單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程改革與工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)

謝 輝陳 強(qiáng)陳立萬賴于樹

（1．重慶三峽學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，重慶萬州 404100）（2．重慶三峽學(xué)院教務(wù)處，重慶萬州 404100）

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程改革與工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)

謝 輝1陳 強(qiáng)1陳立萬2賴于樹1

（1．重慶三峽學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，重慶萬州 404100）（2．重慶三峽學(xué)院教務(wù)處，重慶萬州 404100）

針對(duì)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)體系存在的理論與實(shí)踐脫節(jié)、缺乏工程應(yīng)用能力培養(yǎng)等問題，進(jìn)行了相應(yīng)的改革．采用項(xiàng)目化模式組織理論教學(xué)和工程開發(fā)模式組織實(shí)踐教學(xué)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合起來；改革單片機(jī)課程設(shè)計(jì)模式，增加課題宣講、系統(tǒng)驗(yàn)收答辯等環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力及自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)；組建單片機(jī)興趣小組及與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，促進(jìn)課內(nèi)外單片機(jī)學(xué)習(xí)的良性互動(dòng)．實(shí)踐證明，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)體系的多層次多模塊改革，使學(xué)生的應(yīng)用能力及綜合素質(zhì)得到很大提高，改革經(jīng)驗(yàn)具有一定的推廣價(jià)值．

單片機(jī)；實(shí)訓(xùn)課程；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

1 現(xiàn)代工程對(duì)應(yīng)用型人才的要求及現(xiàn)行教學(xué)模式的不足

現(xiàn)代工程對(duì)應(yīng)用型人才的工程素質(zhì)與實(shí)踐能力的要求不斷提高．工程素質(zhì)是一個(gè)技術(shù)人員創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)及知識(shí)技能等的內(nèi)化表現(xiàn)，實(shí)踐能力則體現(xiàn)為一個(gè)技術(shù)人員分析問題、解決問題的外在執(zhí)行力，二者相輔相成，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要指標(biāo)[1]．高等院校工程教育是培養(yǎng)造就合格工程師的主渠道，需要每門專業(yè)課程理論與實(shí)踐的有機(jī)聯(lián)動(dòng)，特別是實(shí)訓(xùn)課程的系統(tǒng)化培養(yǎng)，才能培養(yǎng)出合格的工程技術(shù)人員．

單片機(jī)是現(xiàn)代測(cè)控的核心，“單片機(jī)原理及應(yīng)用”是電子、機(jī)電等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是一門軟硬件技術(shù)結(jié)合緊密、理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程．特別是實(shí)訓(xùn)課程，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)的技能訓(xùn)練，鞏固和加強(qiáng)所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，與單片機(jī)理論課程具有同樣重要的地位．

單片機(jī)課程在我院開辦多年，實(shí)踐教學(xué)也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，然而由于歷史原因，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程體系還存在著很多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程與理論教學(xué)結(jié)合不夠緊密

目前單片機(jī)課程教學(xué)主要注重的還是理論知識(shí)的傳授，課堂教學(xué)以單元章節(jié)劃分知識(shí)體系，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主．學(xué)生無法將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來，到了課程設(shè)計(jì)階段，學(xué)生很難對(duì)實(shí)訓(xùn)課題有一個(gè)整體性的認(rèn)識(shí)，不知道軟硬件如何分工，如何開展模塊化程序的編寫，許多時(shí)候課程設(shè)計(jì)變成了老師做課題，學(xué)生只能做簡(jiǎn)單的電路焊接、程序錄入等工作，沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的效果．

1.2 實(shí)訓(xùn)課題與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠緊密

課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的綜合過程的重要環(huán)節(jié)，實(shí)訓(xùn)課題應(yīng)該與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系．但以往絕大多數(shù)的實(shí)訓(xùn)課題都主要停留在理論分析、繪制原理圖、編寫程序及電路板焊接等方面，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中可能遇到的故障排查、系統(tǒng)優(yōu)化、抗干擾、性價(jià)比等問題，都沒有涉及．而這些工作對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求．

