激發大學生主觀能動性 提高動手實踐能力

郭 棟 白 銳 王春霞遼寧工業大學電氣工程學院 遼寧錦州 121001

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激發大學生主觀能動性 提高動手實踐能力

郭 棟 白 銳 王春霞
遼寧工業大學電氣工程學院 遼寧錦州 121001

摘 要：從激發學生的主觀能動性入手進行單片機原理及接口技術課程的教學改革。在分析現有教學弊端的基礎上提出講好第一節課對調動學生主觀能動性的重要作用，從教學內容、教學方法、考核方式上進行改革，并提出實物教學及動手實踐考核的觀點，提高了學生的設計能力和動手實踐能力。

關鍵詞：主觀能動性；教學改革；模塊教學；實物教學

主觀能動性是潛在于主體中有目的、有計劃地認識世界和改造世界的積極主動的屬性，是由人的實踐本性內潛在派生出來的永不枯竭的創造力量[1,2]。在學習和工作中，只有充分發揮自身主觀能動性，才能最大限度地促進學習進步。如何在教學中讓學生發揮自身的主觀能動性，積極主動帶著問題、帶著探索精神學習，是學生學好一門課程的關鍵。那么如何在教學中使學生充分發揮主觀能動性，教師在教學過程中如何進行教學是廣大高等學校教師急需共同探索和研究的問題。下面以單片機原理及接口技術課程為例，淺析在教學過程中如何進行教學改革從而激發大學生的主觀能動性，提高大學生的實踐動手能力。

1 單片機原理及接口技術課程特點及教學中存在的問題

1.1單片機原理及接口技術課程的特點[3,4]

(1)該課程內容豐富，涵蓋了硬件資源、軟件編程以及應用設計三大部分，三者之間內容跨度大，但又相互滲透、緊密聯系，學生需要多角度思維，難以理解和掌握。

(2)該課程應用性及實踐性非常強，很多教材內容與工程實踐的要求相比相距甚遠，與以往的學習方式發生了很大的改變，可以借鑒的經驗少，短時間難以學會。

1.2目前教學存在的問題

(1)目前單片機原理及接口技術課程教學采取以理論講授為主，實驗教學為輔，外加課程設計的教學模式，教師按照教材的編寫順序進行理論課的講授，各部分知識點相對獨立，學生在學習整本書之后對單片機開發的過程仍然不了解，甚至不知道所謂的“燒程序”是什么，“bug”是什么。

(2)實驗教學以單片機實驗箱為主要實驗平臺，而實驗箱是一個“黑匣子”[5]，實驗中學生只是簡單的在輸入輸出之間連接線路，對實際電路的工作原理根本不懂。而且單片機實驗箱進行實驗實際是一種仿真操作，涉及不到真正的電路設計過程，學生學過之后就連最基本的元件識別都不會，連編程和仿真器都不清楚[5,6]。

(3)課程設計環節主要以學生設計電路原理圖、編寫程序為主，不存在實物制作及調試過程，學生只能在固定實驗題目范圍內變更接線，對程序稍加改動驗證，無法調動學生的主觀能動性，無法發揮學生的想象力。

(4)現有的教學模式忽略了工程設計方面的訓練，學生動手實踐能力差。

針對教學中存在的問題，分析原因，主要有兩點：一是教學手段未能引起學生的興趣，學生的學習僅僅是為了應付考試；二是學生缺乏主動學習的精神。在教學中發現，學生對于動手實踐方面存在著濃厚的興趣，但是這種勁頭難以持久，尤其是遇到困難而無法解決的情況下更是如此；同時通過觀察發現，如果學生能夠積極主動的學習，就能夠克服種種困難，取得良好的成績，使自己具有較強的動手實踐能力和創新能力。

2 教學內容改革

(1)鑒于學生對實驗實踐教學更感興趣，因此減少理論課授課學時增加實驗實踐授課學時。對于56學時的單片機原理及接口技術課程，由原來的48學時理論授課、8學時實驗授課改為40學時理論授課、16學時的實驗授課。

(2)傳統教學中講述的是匯編語言，雖然匯編語言有其自身的優勢，但是由于編寫的程序靈活性差、可移植性差，設計人員必須清楚了解硬件結構才能進行開發，導致開發難度大，而實際工作中主要采用C語言進行程序設計，為了讓學生畢業后能迅速適應新的角色，在教學中引入C語言(C51)，在講述匯編程序設計的同時講授C51程序設計。

