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摘要：“两化融合”整体处于由覆盖渗透向集成整合加速过渡发展状态，在“两化融合”环境中的职业岗位内涵也发生了质的变化。职业学校有些课程需要重构。重构单片机课程框架要在人类认识规律主线上进行。框架分单片机基础技术和单片机应用技术两个层次，各以项目及情境作为教学形式，完成基础知识的认知、基本技能的初步培训，实现知识深化技能强化。
关键词：“两化融合”；单片机课程框架；重构
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-C-（2014）03-0043-04
一、“两化融合”现状简述
（一）“两化融合”的基本概念
“两化融合”简单地说就是信息化与工业化融合（以下简称“两化融合”），主要分为技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个方面。[1]
技术融合是指工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新。如工业生产和计算机控制技术融合产生的工业控制技术。
产品融合是指信息技术融合到产品中，增加产品的技术含量，提高产品的附加值。如传感器制造技术和嵌入式控制技术融合产生新型传感器，普通变电设备增加嵌入式控制系统之后就变成了智能变电设备，产品价格比原来有大幅提高。
业务融合是指信息技术应用到人力资源管理、财务管理、原材料采购、产品研发设计、生产制造、市场营销等各个环节，促进业务创新和管理创新。如生产现场的专用设备可以对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控。
产业衍生是指信息化与工业化融合催生出新的产业。如电子信息产业以及新型服务业，如信息化与工业化融合下产生的物联网软件服务业等，产生了大量市场需求，可以有效推动这些产业的发展壮大。
（二）“两化融合”现状与发展
目前，“两化融合”整体处于由覆盖渗透向集成整合加速过渡发展状态。随着技术的不断发展与应用范围的不断扩大，国外自动化行业巨头纷纷进入中国市场，各行各业各区域“两化融合”发展不均衡。外资企业进入我国市场，带来了最新的工业自动化与信息化产品、技术及全方位的解决方案，促进人们对自动化与信息化融合有了清晰的理解。行业企业也在自动化与信息化领域逐步推出各种智能化的产品或系统，促使“两化融合”的装备及技术具备一定基础，正向两化深度和广度融合推进。
就工业生产业务的“两化融合”来看，“85%以上的行业企业应用计算机辅助工艺设计、车间物料管理、车间设备管理等业务系统[2]，”在个性化业务上也有了人们期望的发展。面向用户的产品全程追溯的需求日益强烈，成为两化融合发展的重要方向。
目前，信息化与研发设计融合已经成为提升企业自主创新能力的重要手段。产品中“嵌入”了信息技术，使产品提高了两化融合的附加值，促进了产品升级和更新换代。信息技术融入研发设计的各个环节，缩短了研发设计周期，降低了研发设计成本。部分机械制造企业已经实现了产品设计、工艺流程和ERP的集成应用。
（三）职校教育与“两化融合”
智能工厂、智慧企业是一种新型生产与管理模式，需各种两化知识技能层次的人员进行生产或管理。“两化融合”环境中的职业岗位已摒弃了很多单一性的传统职业岗位，由此岗位的内涵也已发生了质的变化。如机修工，不再是只修机械不修电气，而是机械电气都要修理，甚至信息化机电产品部件也要修理；操作工不再是单纯揿揿按钮、搬搬工件、对对刀具、装装夹具等等，而是要从计算机调出程序、核对程序、按规定要求通过计算机从刀库里选取刀具、定位操作等信息步骤实现操作工艺流程。
就业岗位的变更，迫使就业人员在知识与技能方面适应智能生产和智慧管理的需求，否则就会“out”。
作为人力资源主要提供者——职业学校必须迅速作出应对。这不仅关乎经济社会和人类社会的发展，也决定了职技类学校自身的生存与发展。眼前最敏感的两个点：一是毕业生的就业渠道及持岗能力；二是生源的多少及优劣。
职业院校面对“两化融合”的大背景，要做大做强，既要有抢眼的近景，又有清晰的远景。笔者认为，其焦点在课程上。每一门课与“两化融合”一起考量，再做出对现有课程应有的定位，加以修正，使学校整体教育教学转型，实行软着陆。也就是要遵循大处着眼、小处着手的实事求是和科学发展的改革原则。笔者用单片机课程的重构教学框架为重点，意在使课程与“两化融合”能够有机结合。