1.3 學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)不足

工科學(xué)生最重要的專業(yè)素質(zhì)就是實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神．單片機(jī)課程實(shí)訓(xùn)涉及電子、傳感、程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成等多方面的知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)最好的載體．但由于現(xiàn)行課程體系的條塊分割，課程實(shí)訓(xùn)沒有與課外實(shí)踐及相關(guān)課程知識(shí)進(jìn)行有機(jī)銜接．為保證課程設(shè)計(jì)在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)完成，實(shí)訓(xùn)課題往往省略了文獻(xiàn)資料查閱、設(shè)計(jì)方案論證，課題任務(wù)分解及課題答辯等諸多步驟，直接給出一個(gè)可以完成的課題．這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生，其實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神很難有實(shí)質(zhì)性的提高，也很難適應(yīng)就業(yè)市場(chǎng)對(duì)人才的要求．

總體來說，現(xiàn)行單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程任務(wù)較單一，考核不夠全面，對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)還停留在一個(gè)較低的層面上，為促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)及工程素質(zhì)的提高，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程改革十分必要．

2 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程體系的改革

單片機(jī)課程實(shí)訓(xùn)體系的改革，最重要的是通過理論課程學(xué)習(xí)及實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生能站在工程應(yīng)用的角度，更深入地理解單片機(jī)的理論知識(shí)，掌握單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)流程，提高分析問題解決問題的能力，根本的目的是培養(yǎng)良好的職業(yè)應(yīng)用能力[2]．為此，實(shí)訓(xùn)課程的改革做了如下幾方面的工作：

2.1 項(xiàng)目化教學(xué)模式的構(gòu)建

打破傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)各行其是的傳統(tǒng)模式，將單片機(jī)課程規(guī)劃為基礎(chǔ)知識(shí)、單元技能及綜合能力三個(gè)層次，采用項(xiàng)目化的方式統(tǒng)一組織理論與實(shí)踐教學(xué)[3]．

首先是教材體系建設(shè)．根據(jù)電子信息應(yīng)用本科的人才培養(yǎng)定位主要是應(yīng)用型的電子類開發(fā)、維護(hù)人員，將課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重組，精心編選了六個(gè)非常貼近實(shí)際的工程項(xiàng)目，編寫出版了對(duì)應(yīng)的單片機(jī)項(xiàng)目化教材[4]9．每個(gè)項(xiàng)目就是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，包含單片機(jī)的一個(gè)或若干個(gè)知識(shí)模塊，實(shí)現(xiàn)明確的實(shí)用性、能力化的教學(xué)目標(biāo)；每個(gè)模塊又由一個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成，將單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)加以整合和重組，貫穿在以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的工程項(xiàng)目中．

課程教學(xué)按照工程項(xiàng)目開發(fā)的模式，即“項(xiàng)目提出→模塊分解→任務(wù)完成→項(xiàng)目總結(jié)”的流程進(jìn)行．如“單片機(jī)最小系統(tǒng)”項(xiàng)目是讓學(xué)生理解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，劃分為“51單片機(jī)初步認(rèn)識(shí)”、“最小系統(tǒng)構(gòu)成”、“流水燈控制器”、“簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)”等幾個(gè)主要任務(wù)，每一個(gè)任務(wù)就是一個(gè)或幾個(gè)項(xiàng)目技能體系指標(biāo)的具體體現(xiàn)．通過實(shí)物演示、多媒體授課及實(shí)驗(yàn)室任務(wù)程序的調(diào)試運(yùn)行，將單片機(jī)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合．在每個(gè)任務(wù)的完成過程中，還有意識(shí)地通過實(shí)驗(yàn)思考題的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探索，如“彩燈控制器”，除常見的流水、追逐、跳躍等基本控制效果外，還引導(dǎo)學(xué)生去思考多重跳躍、旋轉(zhuǎn)及不規(guī)則閃亮效果，進(jìn)一步思考更多LED組成的點(diǎn)陣的控制方法，更深一層地思考I/O口不夠用時(shí)的接口擴(kuò)展問題及延時(shí)時(shí)間的控制問題．鼓勵(lì)學(xué)生通過鉆研教材及課余查閱資料提出想法，并將想法變成可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖．對(duì)一些技術(shù)難點(diǎn)留到課程設(shè)計(jì)階段進(jìn)行論證與解決．

