面向技術應用型人才培養的“單片機原理及應用”課程教學改革初探

沈陽科技學院 任 艷

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面向技術應用型人才培養的“單片機原理及應用”課程教學改革初探

沈陽科技學院 任 艷

【摘要】根據工程技術應用型人才培養模式的培養目標和要求，總結了傳統“單片機原理及應用”課程教學存在的不足，進而對“單片機原理及應用”課程從教材選取、教學大綱內容修訂、教學具體實施過程、考核方案、課程設計等幾方面進行改革探索，提出了“單片機原理及應用”課程教學改革方案，通過實踐，能夠非常好的激發學生的積極性，達到了很好的教學效果，彌補了傳統“單片機原理及應用”課程教學的不足，為應用型人才的培養奠定了堅實的基礎。

【關鍵詞】技術應用型；單片機原理及應用；改革

中國工程技術人員隊伍的總體數量逐年提高，但質量較差［1］。工程教育的目的是為學生將來成為一名具有專門技術、社會意識和創新精神的成功的工程師打下良好基礎［2］，而中國工程教育卻存在許多缺陷。作為民辦高等院校，如何進一步提高民辦高等教育質量，培養出實踐性較強的畢業生，必須對傳統的人才培養模式進行改革。技術應用型人才培養模式是我國高等教育發展的必然趨勢，而一個好的人才培養模式離不開課程，因此本文以技術應用型人才培養為前提，對“單片機原理及應用”課程教學改革進行研究。

一、技術應用型人才培養模式

應用型人才可以分為學術型、工程型、技術型和技能型4種類型，普通高等院校尤其是民辦高校培養的畢業生能很快適應社會需求和地方經濟發展以及建設需求，在人才培養過程中采用“3+1”人才培養模式。“3”即專業要求的理論知識在前三年內完成，要有內涵的，有水平的強化實踐能力，從增加課內實踐教學、建設專業科研平臺、與企業加強合作、課程設計改革、鼓勵學生參加各種科技競賽、不斷提高教師的指導能力與水平等方面加強學生前三年實踐能力的培養；“1”即進入第四年，在第七學期設置畢業實習環節，第八學期進行畢業設計（論文）環節，找到有創新性的培養能力的有效措施與方法，并有質量的，有特色的培養這種技術應用能力。人才的培養離不開課程，“單片機原理及應用”作為電氣信息類專業的一門核心課程，在學生實踐、創新能力的培養方面占有重要的地位和作用，然而在傳統的教學中卻存在諸多問題，因此必須對“單片機原理及應用”課程進行改革研究。

二、傳統的單片機原理及應用課程教學存在的不足

（1）在教學過程中，重視傳授知識，不重視學生創新能力、設計能力的培養。

（2）在教學方法上，單一，缺少互動環節，大多數自控能力差的學生多是在睡覺、玩手機、看雜志，無法很好的調動學生的積極性，這樣使得教學效果非常不理想。

（3）在實驗的安排上，多為驗證性實驗，缺乏對學生設計能力、創新能力的培養。

（4）考核一般以筆試為主，使得學生更偏重于理論知識。

三、單片機原理及應用課程教學改革

（一）教材選取

根據學生實際、教學目標合理選擇教材，需要以應用為主，選擇將整門課程分成多個項目的教材。

（二）單片機原理及應用課程教學大綱修訂

結合市場調研得出崗位需求、社會需求、學院和專業培養目標，制訂單片機原理及應用課程教學大綱。本著“緊扣應用能力培養主線原則”，圍繞專業人才培養目標，結合人才方案中知識、能力、素質支撐體系內容需要，對課程教學大綱進行系統性制訂。

教學大綱修訂中將本門課程分為5個工程任務也可稱為 5個學習情境，包括基于單片機的七段數碼管廣告牌設計、基于單片機的交通燈設計，基于單片機的數碼管顯示的密碼開關設計，基于單片機的電子鐘設計，基于單片機智能溫度測控系統設計共5個項目為載體來組織教學，學習情境完全按照基于工作過程的教學模式展開教學，培養學生的創新能力、設計能力、撰寫報告的能力等。

（三）教學實施過程

學習情境是進行知識與技能傳授的紐帶，本課程安排了5個學習情境，每個學習情境即每一個任務在實施過程中分為 6個步驟：

步驟一：上課之前，下發任務書，劃分競爭性團隊。（3-4個人一個團隊，每個團隊以團隊為單位進行獎懲，對于每個隊員的分數由組內成員自行分配），用于各團隊學生提前進行預習。