二、重构单片机课程框架
（一）单片机课程发展历史与现状
职业学校单片机课程从20世纪90年代开设，当时使用汇编语言，用286无硬盘电脑做实验，后来改用实验箱，进行理论实验教学；2005年，有的学校开始边做单片机实训板边教学边编程、调试，当时还是使用汇编语言；2008年，随着嵌入式技术在企业的广泛应用，好多学校开始改用C语言作为单片机应用技术课程的语言；现在，用学生做的实训板边教边学边调试，教学效果在逐步提高。由于理实一体化教学形式重点放在了单片机的应用上，虽然单片机基础知识在教学中有体现，但因教学时间有限，知识与技能的巩固率不尽如人意，所以，要重构单片机课程。
（二）单片机课程的地位与作用
信息化专家周宏仁形象地称：“抓住了嵌入式系统（单片机属于嵌入式系统中的一种类型）和工业软件，也就抓住了信息化创新的‘牛鼻子’。在许多产品或系统中，有或者没有嵌入式系统就成为‘两化融合’有无的标志，甚至是两化是否深度融合的标志”。[3]
当下“两化融合”，主要在信息化一头，因为“两化融合”要达到生产自动化、产品智能化、管理精细化、产业先进化，即时和互联的实效，依靠的是传感器、微处理器和计算机，终端装备。它们之间的协调互动，是要通过嵌入式系统和工业软件，经过信息采集、信息处理和信息通信来完成的。当然，也离不开会操作这些系统的技术人才。 由于单片机有许多优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步，用一个实例来说明，可见一斑。笔者在社会调研中得知，“两化融合”推进到了生产制造过程的各个环节，好多由手工和脑力工作的劳动已由单片机或微处理器控制的装置来代替，机器人、PLC触摸屏、数控机床、条码采集器、传感器、无线射频识别等软硬件的综合智能化系统离不开单片机系统，操作、维修这些系统离不开懂单片机原理的技术人员。
显而易见，职业学校的单片机应用课程，地位和作用重要，用教育领域或科技领域里的说法就是：单片机应用课程是某些学科间的交叉学科。如单片机控制电动机的例子涉及到单片机、电子、电机调速、PID控制、传感器与检测技术等。
（三）重构框架的理论依据
国家教育部在“十二五”规划中把单片机课程明确地列入了专业基础课，这充分表明了单片机课程是一切技术人员都必须具备的基础知识与技能，是技术人员必具的素养。这也顺应了“两化融合”的需求，更是国家经济转型对工程技术人才的起码要求，是国家迈向第三次工业革命的决心。职业学校必须认识到这一点，并以此作为教改的依据。
重构单片机课程框架，要在人类认识规律主线上进行。人的认知规律无非就是“由简到繁，由易到难，由浅入深，由此及彼”十六个字。除了这条规律线，还要知道人的认知是按螺旋形逐渐推进的，知识需要反复地被认知，才能内化为潜意识。即所谓被牢牢地记住，并成为呼之欲出的理性工具。特别是离生活较远的那些知识，即使传授时注意了加强感性认识，一旦长时间脱离，这些知识不会在大脑皮层中刻下印痕。所以，必须重视知识的重复率和初始认知的可接受性。
单片机知识及技能是“两化融合”环境中的桥板。因此，它具有广泛的应用性，是工程技术人员和一线技术工人的一门实用学科。如千家万户家庭中的各种电表、水表、煤气表内的单片机，通过各种网络，和供电公司等与能源控制者保持着网络实时联系。因而，单片机应用课程是一门专业核心课程。
以上是重构单片机课程的理论依据，同时也是单片机课程重构的顶层设计思想。
（四）重构的单片机课程框架
单片机课程，是一个两层建筑，下层是基础课程，上层是应用课程。
基础课程是针对各技术专业所有一线技术操作工、检测工、维修工等岗位给予的单片机基础知识和基本技能训练内容。只要知道“两化融合”中嵌入式系统基本原理，信号采集、调试基本技能，记录（电脑软件记录与手工书面记录）下采集的数据，做好数据的汇总。所以基础课程应包括单片机应用系统结构与原理、类型、应用场合，简单的I/O口控制、定时器与中断、串行口的简单使用与调试。还要求内容要广泛和浅显，通过项目来完成，深度和难度可以浅一点，把学习者带入单片机领域。
上层涉及的知识点和技能点是重复出现的，但在深度和难度上与下层是有所区别的。因为，两者所要达到的教学目的和水平是不同的。
