合”涉及到的工業(yè)機電設備的基本功能（人機接口、電機控制、閥門控制），機電設備的各種狀態(tài)檢測（溫度、水位、壓力、油量、速率等參數的檢測），體現崗位要求與智能特性，并結合單片機的接口技術來重組知識點與技術點。它包括檢測和調試鍵盤接口、顯示器接口、AD/DA接口及外圍電路。能判斷故障，能維護設備（設備接口包括RS-232、RS485、UART等接口）的正常運行，熟悉單片機控制直流電機、步進電機、顯示器等輸出設備的控制方法。

（五）重組課程內容

根據課程性質，其內容如表1所示。

（六）授課形式

單片機基礎技術課程以理論講解、實驗驗證為主要授課形式。按照知識深度，以項目單元講解知識點、實訓技能點。在講解理論時可舉自動控制中的例子，以提高學生的興趣，實驗時以驗證原理為重點。單片機應用技術課程采用在教學工場中授課的形式教學。按技術要求以情境為單元，以一個檢測或控制現象作為任務，深化知識提升技能?？梢园褑纹瑱C知識與接口技術及外圍電路聯合起來，注意突出“兩化融合”內容，重點把單片機知識與傳感器知識及自動控制技術知識融合起來，強化單片機系統及外圍電路制作、檢測、調試和維修等技能。

參考文獻：

[1]金江軍.信息化與工業(yè)化融合理論體系[EB/OL].（2009-08-18）[2013-08-18].http：//www.ciotimes.com.

[2]劉九如.工業(yè)企業(yè)兩化融合發(fā)展水平及趨勢分析[EB/OL].（2012-09-30）[2013-07-11].http：//www.doc88.com/p-918448416504.

html，owen3ez.

[3]佚名.嵌入式系統和工業(yè)軟件是兩化融合關鍵，（2012-08-07）[2013-07-22].http：//wenku.baidu.com/view/d5717e7e1711cc793

1b7166b.html.

（責任編輯：沈彬）

Reconstructing Single-chip Microcomputer Curriculum

Framework with Two Unifications

LIU Xue-xue

（Wuxi Electrical and Higher Vocational School， Wuxi 214028， Jiangsu Province）

Abstract： The development of "two unifications" has accelerated its transition from infiltration to integration， thus the connotation of the relative professions has fundamental change， which leads to the reconstruction of some of the vocational curriculum. The reconstruction of single-chip microcomputer curriculum framework should be undertaken based on the law of cognition. The framework includes the foundational technique and application technique of the single-chip microcomputer， which takes project and situation as teaching forms to deepen the basic knowledge cognition and skill training.

Key words： two unifications； single-chip microcomputer curriculum framework； reconstruction