培養電子類專業學生創新能力的教學實踐探索

于　姣

(蘇州高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215009)

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培養電子類專業學生創新能力的教學實踐探索

于姣

(蘇州高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215009)

創新是使個人、集體乃至國家具有強大生命力和持久力的第一要素。為解決高職電子類專業學生的實踐能力不足的問題，以單片機課程教學為例，對單片機的教學進行了改革與探索，提出了面向創新教育的教學改革與實踐，以更好地培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。

單片機；創新能力；教學改革

0　引言

所謂創新教育，就是按照培養創新型人才的規律和方法，以培養人的創新精神和創新能力為目標的教育。愛因斯坦說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要”，解決一個問題也許是一個方式方法問題，而提出新的問題，需要創造性的想象力和思維能力，它常常標志著科學的真正進步。

江蘇省職業教育創新大賽已經舉辦了七屆，是我省職業教育的主題活動之一，這項活動的開展，意義重大而深遠，充分展示了職業創新教育的巨大潛力。很多參賽作品都是使用單片機作為主控芯片來完成的，這是將創新教育引入課堂教學的一個重要成果。通過單片機教學培養學生的創新能力，是高職電子類專業實踐教學環節中重要的一環，體現了高職學校教學改革的探索與創新意識，為實現知識向能力的轉化起了有力的助推作用。[1]

1　培養學生創新能力的依據

1.1傳統教學的局限性

傳統的單片機教學，先介紹單片機的硬件結構，接著是軟件編程，再介紹單片機系統各種外圍器件的應用，均是采用單片機的結構為主線。按照這種教學結構，學生普遍感到難學，尤其是在不知道一個單片機開發的完整過程的時候。另外，現在的教材基本上都是介紹原理，而不是圍繞單片機技術來編寫，再加上順序安排上又沒有考慮學生的接受能力，使得學生的學習過程變成一個充滿挫折的過程。

1.2傳統實驗教學的缺陷

實驗教學作為理論教學的輔助手段，內容上綜合設計、開放性實驗極少，只能以示范性、驗證性項目為主，學生被動地做固定實驗項目，不能激發出學習興趣。以前的實驗教學的學習過程是學生要想得到正確的結果，只要在接線時照搬實驗指導書中的接線圖，將計算機中存放的程序下載到單片機中，做到連線無誤、操作正確就可以了。實驗時不甚了解硬件和軟件的設計及調試等問題，只注重得到正確的實驗結果，學生的動手能力和創新能力無法得到鍛煉，教學效果得不到有效保證。[2]

1.3學生有效學習的需要

單片機課程本身具有很強的實踐性和一定的難度，傳統的填鴨式教學方法很難調動學生的學習積極性，他們常常會畏懼編程，對硬件電路設計沒信心，動手能力及工程實踐能力也少有機會鍛煉提高，這就難以達到理想的教學效果。

2　培養學生創新能力的實踐探索

2.1以豐富的教學內容調動學生的學習興趣，促進教學質量的提高

基于以上情況，在單片機教學中應堅持以應用為目標，放棄傳統的以硬件結構為主線的教學方法，以實際項目的開發過程和方法為主線。不管硬件結構和軟件的先后順序，為了完成一個任務，將一個個知識點融入到各部分任務中，組合每個部分的不同知識點，完成第一個任務就能了解單片機的開發過程。完成第二、第三個任務，就能自己模仿性地操作，使學習過程成為一個充滿成功、喜悅和不斷增強自信的過程。[3]學生可以進行單片機的初步應用嘗試，不必學完單片機的全部知識體系。隨著項目的逐漸進行，知識逐漸完善，能力逐漸提高，完成所有任務時，就具有了初步模仿、開發的能力。

在不同章節的授課中，引用一些與該章節內容相關的單片機應用實例，挑選一些任課老師本人科研項目中實際的單片機應用題目或比較有實用價值的題目，要求學生以小組的形式，通過團隊合作提出自己的解決方案。這樣，學生就有機會參與實際應用的設計，培養學習興趣和創新能力，并一定程度地獲得老師寶貴的科研經驗。

