卓越工程師背景下的應用型工科院校單片機課程教學改革初探

白秋產 鄭蓉建

【摘要】在闡述“卓越工程師教育培養計劃”的目標內涵基礎上，分析了應用型本科院校單片機教學存在的問題、提出單片機課程教學改革目標、改革措施措施及發展趨勢。

【關鍵詞】單片機 教學改革 卓越工程師

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0217-01

為進一步貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》，2010年6月23日，教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，目的是在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。2010年，教育部啟動實施了卓越工程師教育培養計劃（簡稱“卓越計劃”），清華大學等61所高校被教育部批準為第一批實施高校。2011年，教育部又出臺了《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》，并批準了133所高校為第二批實施高校。我校電子信息等五個專業獲批試點。 單片機原理是電子信息專業中非常重要的一門專業課。本文主要以電子信息工程專業為例，結合卓越計劃實施五年來的實踐經驗來探討如何更好進行單片機原理技術教學改革。

一、改革單片機教育教學理念，適應“卓越工程師計劃”

高等工程教育要強化主動服務國家戰略需求、主動服務行業企業需求的意識，確立以德為先、能力為重、全面發展的人才培養觀念，創新高校與行業企業聯合培養人才的機制，改革工程教育人才培養模式，提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力，構建布局合理、結構優化、類型多樣、主動適應經濟社會發展需要的、具有中國特色的社會主義現代高等工程教育體系，加快我國向工程教育強國邁進。

二、單片機教育教學現狀

《單片機原理》綜合了硬件電路設計和軟件編程等技術。學生在學習本課程的時候，一方面鞏固掌握了前續基礎課程，如《電路》、《模擬電路技術》、《數字電路技術》和《計算機基礎》等；另一方面，學會單片機系統設計的思路和方法，為今后從事相關工作打下基礎；此外，以 MCS-51 為基礎的單片機課程也為今后的ARM、DSP 學習等奠定基礎。單片機技術日新月異，而大部分高校的單片機課程教學模式卻一直延續至今，沒有針對技術發展、社會需求做出相應調整。單片機的傳統教學方式多以課堂原理講解為主，結合少量硬件實驗，這種模式存在的問題較多。傳統教學過程中未引入工程實踐設計，導致學生動手能力普遍較差。由以上單片機課程的教學現狀，我們可以看出，單片機課程改革勢在必行，必須改革教學模式，才能適應工程教育的目的，培養學生的實踐能力。

三、卓越工程師背景下應用型工科院校單片機教學改革目標

探索工程人才教育培養新機制，樹立“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，實現“卓越工程師”培養要求；彰顯單片機技術的應用特色，單片機具有突出的控制性能和優秀的嵌入品質，廣泛應用于智能儀器儀表、機電一體化產品、家用電器、交通與航空航天等方面；建立單片機的工程教育體系結構，以單片機基本原理為基礎，設計開發及整合相關的硬件資源和軟件資源，以及相關的教師資源；能夠適應行業對單片機技術的課程要求，將單片機理論和實踐結合，進行設計原理圖、軟件仿真、印刷版制作、元器件焊接、調試、安裝等；提高學生在單片機技術應用上的創新能力，學生利用單片機在很多未應用領域和設計方法上不斷嘗試和創新；建立多層次、模塊化、開放型、綜合性的單片機工程訓練教學新模式，充分利用單片機開發仿真軟件、多媒體技術、遠程教育技術、網絡在線培訓、單片機實驗設備、大學生創新實驗室、國家級、省級各類電子競賽來提高單片機的教學新模式。

四、卓越工程師背景下應用型工科院校單片機教學改革措施

1.強調理論實踐并重：采用增加實驗課時，減少理論課時。

2.理論教學采用模塊化及層次化教學組織：硬件結構、軟件程序、外部擴展和應用實例等四大模塊，每個內容模塊中又劃分有不同的知識層次子模塊。

3.改革實驗教學內容，增加學生實驗動手機會：減少集成式設備，采用可重組、可跳線方式的實驗設備。

4.教學方法改革：啟發式、討論式、研發式等教學方法的采用和探索。

5.以工程項目為導向，鞏固和加強單片機技術體系，循序漸進地學習和掌握單片機及嵌入式系統設計的過程，在實踐過程中培養他們的創新和創造能力，建立單片機課程的工程教育體系結構。

6.以單片機基本原理為基礎，設計開發及整合相關的硬件資源和軟件資源項目化教學內容，并利用Proteus仿真軟件教學，結合多個教學重點構成的微課群，用于學生課后反復，隨時學習。

7.根據學生的認知過程，建立多層次、模塊化、開放型、綜合性的單片機工程訓練教學新模式。

8.改革課程考核方式。

五、應用型工科院校單片機教學發展趨勢

應用型本科院校將以“卓越計劃”為指導思想，培養面向生產、建設和管理第一線，能夠靈活應用所學知識解決實際問題，既有較厚實的理論基礎和人文素質，又有較強的實踐能力和創新精神；在單片機教學上不斷改革單片機的教學內容，教學手段，教學方法，充分利用現代教育教學技術，實現開放、協同、創新、團結合作、工程的教育的模式。

參考文獻：

[1]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準詮釋[J].高等工程教育研究，2014

[2]王倩.基于IEET工程認證的《電力電子技術》教學改革的研究與探索[J].科技資訊，2016

[3]趙寧.信息專業卓越工程人才培養模式改革之思考[J]. 高等工程教育研究，2014

[4]胡玨，柴國鐘，潘柏松.“卓越工程師”計劃下人才培養的現狀與對策研究——以浙江工業大學機械工程學院為例[J].高教與經濟，2012

[5]樓然苗，王世來. 單片機實踐教學改革與應用型人才培養[J]. 中國大學教學，2009

[6]陳以一 .協同性、開放式、立體化的卓越工程師教育培養體系的構建[J]. 高等工程教育研究，2013

作者簡介：

白秋產（1971-），男（漢族），陜西咸陽人，碩士，副教授，主要研究方向：檢測與控制、信息處理。

鄭蓉建（1971-），男（漢族），江蘇淮安人，博士，講師，主要研究方向：過程控制。