教學(xué)資源匱乏條件下的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革研究

張洪洲等

【摘 要】近年來，隨著高校的快速發(fā)展，綜合性大學(xué)數(shù)量日益增多，幾乎所有的高校都開設(shè)工學(xué)等熱門專業(yè)。新疆各高校也逐步轉(zhuǎn)型為綜合性大學(xué)，由于地域等因素的影響，教學(xué)資源的配置和高校的發(fā)展沒有達(dá)到同步；因此，長期以來新疆高校的工科類專業(yè)的教學(xué)資源相對比較匱乏。單片機(jī)課程作為工科專業(yè)的專業(yè)課，在現(xiàn)有教學(xué)資源相對匱乏條件下，應(yīng)該如何進(jìn)行該課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)成為了一個(gè)亟待解決的問題。本文根據(jù)目前新疆地區(qū)工科類專業(yè)教學(xué)資源相對匱乏的條件下，針對大農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，本著服務(wù)新疆的原則，結(jié)合南疆塔里木大學(xué)的專業(yè)特色；在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革過程中，引入產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式，在近幾年的實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中取得了一些成績。

【關(guān)鍵詞】資源匱乏；單片機(jī)；實(shí)訓(xùn)；教學(xué)改革

農(nóng)科院校工科類專業(yè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程與底蘊(yùn)豐富的理工科院校工科類專業(yè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)要求和教學(xué)條件有一定的差別[1-2]。大致有：（1）農(nóng)科院校工科類專業(yè)單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)部分學(xué)時(shí)相對較少；（2）農(nóng)科院校工科類專業(yè)的學(xué)生在電子設(shè)計(jì)方面的底子比較薄，基礎(chǔ)較差；（3）農(nóng)科院校工科類專業(yè)單片機(jī)課程師資配置不合理，年齡分布不均勻，沒有形成一個(gè)高效的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。另外，近幾年來，南疆地區(qū)高校工科類專業(yè)畢業(yè)生社會(huì)需求比較穩(wěn)定，但是學(xué)校擴(kuò)招規(guī)模較大，原有的供需平衡已經(jīng)被打破；基于以上幾點(diǎn)，尤其是教學(xué)資源相對匱乏的條件下，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)過程中，一些不利于學(xué)生日后就業(yè)發(fā)展的教學(xué)方式需要改變，摒棄一些過時(shí)的實(shí)訓(xùn)方式，保留現(xiàn)有教學(xué)中的精華部分，在現(xiàn)有的資源配置基礎(chǔ)上，引進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式；使單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果達(dá)到最佳。

1 現(xiàn)有的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源配置情況

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)所必須的兩大資源：師資和硬件資源[3-5]。南疆地區(qū)院校工科類專業(yè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)科組現(xiàn)有10名授課教師，授課教師的學(xué)歷均為碩士研究生，但是授課教師的年齡結(jié)構(gòu)分布不合理，傳統(tǒng)理念占主導(dǎo)地位，年輕教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足；教師資源配置沒有達(dá)到最優(yōu)化；在硬件資源方面，塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院現(xiàn)有凌陽單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、DSP實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生電子大賽實(shí)訓(xùn)基地以及單片機(jī)工程師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)；這些硬件在購置時(shí)均為國內(nèi)一流的技術(shù)水平。但是隨著時(shí)間的推移，這些硬件沒有得到適時(shí)地升級和維護(hù)，致使這些現(xiàn)有的硬件資源與當(dāng)前的前沿的主流技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)生了偏離，沒有達(dá)到與時(shí)俱進(jìn)的狀態(tài)。

另外，雖然有一定的硬件基礎(chǔ)，但是在實(shí)訓(xùn)授課過程中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式依然是主導(dǎo)地位。教學(xué)大綱依據(jù)的是理工科院校的工科專業(yè)單片機(jī)教學(xué)大綱編寫的，所以，在一定程度上不符合農(nóng)科院校工科學(xué)生的現(xiàn)實(shí)要求。

2 教學(xué)資源匱乏條件下實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式及典型例題分析

現(xiàn)今南疆地區(qū)院校的工科類專業(yè)教師資源配置不合理，硬件資源不能和當(dāng)前的主流技術(shù)達(dá)到同步，另外，高校招生狀況不規(guī)則，以塔里木大學(xué)為例，農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè)13屆畢業(yè)生78人，14屆畢業(yè)生66人，15屆畢業(yè)生52人，16屆畢業(yè)生126人，17屆畢業(yè)生80人，前幾屆的畢業(yè)生就業(yè)狀況較好，這就導(dǎo)致一些誤區(qū)，培養(yǎng)方案和教學(xué)要求要適時(shí)地根據(jù)該屆畢業(yè)生的規(guī)模做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以時(shí)應(yīng)當(dāng)年的就業(yè)形勢需要。基于以上的現(xiàn)實(shí)條件，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)引入產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式。南疆地區(qū)高校培養(yǎng)的畢業(yè)生多數(shù)都是為南疆服務(wù)的。南疆主要以棗棉等農(nóng)作物為主體；隨著科技的不斷發(fā)展，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，這些單位要求員工對農(nóng)機(jī)具的性能，維修等方面要求越來越高，而單片機(jī)在民用產(chǎn)品中的強(qiáng)大功能得以體現(xiàn)[6-7]；因此，在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，要有針對性，每一個(gè)例題的選取都要和南疆地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的需要息息相關(guān)。

例如，在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)過程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)設(shè)計(jì)題，電風(fēng)扇風(fēng)力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求：（1）三個(gè)獨(dú)立的按鍵分別控制“自然風(fēng)”，“睡眠風(fēng)”，“常風(fēng)”三者的區(qū)別是電機(jī)的停歇時(shí)間不同，并且在數(shù)碼管上顯示出區(qū)別；（2）每種風(fēng)設(shè)四個(gè)檔的風(fēng)力調(diào)節(jié)；（3）設(shè)計(jì)風(fēng)扇過熱保護(hù)，用繼電器實(shí)現(xiàn)即風(fēng)扇運(yùn)行一段時(shí)間后，風(fēng)扇停止運(yùn)行10秒鐘。在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)此題過程中，先確定設(shè)計(jì)思路，畫出硬件電路圖，在軟件上實(shí)現(xiàn)仿真，最后完成硬件搭建等；每一個(gè)環(huán)節(jié)都很詳細(xì)的為學(xué)生講解，但是經(jīng)常會(huì)忽略了一個(gè)問題，這個(gè)題對農(nóng)科院校的工科學(xué)生有什么用處？

我們可以將這個(gè)題與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些設(shè)備的部分功能相結(jié)合，例如，風(fēng)扇的風(fēng)力調(diào)速其實(shí)質(zhì)就是電機(jī)調(diào)速，機(jī)采棉的軋花機(jī)就有軋花調(diào)速控制部分，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了，教學(xué)效果很明顯。

3 結(jié)束語

以上是我們課題組對教學(xué)資源匱乏條件下對單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式應(yīng)用的一些嘗試，取得了一些成績。學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力顯著提高。

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[責(zé)任編輯：湯靜]