2.2改革實踐任務教學內容，強化學生能力的培養

單片機實驗有驗證性實驗、設計性實驗和開放性實驗，我們把這三種實驗進行了系統化和科學化處理，以進一步提高實踐教學的質量。

驗證性實驗要求學生按照實驗指導書的具體步驟，詳細的電路原理圖連接實驗電路，并將編寫好的程序下載到單片機硬件電路里運行。通過完成這些實驗，學生在單片機系統、數字接口電路、模擬電路等方面的知識得到較全面的綜合利用，并通過觀察實驗現象、分析實驗結果，進一步加深對單片機應用系統的理解和認識。

設計性實驗是按照教材內容，對學生不指定實驗步驟，也不給出實驗電路及實驗程序，要求學生根據課程要求，自行設計實驗方法、繪制實驗電路、編寫實驗程序，從而獲得所要求的實驗現象或實驗結果。設計性實驗方法要求學生熟練軟硬件的設計，并具有較高的分析問題和解決問題的能力。設計性試驗教學有一定難度，一般可放在教學過程的最后階段進行。

開放性實驗中，學生可不受具體教學內容限制，根據自己的興趣選擇實驗內容，獨立或合作設計、調試和運行實驗系統。開放性的實驗方法可使學生完善和提高自學能力及創造能力，是培養創新人才的有效途徑之一。學校可以建立開放實驗室，在實驗教學時間之外，另外安排時間，給學生以充分發揮才能的平臺。這樣能使學生最大程度地掌握所學單片機應用技術，做到學以致用。在設計中充分發揮學生的創造力，激發學生的創新意識，目的是培養學生將所學到的理論運用于實踐，獨立解決實際問題的能力。

2.3完善考核制度，建立科學的評價體系

以往的考試以筆試形式為主，考題側重于知識記憶，例如背幾個小程序、寫幾個單片機的硬件組成等。筆試形式的考核，難以反映學生知識的應用能力，可以在筆試的基礎上加強開放性考核，從學生的思維能力、分析能力、創新能力和動手能力等多方面進行綜合考核，建立一套科學的評價體系。

我校將單片機課程的考核和無線電調試高級工中單片機部分的考核相結合，以項目為載體，學生通過抽簽選擇不同項目，完成硬件電路的連接、軟件的編程和系統的調試運行。并能按照主考老師的要求，修改程序內容，完成功能上的改進。這種以項目為載體的實踐應用型考核方式激發了學生的創造潛能。

在單片機課程考核方式中可以增加綜合型試題，同時也考慮一定比例的設計型試題。理論教學是實驗教學的基礎，實驗教學是理論教學的補充和強化，二者的關系是相輔相成的。因此，我們在對學生成績進行評價時，將理論考試、實驗能力考核以及課程設計等考核形式結合起來，多角度最大限度地以客觀、公正的視角對學生所學知識和創造能力做出合理的評價，使學生的綜合素質最大程度地體現出來。

2.4理論與實際相結合，多途徑培養學生的創新能力

2.4.1職業教育創新大賽和技能大賽相結合

組織學生參加有針對性的訓練，并挑出部分優秀學生參加職業教育創新大賽和技能大賽等比賽，將課堂上所學到的知識充分地應用到比賽項目中。這樣可以充分滿足優秀學生的學習要求，激發學生主動學習的熱情，培養學生獨立分析解決問題的能力以及綜合科研能力。總之，積極為學生提供各種實踐機會和環境，讓學生盡可能多地接觸生產實際，是我們重要的出發點。

2.4.2課外興趣小組和畢業設計相結合

學校和系部為培養電子類專業學生的創新能力提供了豐富的平臺。例如，組織學生成立單片機應用課外興趣小組、單片機社團、機器人社團等，定期組織活動，不僅豐富了學生的業余生活，更重要的是讓學生在娛樂中開發創新思維、鍛煉動手能力，最大限度地挖掘學生的潛力。

