探索培養(yǎng)應(yīng)用型人才的課程設(shè)計教學(xué)

摘要：從獨立學(xué)院應(yīng)用型高級專門人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，針對實踐教學(xué)中存在的問題，以“單片機”課程設(shè)計為例，用建構(gòu)主義拋錨式教學(xué)指導(dǎo)實踐。通過在實踐教學(xué)中創(chuàng)設(shè)實際情境、彰顯學(xué)生優(yōu)點、確定挑戰(zhàn)性的設(shè)計任務(wù)、成績評定多元化等手段，提高了學(xué)生的綜合實踐能力。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；課程設(shè)計；建構(gòu)主義；單片機

作者簡介：屈霞（1968-），女，甘肅張掖人，常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，副教授；李文杰（1982-），男，江蘇揚州人，常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（江蘇 常州 213164）

基金項目：本文系常州大學(xué)校教育研究項目“加強實踐環(huán)節(jié)教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的研究與實踐”（項目編號：GJY11020025）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）28-0115-02

常州大學(xué)懷德學(xué)院是經(jīng)教育部批準(zhǔn)的獨立學(xué)院。“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生不但要掌握扎實的基礎(chǔ)理論，而且要具有較強的實踐能力。顯然，培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的重點應(yīng)該放在實踐教學(xué)的改革上。為此，通信工程系全體教師研究教育教學(xué)規(guī)律，借鑒心理學(xué)、教育學(xué)研究成果，結(jié)合近年來教育教學(xué)的實踐，努力探索具有獨立學(xué)院特色的適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)道路。

一、重視實踐教學(xué)，確立改革重點

近年來，根據(jù)懷德學(xué)院“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)的目標(biāo)，通信工程專業(yè)培養(yǎng)方案修訂中課程安排與學(xué)時比例不斷向?qū)嵺`性環(huán)節(jié)傾斜，從通信工程專業(yè)2007級開始，培養(yǎng)方案中實踐學(xué)時比例已達31.2%。系部教師從培養(yǎng)具有綜合實踐能力的應(yīng)用型高級專門人才出發(fā)，將實踐性較強課程的理論教學(xué)、課內(nèi)實驗及相關(guān)實踐教學(xué)作為改革的重點。本文以“單片機”課程設(shè)計為例，經(jīng)過前期的單片機理論教學(xué)和實驗，在學(xué)生掌握學(xué)科完整的基本結(jié)構(gòu)（單片機硬件、軟件和Keil μVision和Proteus等仿真手段）和熟悉單片機各個分離功能結(jié)構(gòu)使用的基礎(chǔ)上，結(jié)合獨立學(xué)院學(xué)生的特點，以建構(gòu)主義教學(xué)觀為指導(dǎo)，在校內(nèi)實驗室為學(xué)生提供完整的、具體的問題情境，讓學(xué)生體會單片機實際系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計過程，與社會需求接軌。

二、傳統(tǒng)課程設(shè)計教學(xué)存在的問題

“單片機”課程設(shè)計是學(xué)生重要的工程項目實踐課程，教學(xué)時間一般安排在第5學(xué)期末，為期2周。傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)中，課程設(shè)計、教學(xué)設(shè)計往往帶有隨意性。任務(wù)書中內(nèi)容安排有時太難或太大，學(xué)生無法下手，最后只好依賴教師幫助；更多時候，教師考慮到三本學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，布置的課程設(shè)計內(nèi)容就是一個稍微復(fù)雜的實驗，直接影響了學(xué)生課程設(shè)計的興趣和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

三、彰顯學(xué)生優(yōu)點，以建構(gòu)主義拋錨式教學(xué)指導(dǎo)課程設(shè)計

獨立學(xué)院學(xué)生普遍參與意識較強，樂于接受新事物；[1]動手能力較強、可塑性很強，適合在實踐教學(xué)中運用建構(gòu)主義拋錨式教學(xué)。建構(gòu)主義拋錨式教學(xué)又稱實例式教學(xué)，強調(diào)以學(xué)生為中心，認為學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者，教師對學(xué)生的意義建構(gòu)起幫助和促進作用。[2]在課程設(shè)計中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)與真實任務(wù)類似的問題情境，讓學(xué)生在探究情境中產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要和興趣，整合知識，通過親身體驗和感受與其他同學(xué)協(xié)作學(xué)習(xí)，主動識別、探索、發(fā)現(xiàn)和解決問題。