(3)增加實踐考核環節，課程學習初期給學生布置實物設計制作任務，學生在學習過程中逐步完成實物制作，在考試前進行任務檢查并完成答辯。這樣學生帶著任務去學習，目標明確，完成后成就感強，對于培養學生的興趣起到了積極的作用，有了學習的興趣，學生就會愿意學、主動學。

3 教學方法改革

3.1上好第一節課 激發學生的學習興趣

傳統教學中第一堂課的內容是：教師對單片機進行整體介紹以及理論知識的講授，內容死板，學生可能產生抵觸情緒，學習興趣低落，更談不上主動去學習，要改變這種狀態就要改變這一傳統教學模式，采用引人入勝、出奇制勝的方法，做到“一炮打響”，讓學生產生濃厚的興趣。因此采用多媒體及實物參觀的方式完成第一堂課內容的講授。首先采用多媒體視頻資料展示出單片機應用的各個領域，讓學生對單片機的作用有一直觀認識，然后帶領學生參觀單片機實物展室及電子大賽作品展室，并通過大四學生的介紹與實際演示，向學生展示單片機的神奇之處，并讓學生們知道自己能夠完成這些作品的設計，通過這種方式激發學生的學習熱情，調動學生的學習積極性。這種授課方式打破了傳統理論教學模式，能使學生對小小單片機芯片發揮的作用產生興趣，從而在第一堂課就讓學生產生想要學習這門課程、想要學好這門課程的思想，為后續的理論課教學、實驗教學、課程設計奠定堅實的基礎，能夠起到事半功倍的效果[7,8]。

3.2改變傳統教學方法

目前單片機原理及接口技術課程教學普遍采用的授課方式是：先集中講授理論課而后集中完成實驗，也有的采用理論與實驗教學穿插授課的方式。由于實驗教學以單片機實驗箱為實驗平臺，實驗中學生只是簡單的在輸入輸出之間連接線路以及輸入程序觀察現象，難以將講授的理論內容與實際相結合，造成了理論課死記硬背、實驗課應付過關的局面。為了培養學生的動手實踐能力，打破常規的授課方式，采用模塊化教學的手段，將整本書的授課內容劃分為若干模塊(根據學時以及實驗室資源情況進行劃分)，根據教學需要再將每一模塊劃分成若干小節，形成理論與實驗構成一單元(2學時)的授課內容，并在實驗室完成授課；同時要求學生課前預習即將講授的內容。實施的過程為：教師前半節課進行理論講解，學生可以利用課間時間思考，后半節課的前20分鐘學生根據講授的知識自己設計實驗，后30分鐘進行實驗調試。這樣能夠讓學生做到當堂課的內容當堂吸收，由于可以實際演示，激發了學生的興趣，培養了學生的動手實踐能力。

3.3采用實物教學手段 調動學生主觀能動性

由于采用實驗箱進行教學不能使學生得到單片機開發過程的鍛煉，因此采用實物教學的方式來培養學生這方面的能力。授課教師根據授課內容設計一款綜合實驗板(要與教學用實驗箱所用的功能一致)，并將該實驗板根據授課內容劃分為若干模塊。具體實施過程為：每次上課時按照劃分的模塊及教學內容向學生發放電子元器件，包括單片機、模塊芯片及一定數量的電阻、電容、電感等常用元器件，并指導學生進行焊接(上課時僅講述焊接注意要點，課后學生根據指導書完成)；教師上課時根據授課內容在實驗箱上進行編程訓練，而學生課后需要根據指導書進行焊接調試，并在完成的實物上實現課堂內容。在學生操作的過程中會涉及一些實踐知識，促使學生積極主動的思考，發揮其主觀能動性，尋求解決方案。例如，單片機工作時需要5 V電源供電，那么如何供電呢？實驗箱中的電源是集成在實驗箱內部的，通電就可以使用；而實際制作時需要自己準備電源，解決的途徑有：購買現成的穩壓源，或者根據模擬電子學過的知識用7805芯片制作最簡單的5 V穩壓源，但不管是購買現成的穩壓源還是自己動手制作，與自制作品連接時都需要有電源接口，電源接口又該如何設計呢？這一系列的問題都是在實驗箱實驗過程中涉及不到的，這就迫使學生自己去思考、研究，從而積累實踐經驗，培養獨立思考問題、解決問題的能力。同時學生在制作時又涉及元器件的布局、焊接等知識，通過點滴積累，學生就學會了思考與動手，課程結束之后，學生可將各模塊進行連接，最終完成綜合實驗板的制作與調試。在整個學習期間，鼓勵學生自主選擇元器件和芯片，如可用電阻排代替一組同阻值電阻等，使得學生經歷自主選件、焊接電路、軟件編程，充分掌握硬件設計及軟件調試整個過程，全面了解一個作品開發研制的全過程，激發學生的興趣，充分調動學生的主觀能動性，培養學生的動手實踐能力。