畢業作品的制作過程也是培養學生創新能力的良機。我們引導學生觀察與日常生活相關的電器或儀表等，要求每個學生根據自己的喜好自主選擇一個課題，明白設計的具體目標，并對自己如何完成這一學習任務有一個完整的構想，完成畢業設計與制作。帶著要解決的問題去教學，學生會主動學習，充分激發他們的求知興趣，調動學習的積極性。

2.4.3基地建設和校企合作相結合

學生小創造、小發明活動貴在探究難題。為解決創造發明中設備、資源、技術等難題，學校采用走出去、請進來的方法。老師帶領創新發明小組學生多次跑市場、下企業，參加工業博覽會，與一些企業進行合作交流，解決技術上、設備上的一些難題。

學校在原有校內實訓基地的基礎上，發展校企共建為特色的實習模式。校企聯合建立實驗室或者開發科研項目，積極利用企業的先進生產設備和不斷創新的技術，為培養學生的實踐技能和創新意識提供了條件。通過校企合作模式，學校探索出培養學生的新思路，學生的動手能力得到鍛煉，還幫助企業解決了研發難題，實現了了學校、企業和學生三方共贏。

2.5善用各種創新方法，增強學生創新意識

在各種教學實踐中，會有很多機會去發現問題、解決問題，這個過程對培養學生的創新意識很有意義。發明創造的方法有很多，如希望法，即觀察事物，提出希望；缺點法，找出現有產品的缺陷，克服它；組合法，將兩個或兩個以上已有的技術，通過結合或重組，獲得整體功能的新技術；逆向法，從事物的一個方面想到它的相反方面，等等。

在學生制作創新作品的時候，老師要教會學生專利檢索的方法，以避免自己的創新作品與他人重復，造成不必要的浪費。在查詢專利的過程中，讓學生看到小發明占各種專利的數量，懂得創新不只是技術復雜、難度較大的重大發明，也可以是小改小革的小發明。由此讓學生認識到，在日常工作、學習和生活中，時時處處都可以有創新發明，關鍵是要有創新的意識和激情。

3　結語

我們在單片機課程的教學中，總結出許多有新意的教學方法，嘗試進行創新教育，并取得了良好的效果。學生從被動學習變為主動探索，體會了學習的樂趣。

將創新教育融入單片機課程的教學模式，在提高電子信息類專業學生創新能力的同時，也要求教師有更強的科研能力和成果，以給學生及時、有效的答疑和輔導。在實踐教學中，將理論與實際相結合，鼓勵學生自己動手制作作品參加創新大賽，在參加創新大賽的過程中鞏固所學的專業技術知識，培養和提升學生創新的能力。

[1]姜春華，李成仁，宋利民，等．電子技術課程設計的教學體系和教學模式[J]．遼寧師范大學學報，2002，25(1).

[2]牛分中，宋風娟．高校單片機課程實踐教學的改革與探討[J]．教育與職業，2008,21.

[3]張光亞．單片機課程創新教育與研究性學習的探索[J]．中國成人教育，2007,1.

(編輯馬海超)

Exploration on Teaching Practice of Cultivating the Innovation Ability of Electronic Students

YU Jiao

(Suzhou Higher Vocational Technology School, Suzhou 215009, China)

Innovation is the first element to enable individuals, groups and even countries to be with strong vitality and endurance. To solve the problem of being lack of practical ability of the electronic students, taking the MCU teaching for example, reform and exploration on the MCU teaching are carried out. Teaching reform and practice for innovation education are proposed, in order to better develop students’ awareness, spirit and ability of innovation.

MCU; innovation ability; teaching reform

2016-07-05

本文系2015-2016年度江蘇省職業技術教育學會職業教育研究立項課題：《基于“云平臺”的高職電子類專業“可應用性”課程改革的實踐與研究》。(編號XHGZ2015018)

于姣(1981-)，女。江蘇蘇州人。碩士，講師。主要研究方向：高職教育和電子技術。

G712

B

1672-0601(2016)08-0071-04