每個項目下發任務書體現如下（以基于單片機的七段數碼管廣告牌設計為例）：

步驟二：制定項目執行計劃，小組討論，設計、確定系統方案。

步驟三：完成系統硬軟件設計。其中包括硬件電路設計和軟件流程圖和程序設計。

步驟四：課上實施采用小組競賽的方式，上課時隨機抽取一個或兩個團隊同學進行項目或知識點匯報，每個團隊同學在項目匯報后選取對抗團隊，對抗團隊對講授團隊進行提問，根據回答，教師以及其余同學對該表現進行打分（對回答正確的加分，如果回答不對，可以讓其余組同學進行搶答，對回答比較合理的進行加分）。表2位列出團隊競賽得分明細表。

表1　以基于單片機的七段數碼管廣告牌設計任務書

表2　團隊競賽得分明細表

陳述報告的題目完全正確得5分，若有錯誤每個錯誤扣一分，累計得分，此處各個團隊搶答，搶到并答對的團隊得到對方扣掉的分數。陳述與搶答的時間不超過8分鐘。

陳述報告后對抗提問不少于兩個，多則不限，不超過7分鐘。問題回答正確最多5分。若回答錯誤，可由對抗團隊自行回答，那么對抗團隊得分；也可由其他團隊搶答，搶答團隊可分得問題一半分數，具體分數可由對抗團隊自定。

根據陳述報告總結知識點，由陳述團隊總結，其他團隊若覺得不足可補充，每點加0.5分。

最后五分鐘教師提問，團隊搶答。搶到的團隊可自己回答或拋給其他團隊回答，搶到團隊回答正確每個問題加2分；拋給其他團隊，若其他團隊回答正確，搶到團隊不加分，回答正確的團隊加分；若其他團隊回答不正確，搶到團隊回答正確，從其他團隊扣2分，共加4分給搶到的團隊。

附加分加給能夠糾正錯誤，提出質疑的同學，每次2分。

步驟五：教師對講授團隊所講內容進行評價，對講授團隊和對抗團隊以及搶答環節同學們的表現進行總結，對知識點講的不透徹的知識點進行補充并講解典型例題。

步驟六：教師給出典型練習題，對所學知識點進行鞏固練習，使全部同學都能動手練習，使每個學生都能掌握所學知識。

（四）考核方面

改變單一的筆試考核方式，考核形式由以下幾個方面組成：平時出勤占總成績的10%，課堂表現占總成績的20%，項目作業占總成績的30%，期末筆試占總成績的20%，實驗占總成績的20%包括實驗預習報告、準備預習實驗問題、還要引導學生進行實驗方案設計，對于提出創新、有效實驗方案的學生要予以一定的分數鼓勵。

（五）完善課程設計實踐環節

本實踐環節在人才培養過程中，對學生的設計開發能力的培養上有支撐作用。設計的題目，要求都來源于實際生產生活或者實際生產需要。與企業加強合作，將一些課程設計與實訓項目拿到企業來做，由校內指導老師和企業工程師共同指導，使學生在實際工程或實際項目中得到鍛煉和提高。考核環節由原有的論文（圖紙）設計改成作品設計、論文（圖紙）表述以及設計答辯三個環節；教師加強時間管理，任課教師要有設計的時間安排表，方便學生安排設計進度。

（五）鼓勵學生參加各種科技競賽

例如省級或全國的大學生電子設計大賽和創新創業競賽，通過大賽的鍛煉，使學生單片機設計能力有一個很大的提高。引導學生參與創新研發、發明，并進行實用新型、發明專利的申請。鼓勵學生參與校際合作項目和教師科研項目，增加學生溝通實踐能力的培養力度。

四、結束語

以技術應用型人才培養為前提，將多種教學方法相結合，研究《單片機原理及應用》課程，從教材選取、大綱修訂、教學實施、教學考核等方面進行改革，突破了傳統的教學方式，通過實施，能夠大大提高學生的積極性，能夠讓學生在快樂中學習，教學效果顯著。

參考文獻

［1］查建中，何永汕.中國工程教育改革三大戰略［M］.北京理工大學出版社.

［2］Edward F.Crawley 等著，顧佩華等譯.重新認識工程教育-國際CDIO培養模式與方法［M］.高等教育出版社，2009.

作者簡介：

任艷（1982-），女，遼寧沈陽人，碩士，講師，現供職于沈陽科技學院信息與控制工程系，研究方向：智能家居。