上层作为专业核心课程，要围绕岗位来构思，不同的行业不同的岗位所需要的知识与技能是不同的，各有所侧重，针对设备维修人员、设计辅助人员、销售及售后服务人员要分别设置。不仅要求熟练掌握基础课的内容及前导课程（电子技术训练、常用电机控制与调速、气动液压、传感器及检测技术），还要在这些基础上学习单片机应用技术课程。单片机应用技术课程要根据“两化融合”涉及到的工业机电设备的基本功能（人机接口、电机控制、阀门控制），机电设备的各种状态检测（温度、水位、压力、油量、速率等参数的检测），体现岗位要求与智能特性，并结合单片机的接口技术来重组知识点与技术点。它包括检测和调试键盘接口、显示器接口、AD/DA接口及外围电路。能判断故障，能维护设备（设备接口包括RS-232、RS485、UART等接口）的正常运行，熟悉单片机控制直流电机、步进电机、显示器等输出设备的控制方法。
（五）重组课程内容
根据课程性质，其内容如表1所示。
（六）授课形式
单片机基础技术课程以理论讲解、实验验证为主要授课形式。按照知识深度，以项目单元讲解知识点、实训技能点。在讲解理论时可举自动控制中的例子，以提高学生的兴趣，实验时以验证原理为重点。单片机应用技术课程采用在教学工场中授课的形式教学。按技术要求以情境为单元，以一个检测或控制现象作为任务，深化知识提升技能。可以把单片机知识与接口技术及外围电路联合起来，注意突出“两化融合”内容，重点把单片机知识与传感器知识及自动控制技术知识融合起来，强化单片机系统及外围电路制作、检测、调试和维修等技能。
参考文献：
[1]金江军.信息化与工业化融合理论体系[EB/OL].（2009-08-18）[2013-08-18].http：//www.ciotimes.com.
[2]刘九如.工业企业两化融合发展水平及趋势分析[EB/OL].（2012-09-30）[2013-07-11].http：//www.doc88.com/p-918448416504.
html，owen3ez.
[3]佚名.嵌入式系统和工业软件是两化融合关键，（2012-08-07）[2013-07-22].http：//wenku.baidu.com/view/d5717e7e1711cc793
1b7166b.html.
（责任编辑：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
关键词：“两化融合”；单片机课程框架；重构
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-C-（2014）03-0043-04
一、“两化融合”现状简述
（一）“两化融合”的基本概念
“两化融合”简单地说就是信息化与工业化融合（以下简称“两化融合”），主要分为技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个方面。[1]
技术融合是指工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新。如工业生产和计算机控制技术融合产生的工业控制技术。
产品融合是指信息技术融合到产品中，增加产品的技术含量，提高产品的附加值。如传感器制造技术和嵌入式控制技术融合产生新型传感器，普通变电设备增加嵌入式控制系统之后就变成了智能变电设备，产品价格比原来有大幅提高。
业务融合是指信息技术应用到人力资源管理、财务管理、原材料采购、产品研发设计、生产制造、市场营销等各个环节，促进业务创新和管理创新。如生产现场的专用设备可以对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控。
产业衍生是指信息化与工业化融合催生出新的产业。如电子信息产业以及新型服务业，如信息化与工业化融合下产生的物联网软件服务业等，产生了大量市场需求，可以有效推动这些产业的发展壮大。
（二）“两化融合”现状与发展
目前，“两化融合”整体处于由覆盖渗透向集成整合加速过渡发展状态。随着技术的不断发展与应用范围的不断扩大，国外自动化行业巨头纷纷进入中国市场，各行各业各区域“两化融合”发展不均衡。外资企业进入我国市场，带来了最新的工业自动化与信息化产品、技术及全方位的解决方案，促进人们对自动化与信息化融合有了清晰的理解。行业企业也在自动化与信息化领域逐步推出各种智能化的产品或系统，促使“两化融合”的装备及技术具备一定基础，正向两化深度和广度融合推进。