“項(xiàng)目—任務(wù)”的教學(xué)形式將理論知識(shí)與技能訓(xùn)練平滑地銜接起來，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)．通過完成項(xiàng)目的訓(xùn)練過程，讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)較全面地掌握單片機(jī)的基本理論知識(shí)和實(shí)踐技能，為后續(xù)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程系統(tǒng)性的項(xiàng)目開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)．

2.2 工程實(shí)踐型課程設(shè)計(jì)的開展

課程設(shè)計(jì)是工科專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要手段，也是單片機(jī)實(shí)訓(xùn)體系改革的重要環(huán)節(jié)，其主旨就是加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)課題與工程實(shí)踐的緊密聯(lián)系，真正培養(yǎng)學(xué)生具備單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)能力[5]-[6]．課程設(shè)計(jì)改革主要做了課題論證宣講、過程指導(dǎo)改革、規(guī)范設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯驗(yàn)收等幾個(gè)方面的工作．

2.2.1 實(shí)訓(xùn)課題論證與方案宣講

課題論證是工程項(xiàng)目開發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，方案的優(yōu)劣直接關(guān)系到后續(xù)開發(fā)難度、售后維護(hù)及產(chǎn)品性價(jià)比．正視方案論證是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要基礎(chǔ)．

在前期項(xiàng)目化教學(xué)的同時(shí)就有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生開展橫向與縱向的知識(shí)擴(kuò)展，為課程設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備．如“數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)”，橫向的擴(kuò)展包括不同種類A/D轉(zhuǎn)換器的選擇、顯示器及鍵盤設(shè)計(jì)方案的比較，縱向的擴(kuò)展包括電壓表量程的切換、電壓表到萬用表的轉(zhuǎn)換，其它非電量，如溫度、流量、濕度、壓力的檢測(cè)，從單機(jī)儀表到組網(wǎng)儀表的擴(kuò)展等．在學(xué)生具備一定理論知識(shí)與實(shí)踐能力的基礎(chǔ)上，一般是在課程教學(xué)的中期，老師提出課程設(shè)計(jì)的要求，給出相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，鼓勵(lì)學(xué)生開始項(xiàng)目化小組籌備，尋找感興趣的課題，與老師及同學(xué)相互交流．指導(dǎo)學(xué)生到專業(yè)網(wǎng)站查閱資料、下載模塊．必要的時(shí)候，還以思考題的形式讓學(xué)生寫一份相應(yīng)的文獻(xiàn)綜述．在不斷的交流與學(xué)習(xí)中使要做的課題的研究思路逐步清晰起來．基本上在課程設(shè)計(jì)開始前每個(gè)小組都要求確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)課題，并做好資料收集及分析等工作．

課程設(shè)計(jì)階段的第一個(gè)任務(wù)就是實(shí)訓(xùn)課題方案論證，要求以小組為單位充分討論，陳述PPT，進(jìn)行一次公開的課題論證宣講．宣講內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)方案選擇、設(shè)計(jì)框圖、系統(tǒng)原理說明、擬達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵問題等．老師會(huì)在此過程中檢查學(xué)生的前期準(zhǔn)備工作，包括相應(yīng)芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)、設(shè)計(jì)參考范例等，指出設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)及不足，對(duì)可能遇到的設(shè)計(jì)困難給出參考意見，要求針對(duì)方案宣講中發(fā)現(xiàn)的問題再修改整理．如常做的“溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，要求每個(gè)課題組明確控制背景、控制精度，進(jìn)而選擇合適的溫度傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器，鼓勵(lì)學(xué)生選擇性價(jià)比高的芯片，如內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，串行總線傳輸?shù)男〕叽缳N片封裝的芯片，或一體化的數(shù)字溫度傳感器等，提示學(xué)生注意溫度是大慣性控制量，需要一定的算法處理以提高控制精度．

通過課題論證宣講過程的訓(xùn)練，讓學(xué)生切實(shí)感受到工程項(xiàng)目開發(fā)的嚴(yán)肅性及系統(tǒng)性，意識(shí)到前期準(zhǔn)備及系統(tǒng)規(guī)劃的重要性，從而更全面深入地思考與解決問題．