四、教學(xué)情境設(shè)計示例

在實施課程設(shè)計前需對教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)方法、考核方式等進行規(guī)劃和組織并形成教學(xué)設(shè)計方案。

1.明確設(shè)計目的

單片機課程設(shè)計的目的：一是使學(xué)生將課程理論內(nèi)化，在設(shè)計過程中培養(yǎng)綜合運用所學(xué)理論知識思考問題和解決實際問題的能力；二是最大限度地發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性和創(chuàng)造性，促進學(xué)生智力尤其是創(chuàng)造力提高；三是激勵獨立學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激發(fā)學(xué)生的自信心。

2.確定具體的、具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計任務(wù)

為了達到設(shè)計目的，教師應(yīng)該制定具體的、清晰的任務(wù)。當(dāng)學(xué)生擁有具體的、近期的、合理的挑戰(zhàn)性任務(wù)，而且認識到其重要性時，才會具有更強的想做的動機。

在“單片機”課程設(shè)計中，為通信工程專業(yè)2007級一個班安排的6個任務(wù)是：數(shù)字電壓表設(shè)計、LED點陣顯示設(shè)計、步進電機控制設(shè)計、直流電機轉(zhuǎn)速測量設(shè)計、數(shù)字時鐘設(shè)計和溫度測控與顯示設(shè)計。任務(wù)考慮如下：首先，將內(nèi)容與工程實際相關(guān)聯(lián)，激發(fā)創(chuàng)新精神。其次，將內(nèi)容拓展到學(xué)生未學(xué)過的理論知識或硬件芯片：例如任務(wù)1、5、6中的液晶顯示芯片；任務(wù)2中的點陣顯示模塊；任務(wù)3中的四相步進電機控制器；任務(wù)4中的直流電機，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)新知識。最后，將每個任務(wù)分解為具有恰當(dāng)挑戰(zhàn)性的、具體的、可觀測的子目標(biāo)。

每個設(shè)計任務(wù)都要求先用Proteus實現(xiàn)電路軟硬件仿真，再在實驗箱完成設(shè)計，硬件平臺為愛迪克實驗系統(tǒng)或?qū)W生自己的開發(fā)板。

3.召開課程設(shè)計動員會，充分調(diào)動學(xué)生的積極性

在設(shè)計開始前一周教師組織學(xué)生召開動員會，介紹任務(wù)書各題目、要求、子目標(biāo)、需要查找的資料。由學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇題目和分組。

設(shè)計前3天，教師根據(jù)學(xué)生選題意愿調(diào)整后將全班36個學(xué)生分為6組，每兩組選擇上述前3個題目中的一個。之后3天，學(xué)生開始查資料及設(shè)計初始方案。

4.建構(gòu)主義拋錨式教學(xué)指導(dǎo)實踐，培養(yǎng)應(yīng)用和創(chuàng)新能力

設(shè)計第一天，各組學(xué)生討論選出最佳方案，由組長進行設(shè)計任務(wù)分工。教師分別跟每組學(xué)生交流，了解學(xué)生經(jīng)初步討論后形成的方案及存在的疑問。對于學(xué)生正確的設(shè)計思路，給予積極的鼓勵；對于疑問及時解答。

課程設(shè)計目的是學(xué)生完成意義建構(gòu)，教師主要是“引導(dǎo)—鼓勵”，引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜任務(wù)分成若干步，并為每一步制定計劃；引導(dǎo)學(xué)生一步步參與到成功學(xué)習(xí)過程中，在學(xué)什么及如何學(xué)等問題上給學(xué)生一些選擇；引導(dǎo)學(xué)生查找和運用相關(guān)資料，學(xué)生自學(xué)中出現(xiàn)的問題，教師要隨時解答，促進學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的控制感；引導(dǎo)學(xué)生能隨時對設(shè)計提問，對學(xué)生的進步加以鼓勵，對不合理的設(shè)計引導(dǎo)其自己糾正；引導(dǎo)學(xué)生每天記錄自己的進步，進行恰當(dāng)?shù)臍w因，極大地提高了學(xué)生的自我效能水平；[3]設(shè)計過程中，學(xué)生主動參與到自己的學(xué)習(xí)中，擔(dān)當(dāng)設(shè)計自己學(xué)習(xí)經(jīng)歷的主動角色，置身于一個和諧、融洽、被人關(guān)愛和理解的氛圍中，相互討論、編程、調(diào)試、排除故障，在問題逐步解決的過程中既提高了分析、解決問題的能力，也學(xué)會了對自己負責(zé)，通過探究和解決真實問題的過程來學(xué)習(xí)；增強了設(shè)計責(zé)任，培養(yǎng)了良好的設(shè)計作風(fēng)和專業(yè)素質(zhì)。同時，學(xué)生還可以與同組中其他學(xué)生相互協(xié)作、互動建構(gòu)知識，這正是課程設(shè)計教學(xué)的目的所在。