就工业生产业务的“两化融合”来看，“85%以上的行业企业应用计算机辅助工艺设计、车间物料管理、车间设备管理等业务系统[2]，”在个性化业务上也有了人们期望的发展。面向用户的产品全程追溯的需求日益强烈，成为两化融合发展的重要方向。
目前，信息化与研发设计融合已经成为提升企业自主创新能力的重要手段。产品中“嵌入”了信息技术，使产品提高了两化融合的附加值，促进了产品升级和更新换代。信息技术融入研发设计的各个环节，缩短了研发设计周期，降低了研发设计成本。部分机械制造企业已经实现了产品设计、工艺流程和ERP的集成应用。
（三）职校教育与“两化融合”
智能工厂、智慧企业是一种新型生产与管理模式，需各种两化知识技能层次的人员进行生产或管理。“两化融合”环境中的职业岗位已摒弃了很多单一性的传统职业岗位，由此岗位的内涵也已发生了质的变化。如机修工，不再是只修机械不修电气，而是机械电气都要修理，甚至信息化机电产品部件也要修理；操作工不再是单纯揿揿按钮、搬搬工件、对对刀具、装装夹具等等，而是要从计算机调出程序、核对程序、按规定要求通过计算机从刀库里选取刀具、定位操作等信息步骤实现操作工艺流程。
就业岗位的变更，迫使就业人员在知识与技能方面适应智能生产和智慧管理的需求，否则就会“out”。
作为人力资源主要提供者——职业学校必须迅速作出应对。这不仅关乎经济社会和人类社会的发展，也决定了职技类学校自身的生存与发展。眼前最敏感的两个点：一是毕业生的就业渠道及持岗能力；二是生源的多少及优劣。
职业院校面对“两化融合”的大背景，要做大做强，既要有抢眼的近景，又有清晰的远景。笔者认为，其焦点在课程上。每一门课与“两化融合”一起考量，再做出对现有课程应有的定位，加以修正，使学校整体教育教学转型，实行软着陆。也就是要遵循大处着眼、小处着手的实事求是和科学发展的改革原则。笔者用单片机课程的重构教学框架为重点，意在使课程与“两化融合”能够有机结合。
二、重构单片机课程框架
（一）单片机课程发展历史与现状
职业学校单片机课程从20世纪90年代开设，当时使用汇编语言，用286无硬盘电脑做实验，后来改用实验箱，进行理论实验教学；2005年，有的学校开始边做单片机实训板边教学边编程、调试，当时还是使用汇编语言；2008年，随着嵌入式技术在企业的广泛应用，好多学校开始改用C语言作为单片机应用技术课程的语言；现在，用学生做的实训板边教边学边调试，教学效果在逐步提高。由于理实一体化教学形式重点放在了单片机的应用上，虽然单片机基础知识在教学中有体现，但因教学时间有限，知识与技能的巩固率不尽如人意，所以，要重构单片机课程。
（二）单片机课程的地位与作用
信息化专家周宏仁形象地称：“抓住了嵌入式系统（单片机属于嵌入式系统中的一种类型）和工业软件，也就抓住了信息化创新的‘牛鼻子’。在许多产品或系统中，有或者没有嵌入式系统就成为‘两化融合’有无的标志，甚至是两化是否深度融合的标志”。[3]
当下“两化融合”，主要在信息化一头，因为“两化融合”要达到生产自动化、产品智能化、管理精细化、产业先进化，即时和互联的实效，依靠的是传感器、微处理器和计算机，终端装备。它们之间的协调互动，是要通过嵌入式系统和工业软件，经过信息采集、信息处理和信息通信来完成的。当然，也离不开会操作这些系统的技术人才。 由于单片机有许多优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步，用一个实例来说明，可见一斑。笔者在社会调研中得知，“两化融合”推进到了生产制造过程的各个环节，好多由手工和脑力工作的劳动已由单片机或微处理器控制的装置来代替，机器人、PLC触摸屏、数控机床、条码采集器、传感器、无线射频识别等软硬件的综合智能化系统离不开单片机系统，操作、维修这些系统离不开懂单片机原理的技术人员。
显而易见，职业学校的单片机应用课程，地位和作用重要，用教育领域或科技领域里的说法就是：单片机应用课程是某些学科间的交叉学科。如单片机控制电动机的例子涉及到单片机、电子、电机调速、PID控制、传感器与检测技术等。
（三）重构框架的理论依据