2.2.2 項(xiàng)目化小組的開發(fā)過程訓(xùn)練

課程設(shè)計(jì)以貼近實(shí)際的項(xiàng)目化小組的方式開展，根據(jù)課題工作量的大小及各自的興趣愛好，3~4人組成一個(gè)項(xiàng)目小組進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件原理圖設(shè)計(jì)、控制程序編寫及調(diào)試、系統(tǒng)仿真驗(yàn)證及實(shí)物制作等．項(xiàng)目小組的形式既能發(fā)揮不同學(xué)生的能力優(yōu)勢(shì)，又有利于鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)．由于前期項(xiàng)目化教學(xué)及課題論證已經(jīng)打下了一定基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)仿真調(diào)試軟件Keil與外圍器件仿真軟件Proteus的使用都比較熟悉，一些基本模塊程序都可以自己編寫調(diào)試．課程設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的整合及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，如管理程序編寫、系統(tǒng)調(diào)試、故障排查、性能優(yōu)化等，讓課程設(shè)計(jì)更貼近工程實(shí)踐的開發(fā)過程．

整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程給予學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐探索的機(jī)會(huì)，從而最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，一些學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中甚至達(dá)到廢寢忘食的境地．對(duì)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些技術(shù)問題，鼓勵(lì)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館等查閱資料及同學(xué)之間相互探討，老師主要起到啟發(fā)、把關(guān)和解決一些棘手問題的作用．對(duì)學(xué)生解決不了的難題，老師提出自己的觀點(diǎn)和看法，必要時(shí)指導(dǎo)學(xué)生軟硬件調(diào)試，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而引導(dǎo)學(xué)生向正確的方向發(fā)展．如所做的“16*64點(diǎn)陣控制屏”，最先驅(qū)動(dòng)方式是采用串行移位寄存器控制．當(dāng)做16*16點(diǎn)陣實(shí)驗(yàn)時(shí)，一切正常，但擴(kuò)展到16*64點(diǎn)陣，進(jìn)行字幕左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)重影，通過老師指導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定是串行驅(qū)動(dòng)方式帶來的問題，改為并行驅(qū)動(dòng)方式后，很好地解決了該問題．通過課程設(shè)計(jì)過程的監(jiān)督與指導(dǎo)，鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力及團(tuán)結(jié)合作、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)．

2.2.3 規(guī)范設(shè)計(jì)報(bào)告及驗(yàn)收答辯

課程設(shè)計(jì)后期主要完成設(shè)計(jì)報(bào)告寫作及實(shí)物驗(yàn)收和答辯．通過這些手段促進(jìn)學(xué)生更全面深入地掌握項(xiàng)目開發(fā)的技能．

從10級(jí)電信本科班開始對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告寫作進(jìn)行了培訓(xùn)，指導(dǎo)學(xué)生從課題任務(wù)、設(shè)計(jì)方案論證、設(shè)計(jì)內(nèi)容、硬件及軟件工作原理、系統(tǒng)調(diào)試、仿真及實(shí)物展示等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，并要求做實(shí)訓(xùn)總結(jié)，最后的附錄按照規(guī)范格式附上完整的硬件原理圖、元器件清單表、程序清單及實(shí)物照片，成為一份有價(jià)值的技術(shù)文檔．通過培訓(xùn)讓學(xué)生明白了工程技術(shù)報(bào)告的一般寫作方法，10級(jí)及以后各屆學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告整體質(zhì)量較好，報(bào)告言之有物，條理清晰，層次結(jié)構(gòu)合理，系統(tǒng)描述較完整，基本杜絕了原來抄襲芯片手冊(cè)，缺乏實(shí)質(zhì)內(nèi)容的假大空形式，使學(xué)生感受到作為一個(gè)高技能應(yīng)用人才所應(yīng)具備的全方位的工程素質(zhì)．