設(shè)計過程中，每組學(xué)生都完成了用Protel繪制硬件電路原理圖、用Keil μVision和Proteus聯(lián)合對電路的仿真和調(diào)試。其中，制作電壓表的一組學(xué)生利用實驗箱AT89S52和ADC0809用匯編程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)碼管和液晶的同時顯示；另一組學(xué)生用自己的開發(fā)板上STC12C5A60S2單片機自帶ADC用C51程序?qū)崿F(xiàn)液晶顯示。制作點陣的兩組學(xué)生都嘗試了用字模提取程序提取漢字和自己設(shè)計各種字符、圖形的顯示，兩組分別使用C51語言和匯編程序。制作四相步進電機的學(xué)生則依托實驗箱設(shè)計了各種速率的電機轉(zhuǎn)動及顯示，也分別使用了C51編程和匯編程序。每位學(xué)生都在課程設(shè)計報告中表達了自己取得的進步和成就，表述了自信心的提高，團隊意識、協(xié)作能能力的增強。

5.成績評定多元化，學(xué)生有權(quán)評價自己的進步

考核應(yīng)貫穿于整個設(shè)計過程，融合“靜態(tài)的”設(shè)計結(jié)果和“動態(tài)的”設(shè)計過程。分為“動態(tài)的”交流成績（30%）、平時成績（20%）和“靜態(tài)的”答辯成績（20%）、報告及小論文成績（30%）。

在設(shè)計過程中，教師隨時向?qū)W生提問并與學(xué)生交流，通過交流了解學(xué)生對設(shè)計任務(wù)的思想和解決情況，教師據(jù)此記錄交流成績。建構(gòu)主義認為：學(xué)生有權(quán)評價自己的進步。平時成績是學(xué)生在組長的組織下評價自己進步給出的期望成績。設(shè)計結(jié)束，教師在設(shè)計現(xiàn)場就相應(yīng)任務(wù)的軟件、硬件知識對每個學(xué)生單獨進行答辯，突出考察創(chuàng)新能力，多方位、多角度地考察和評價學(xué)生的能力。報告及小論文成績各占50%，報告體現(xiàn)軟件流程圖和硬件電路原理圖是否符合規(guī)范，側(cè)重考察學(xué)生對問題分析和解決的能力；小論文側(cè)重學(xué)生對課題原理的分析、系統(tǒng)軟硬件總體設(shè)計及結(jié)論。

五、結(jié)語

經(jīng)過幾年的改革和實踐，獨立學(xué)院學(xué)生實踐能力、創(chuàng)業(yè)能力得到明顯提高。近3年，懷德學(xué)院通信工程專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)率均大于91.8%。通信工程系教師組織學(xué)生參加全國電子設(shè)計競賽及飛思卡爾杯全國大學(xué)生智能汽車大賽，每年都有學(xué)生獲獎。懷德學(xué)院學(xué)生考研率也逐年上升，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計論文被選入常州大學(xué)優(yōu)秀論文集并被推薦參加江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計論文的評選。當(dāng)前，在畢業(yè)設(shè)計中，90%的學(xué)生選擇做硬件題目，其中不少學(xué)生參與到教師的科研項目，協(xié)助教師完成工作。

參考文獻：

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[3][美]費茲科，麥克盧爾.教育心理學(xué):課堂決策的整合之路[M].吳慶麟，等，譯.上海:上海人民出版社，2008.

（責(zé)任編輯：孫晴）