4 考核方法改革

傳統教學中采用以考試為主的考核方法，不利于學生動手實踐能力的培養，因此增加技能考核手段，占課程期末總成績的30%。采取的措施是學生根據教師給定的題目(課程學習初期下達)，在考試前完成相應題目的實物設計與制作，根據完成情況評定成績。學生在實物制作過程中可以采取查閱資料、借鑒、相互討論、答疑等形式，但是評定成績時需要進行答辯，深入考核學生在完成實物制作時出現的問題、解決的方案以及目前掌握的程度，嚴格避免有些同學渾水摸魚現象的發生。通過增加技能考核手段促使學生積極主動思考、努力解決在實物制作過程中出現的各類問題，逐步培養建立起獨立思考問題發揮其主觀能動性的能力，培養了學生的自學能力、動手實踐能力和創新能力，有利于學生綜合運用所學知識。

5 激勵制度

組織學生積極參加校級及省級的創新創業訓練計劃項目以及大學生電子設計大賽，機器人大賽等各種比賽，對參與項目以及競賽并取得一定成績的學生給予獎勵，遼寧工業大學制定了《遼寧工業大學創新學分管理規定》《遼寧工業大學關于對參加省級以上大學生創新競賽獲獎項目進行獎勵的有關規定(修訂)》《遼寧工業大學關于參加省市級以上比賽獲獎學生考試成績加分的有關規定》等規章制度[9]，通過項目及競賽，可以使學生充分了解自己的情況，激發學生的熱情及興趣，促進學生主動參與，很好地發揮了學生的主觀能動性，充分提高了學生的動手實踐能力及創新能力，為走上工作崗位打下良好的基礎。

6 結束語

在以培養創新型人才為目標的教育背景下，以調動學生主觀能動性為主的教學改革對提升學生的動手實踐能力及創新能力具有積極的促進作用。通過講好第一節課、實物教學以及動手實踐考核等措施的實施，所教學生在大學生創新創業訓練計劃項目、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生電子設計競賽中都取得了喜人的成績，達到了教學的目的，提高了學生動手實踐能力及創新能力。通過近兩年的小范圍實驗證明，所提措施對于激發學生的主觀能動性是切實可行的，對于培養學生的動手實踐能力及創新能力具有不可替代的作用。

參考文獻

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[3] 張子紅,劉鑫.基于Proteus的單片機課程教學改革[J].單片機與嵌入式系統應用,2010(11):15-18.

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[5] 王東升,劉明黎,張熒.單片機課程教學改革探索[J].職業技術教育,2009(23):38-39.

[6] 申桂英.單片機課程教學改革的探索與實踐[J].農機化研究,2003(7):235-236.

[7] 郭文川.單片機課程教學改革探討[ J ] .中國農機化,2012(5):177-179.

[8] 宋躍,余熾業,胡勝.省級精品單片機課程教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2012,31(4):124-125.

[9] 王俊生王迪王春霞.大學生創新創業教育基地建設保障措施—以遼寧工業大學為例[J].遼寧工業大學學報:社會科學版,2015,17(5):101-103.

Stimulate Students' Subjective Initiative Improve Practice Ability

Guo Dong, Bai Rui, Wang Chunxia
School of Electrical Engineering, Liaoning University of Technology, Jinzhou, 121001, China

Abstract:The teaching reform of the SCM Theory and Interface Technology curriculum is carried out from the aspect of stimulating students' subjective initiative. The existing problems are analyzed and then the important role of the teaching of the first class to mobilize students’subjective initiative is put forward. The reform is carried out from the aspects of teaching content, teaching method, evaluation means. Then the viewpoint of material object teaching is put forward. The students' design ability and practice ability are improved.

Key words:subjective initiative; teaching reform; module teaching; material object teaching

基金項目：2014年遼寧省普通高等學校本科教育教學改革研究項目(編號：UPRP20140643)；2014遼寧工業大學教學改革項目(編號：2014031，2014033)。

作者簡介：郭棟，博士，副教授。

收稿日期：2015-12-23