驗(yàn)收答辯是課程設(shè)計(jì)改革的另一個(gè)重要方面．原來的課程設(shè)計(jì)一般是實(shí)物檢查及收繳實(shí)訓(xùn)報(bào)告就算通過，沒有驗(yàn)收答辯這個(gè)環(huán)節(jié)，這給一些學(xué)習(xí)不夠認(rèn)真的學(xué)生蒙混過關(guān)的機(jī)會(huì)，也不利于總結(jié)、反思項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)．為此，從10級(jí)電信班課程設(shè)計(jì)引入驗(yàn)收答辯機(jī)制，目的是檢查學(xué)生是否認(rèn)真負(fù)責(zé)地完成課程設(shè)計(jì)及對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力，也是確保考核評(píng)價(jià)真實(shí)、公平的重要依據(jù)．

驗(yàn)收主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能演示、硬件質(zhì)量及軟件功能等幾個(gè)方面進(jìn)行考核，并進(jìn)行作品之間難度的對(duì)比與競(jìng)爭(zhēng)．答辯以小組為單位進(jìn)行，要求以PPT形式展示課題所做的主要工作，每個(gè)組員都要回答指導(dǎo)老師的1~2個(gè)問題．驗(yàn)收答辯促進(jìn)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)原理進(jìn)行更深入地理解，并總結(jié)項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，從而從考核層面督促學(xué)生更好地學(xué)習(xí)．

課程設(shè)計(jì)的改革實(shí)現(xiàn)了從以前重結(jié)論重報(bào)告到重過程重能力的轉(zhuǎn)變．整個(gè)實(shí)訓(xùn)體系就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的完整過程．學(xué)生在相互交流與競(jìng)爭(zhēng)中，逐步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、耐心、細(xì)致的工程素質(zhì)與探索、改革、借鑒、創(chuàng)新的實(shí)踐能力[6]，真正具備一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)有的職業(yè)能力．

2.3 實(shí)訓(xùn)過程的考核改革

考核方式改革是實(shí)訓(xùn)體系改革的重要方面[7]．以往的實(shí)訓(xùn)課程考核形式相對(duì)單一，主要以實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品及設(shè)計(jì)報(bào)告為考核對(duì)象，沒有細(xì)致地考核實(shí)訓(xùn)過程及團(tuán)隊(duì)成員知識(shí)水平的真實(shí)情況．從10級(jí)電信班實(shí)訓(xùn)課程開始，采用形成性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合，以能力考核為主的方式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)成績(jī)的評(píng)定．改革的重要理念是重視創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng)．考核內(nèi)容主要由“綜合能力考核”（30%）、“實(shí)訓(xùn)過程考核”（40%）及“總結(jié)與答辯”（30%）三部分組成．“綜合能力考核”主要包括文獻(xiàn)查閱、設(shè)計(jì)方案論證及課程設(shè)計(jì)報(bào)告等部分，重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)單片機(jī)理論知識(shí)及應(yīng)用能力的掌握．“實(shí)訓(xùn)過程考核”主要考察學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程的軟硬件設(shè)計(jì)、編程及仿真、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用熟練程度、系統(tǒng)的查錯(cuò)與糾正等多方面的實(shí)踐能力，目的是督促每個(gè)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中不斷鉆研學(xué)習(xí)、不斷升華知識(shí)與技能，是實(shí)訓(xùn)體系改革最重要的方面．“總結(jié)與答辯”也是實(shí)訓(xùn)考核的重要環(huán)節(jié)．通過課題總結(jié)，讓學(xué)生明白系統(tǒng)設(shè)計(jì)性價(jià)比的重要性，實(shí)驗(yàn)室方案與工程實(shí)用方案的區(qū)別，課題存在的不足與可能的改進(jìn)措施；驗(yàn)收答辯可以讓學(xué)生對(duì)課題做全面的總結(jié)反思，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，重視實(shí)踐過程，重視知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)學(xué)習(xí)．單片機(jī)課程考核方式的改革，可以從根本上杜絕“高分低能”現(xiàn)象的發(fā)生，是促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和應(yīng)用能力提高的重要手段．

2.4 課外科技實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合

在單片機(jī)課程項(xiàng)目化教學(xué)引導(dǎo)及項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)改革的過程中，學(xué)生基本熟悉了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，工程素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)明顯加強(qiáng)．但對(duì)一些綜合性的項(xiàng)目開發(fā)僅靠課內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，將課內(nèi)實(shí)訓(xùn)與大學(xué)生課外科技實(shí)踐活動(dòng)及電子競(jìng)賽等環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，是培養(yǎng)專業(yè)技能、提高綜合素質(zhì)的一個(gè)重要的途徑[8]．