国家教育部在“十二五”规划中把单片机课程明确地列入了专业基础课，这充分表明了单片机课程是一切技术人员都必须具备的基础知识与技能，是技术人员必具的素养。这也顺应了“两化融合”的需求，更是国家经济转型对工程技术人才的起码要求，是国家迈向第三次工业革命的决心。职业学校必须认识到这一点，并以此作为教改的依据。
重构单片机课程框架，要在人类认识规律主线上进行。人的认知规律无非就是“由简到繁，由易到难，由浅入深，由此及彼”十六个字。除了这条规律线，还要知道人的认知是按螺旋形逐渐推进的，知识需要反复地被认知，才能内化为潜意识。即所谓被牢牢地记住，并成为呼之欲出的理性工具。特别是离生活较远的那些知识，即使传授时注意了加强感性认识，一旦长时间脱离，这些知识不会在大脑皮层中刻下印痕。所以，必须重视知识的重复率和初始认知的可接受性。
单片机知识及技能是“两化融合”环境中的桥板。因此，它具有广泛的应用性，是工程技术人员和一线技术工人的一门实用学科。如千家万户家庭中的各种电表、水表、煤气表内的单片机，通过各种网络，和供电公司等与能源控制者保持着网络实时联系。因而，单片机应用课程是一门专业核心课程。
以上是重构单片机课程的理论依据，同时也是单片机课程重构的顶层设计思想。
（四）重构的单片机课程框架
单片机课程，是一个两层建筑，下层是基础课程，上层是应用课程。
基础课程是针对各技术专业所有一线技术操作工、检测工、维修工等岗位给予的单片机基础知识和基本技能训练内容。只要知道“两化融合”中嵌入式系统基本原理，信号采集、调试基本技能，记录（电脑软件记录与手工书面记录）下采集的数据，做好数据的汇总。所以基础课程应包括单片机应用系统结构与原理、类型、应用场合，简单的I/O口控制、定时器与中断、串行口的简单使用与调试。还要求内容要广泛和浅显，通过项目来完成，深度和难度可以浅一点，把学习者带入单片机领域。
上层涉及的知识点和技能点是重复出现的，但在深度和难度上与下层是有所区别的。因为，两者所要达到的教学目的和水平是不同的。
上层作为专业核心课程，要围绕岗位来构思，不同的行业不同的岗位所需要的知识与技能是不同的，各有所侧重，针对设备维修人员、设计辅助人员、销售及售后服务人员要分别设置。不仅要求熟练掌握基础课的内容及前导课程（电子技术训练、常用电机控制与调速、气动液压、传感器及检测技术），还要在这些基础上学习单片机应用技术课程。单片机应用技术课程要根据“两化融合”涉及到的工业机电设备的基本功能（人机接口、电机控制、阀门控制），机电设备的各种状态检测（温度、水位、压力、油量、速率等参数的检测），体现岗位要求与智能特性，并结合单片机的接口技术来重组知识点与技术点。它包括检测和调试键盘接口、显示器接口、AD/DA接口及外围电路。能判断故障，能维护设备（设备接口包括RS-232、RS485、UART等接口）的正常运行，熟悉单片机控制直流电机、步进电机、显示器等输出设备的控制方法。
（五）重组课程内容
根据课程性质，其内容如表1所示。
（六）授课形式
单片机基础技术课程以理论讲解、实验验证为主要授课形式。按照知识深度，以项目单元讲解知识点、实训技能点。在讲解理论时可举自动控制中的例子，以提高学生的兴趣，实验时以验证原理为重点。单片机应用技术课程采用在教学工场中授课的形式教学。按技术要求以情境为单元，以一个检测或控制现象作为任务，深化知识提升技能。可以把单片机知识与接口技术及外围电路联合起来，注意突出“两化融合”内容，重点把单片机知识与传感器知识及自动控制技术知识融合起来，强化单片机系统及外围电路制作、检测、调试和维修等技能。
参考文献：
[1]金江军.信息化与工业化融合理论体系[EB/OL].（2009-08-18）[2013-08-18].http：//www.ciotimes.com.
[2]刘九如.工业企业两化融合发展水平及趋势分析[EB/OL].（2012-09-30）[2013-07-11].http：//www.doc88.com/p-918448416504.
html，owen3ez.
[3]佚名.嵌入式系统和工业软件是两化融合关键，（2012-08-07）[2013-07-22].http：//wenku.baidu.com/view/d5717e7e1711cc793
1b7166b.html.
（责任编辑：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