從10級(jí)電信班開始，組織成立了單片機(jī)興趣小組，建立了QQ交流群，將一些優(yōu)秀的單片機(jī)教程、設(shè)計(jì)范例、芯片手冊(cè)及常用的單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)址等資料上傳到群里共享．每個(gè)同學(xué)的電腦上都安裝了keil和Proteus軟件，相當(dāng)于建立了一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室．同學(xué)們可以選擇感興趣的課題進(jìn)行開發(fā)驗(yàn)證，對(duì)課程實(shí)訓(xùn)過程中的一些技術(shù)問題在群里相互討論并進(jìn)行進(jìn)一步的完善，老師也會(huì)針對(duì)一些難點(diǎn)問題在線答疑．對(duì)一些基礎(chǔ)較好、能力較強(qiáng)的學(xué)生，推薦他們進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)．

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行課余科技實(shí)踐活動(dòng)的平臺(tái)，配備了完善的電子儀器、單片機(jī)開發(fā)裝置及刻版機(jī)等設(shè)備．學(xué)生可以選擇實(shí)訓(xùn)過程中一些難點(diǎn)課題或綜合性較強(qiáng)的課題再進(jìn)行研究，也可以結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題及大學(xué)生電子競(jìng)賽課題進(jìn)行研究，甚至可以承擔(dān)老師主持的研究課題中的一部分內(nèi)容開展工作．學(xué)生在老師指導(dǎo)和高年級(jí)學(xué)長(zhǎng)帶領(lǐng)下，獨(dú)立進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程調(diào)試、仿真驗(yàn)證、電路刻版直至實(shí)物完成，最后寫出課題報(bào)告．實(shí)驗(yàn)室還經(jīng)常召開講座，介紹一些新型單片機(jī)及先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行設(shè)計(jì)作品的講評(píng)．通過這些多模塊、多層次的課外科研訓(xùn)練與實(shí)踐訓(xùn)練，學(xué)生能夠?qū)纹瑱C(jī)及其它相關(guān)學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通，在學(xué)校就具有了一定的單片機(jī)系統(tǒng)綜合開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，為今后從事相關(guān)工作打下了良好的基礎(chǔ)．

3 實(shí)訓(xùn)改革前后成效對(duì)比

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)改革是單片機(jī)課程“項(xiàng)目導(dǎo)向型”教學(xué)改革的深化，二者是一個(gè)相輔相成的有機(jī)整體．從10級(jí)電信本科班開始，經(jīng)過10、11、12級(jí)三屆不斷修改與完善的實(shí)訓(xùn)改革，從效果觀察，學(xué)生的動(dòng)手能力普遍增強(qiáng)，許多學(xué)生從害怕單片機(jī)到喜歡單片機(jī)，課程設(shè)計(jì)許多學(xué)生選擇了綜合性較強(qiáng)、具有一定實(shí)用價(jià)值的課題，如“溫室大棚多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)”及“交流電壓檢測(cè)及數(shù)顯系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等，并更多地思考實(shí)際應(yīng)用面臨的問題，如性價(jià)比、抗干擾能力等，許多學(xué)生方案設(shè)計(jì)中選擇了內(nèi)置功能較強(qiáng)的新型單片機(jī)、串行總線的外圍芯片，軟件設(shè)計(jì)上也考慮了一些誤差修正的算法以提高精度，明顯地比前幾屆學(xué)生的工程素質(zhì)及實(shí)踐能力有了較大提高．越來越多的同學(xué)加入了單片機(jī)興趣小組，堅(jiān)持課外科技實(shí)踐活動(dòng)，并取得了一定成果．如11、12級(jí)電信班學(xué)生聯(lián)合申報(bào)的“三峽庫區(qū)遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”已獲學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題立項(xiàng)資助，正在開始系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試．10級(jí)電信班畢業(yè)設(shè)計(jì)有82%左右的學(xué)生選擇了和單片機(jī)有關(guān)課題，學(xué)生的實(shí)物作品及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文充分說明了學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力不斷增強(qiáng)．改革取得了較好的效果，學(xué)生的工程應(yīng)用能力及綜合素質(zhì)都得到了很大的提高．

4 結(jié)束語

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)體系改革與項(xiàng)目導(dǎo)向型課程教學(xué)改革相互配合，激發(fā)了學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神，拓展了學(xué)生的認(rèn)識(shí)視野，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、創(chuàng)新的工程素養(yǎng)和分析問題、解決問題的實(shí)踐能力，使學(xué)生的知識(shí)技能可以更好地與就業(yè)需求對(duì)接．實(shí)訓(xùn)體系的改革也對(duì)指導(dǎo)老師提出了更高的要求，需要更多的理論與實(shí)踐都有較高造詣的雙師型教師．在學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的過程中，要建立師資培訓(xùn)的長(zhǎng)效機(jī)制[9]，引導(dǎo)更多青年骨干教師參與到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革中來，推動(dòng)更多課程改革的良性互動(dòng)，將課程改革的效果做大做強(qiáng)，從而為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多優(yōu)質(zhì)的工程應(yīng)用人才．

[1]謝輝，陳立萬，陳強(qiáng).以“工程素質(zhì)”與“創(chuàng)新能力”為導(dǎo)向的電子信息應(yīng)用本科人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建[J].教育與職業(yè)，2012（273）：109-110.

[2]嵇萍，徐香梅.面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的單片機(jī)課程教學(xué)改革探索[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（1）：88-89.

[3]謝輝，陳立萬，王悅善.“理實(shí)一體化”單片機(jī)課程項(xiàng)目導(dǎo)向型教學(xué)法的探索與實(shí)踐——以重慶三峽學(xué)院為例[J].職教通訊，2011（16）：46-47.

[4]謝輝，李洪兵，李焱.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[5]葛浩，林其斌.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（10）：138-140.

[6]鄭梁，胡冀，徐平原，高惠芳，秦會(huì)斌.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新教育模式研究與實(shí)踐[J].電子電氣教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（9）：99-101.

[7]王敏杰.以職業(yè)能力為本位的實(shí)訓(xùn)教學(xué)考評(píng)模式探討[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2009（11）：33-34.

[8]張曉群.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，30（3）94-96.

[9]郭永明.應(yīng)用型卓越軟件工程師人才培養(yǎng)模式研究[J].重慶三峽學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）.

（責(zé)任編輯：朱 丹）

The Training Course Reform of Single-chip Computer and Engineering Talent Training

XIE Hui1CHEN Qiang1CHEN Liwan2LAI Yushu1
(1. School of Electronics and Information Engineering, Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing 404100, China; 2. Division of Teaching Affairs Administration, Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing 404100, China）

This paper proposes some reform measures to solve the problems of theory-practice divorce and insufficient engineering application ability training in single chip training system. By means of adopting project organization teaching and project development model, the teaching of theory and practice can be closely integrated. Reforming single chip teaching model, increasing project delivery and the practice of systematic checking and oral defense, etc. can better train the practical and self-teaching ability. Forming special interest groups and combining it with college students’ innovative experiment can prolong the study of single chip from inside class to outside class. The above reforms reveal that the multilevel and multi-model training reform of single chip training system can drastically promote the practical ability and comprehensive quality of students and is worth spreading.

single-chip computer; practical course; teaching reform; practical talents

G642.477

A

1009-8135（2015）03-0123-05

2015-02-25

謝 輝（1969-），女，重慶忠縣人，教授，碩士，主要研究工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)．

重慶市教委教改項(xiàng)目“單片機(jī)課程“項(xiàng)目導(dǎo)向型”教學(xué)模式的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：113013）；重慶三峽學(xué)院教改項(xiàng)目“應(yīng)用本科單片機(jī)課程實(shí)訓(xùn)體系的教學(xué)改革”（項(xiàng)目編號(hào)：JG120668）；重慶市教育科學(xué)規(guī)劃辦公室“高職教育師資培訓(xùn)長(zhǎng)效機(jī)制研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2012-GX-062）階段性成果