加強實訓平臺改革培養大學生的科技創新實踐能力

呂英俊

（山東科技大學，山東 濟南 250031）

中外合作辦學模式下如何培養大學生科技創新實踐能力和職業綜合素質，特別是如何充分發揮《微控制器原理》課程在創新實踐中的中心地位作用，結合濟南校區關于中外合作辦學提出的繼續推進因材施教工作，進一步提高教學質量，更好地實現培養“具備國際視野，通曉國際規則，具有較強國際溝通交流能力和創新實踐能力的高級專業人才”目標，根據現有中外合作形勢和新時代大學生的特點就近兩年的教學和創新實踐進行了認真的總結。

1 課程改革的教學培養方法

1.1 提高教學理念

通過認真學習校區領導的中外合作辦學的思想和理念，真正地意識到教育國際化的改革就是從知識的傳承轉到能力的培養，從激發學生的學習興趣出發，鼓勵學生主動學習、自主探索、開發學生想象的空間和邏輯思維的能力。使學生形成學習就是生活的習慣，讓他們在學校的圖書館、教室、宿舍和校園的各個角落進行思想交流、交融、交鋒。圍繞“重新發現，再度創造”這一主題，培養創新人才理念，探索建立時代要求的電氣信息類人才模式，通過與國外確立“國際化”意識，實現開放式辦學。改革創新培養模式，建立以人為本、靈活多樣的人才培養模式。

1.2 梳理和充實培養方案

培養應符合教育教學認知和學生成長成才規律，符合工程應用人才培養的要求。按照工程應用人才培養模式構建課程建設平臺，整合優化課程內容，重組課程結構，構建以能力為核心的培養體系，有利于學生可持續發展能力的培養。引導學生以微控制器開發平臺為中心，輻射其他知識面和相關技術，從點到面、循序漸進地掌握以前所學知識，因勢利導地啟發后續專業課的學習，這樣可以事半功倍地培養工程應用人才。

在仔細分析現有專業的基礎上，把在校大學生按照電氣類、計算機類兩個方向進行科技實踐活動培養。

對于計算機類專業的學生，采用知識面和深度比較寬廣的嵌入式系統應用開發作為主要研究方向，充分利用課堂上所學數字邏輯、C/C++、Linux操作系統、數據結構、計算機網絡技術、嵌入式系統技術與設計、嵌入式Linux應用編程等知識來提高學生的技術水平和應用層次。

對于電氣信息類的學生而言，硬件基礎比較扎實，采用簡單易學的微控制器、電子技術、計算機仿真等加以學習，沿著電力、電氣等硬件設計方向進行培養，有利于他們對課堂教學與實踐活動的相互結合。

經過合理地調整各知識模塊的比例和銜接關系，在尊重傳統教學的認知規律前提下，對怎樣處理好基本結構原理教學與飛速發展的新技術之間的關系進行重點研究。充分考慮現有學生的學業基礎和知識面，打破專業界限，讓學生有機組合，形成一支軟硬件密切結合的大學生科技實踐隊伍。

1.3 理順和應用相關課程教學內容

本著以應用型工程人才為培養目標，整體優化課程的內容體系，合理體現“理論夠用，強化實踐”工程素質培養的特色。平時培訓時以開發平臺作為研究中心，對主流、實用的技術加以強化和應用，電路知識強化實用的電路原理和技術，而不是以純工程計算為學習目標；模擬電子技術充分體現低功耗作為主流的CMOS技術及應用；數字電子技術/數字邏輯強化數字器件的實際應用技術；C語言強化指針、結構體、共用體、位操作等知識的應用；微控制器原理、嵌入式開放系統以開發板為研究平臺，綜合應用以前所學，與相關方向的專業課進行有機地結合，形成有的放矢地開發應用。其他的軟件類課程也以上機操作、開發應用為目標進行相應地調整。

1.4 改革實驗教學平臺

教育國際化不是否定過去的一切，而是否定那些已經被實踐證明落后的東西，接受那些已經被實踐證明先進的東西?！段⒖刂破髟怼愤x用具有時代性、主流的嵌入式內核Cortex-M3作為微控制器，跟蹤新技術的發展，在內容安排和實訓教學方法上強化學生工程技術應用能力的培養，課程在工程應用型本科層次高校處于較先進的水平。

實驗平臺改變了以往的實驗箱平臺模式，采用具有開放性的開發板為開發平臺，利用一塊STM32開發板引導學生上路。早期的實驗箱是封閉式的結構，所有的模塊和電路是固定的，一成不變的，學生能夠做到的就是讀懂原理圖、看懂結構、接接線，然后驗證性地去復習和鞏固課堂上學習的內容，而這恰恰束縛了學生的學習自主性、積極性和興趣，久而久之，學生失去了學習的興趣和信心。而開發板是開放性的結構，上面僅有核心器件和簡單的外圍器件，其他大多數外設是需要根據以前所學專業知識進行自行設計，具有挑戰性和神秘感，使得學生有興趣嘗試與挑戰。學生的自主作用、教師的因勢利導作用也凸現出來，教師的最大作用不再是知識復制傳授，而是因勢利導。教師以先導者的身份講授開發板的結構組成、工作原理、應用場合和應用啟發等，負責引導學生開發入門流程和方法。學生一旦入門以后，及時糾正不正確的開發流程和學習習慣，然后放開手讓學生自行找到適合自己的學習方法和步驟，并解答其摸索過程中疑惑的地方，最后和學生一起分享成功的喜悅。

1.5 無限時開放創新實驗室

創新實驗室針對目前本科教育存在的實驗教學和實踐教學環節缺乏創新意識、創新方法和技術手段的現象，實驗室改變以往傳統實驗室的模式，提出了建立“創新、綜合開放”的新型實驗室，開放實驗室資源，開展綜合性和創新性科研實驗活動，特別注重對學生創新意識、創新方法和創新能力的培養，從實驗室管理上實現無限時的開放管理。

2 結束語

經過近幾年的實踐證明，大學生通過使用32位單片機開發實訓平臺，參加了各種競技性的學科競賽，比如全國大學生電子設計競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、iCAN國際創新創業大賽、全國大學生嵌入式物聯網設計大賽等國內影響力較大的學科競賽，均取得了全國獎項、省級獎勵的優異成績，對在校學生產生了積極的影響、促進作用。

同時，使用32位高級單片機增加了學生就業機會，32位單片機/嵌入式的市場需求會很大。近年來，對于熟練掌握主流32位單片機或者嵌入式系統的畢業生市場需求在逐年遞增，并且公司開出的月薪不菲。對在校學生能夠產生積極的影響，并且很多學生畢業以后有信心去北京、上海、深圳等大城市進行嵌入式研發工作，學生對于自己的人生目標更加明確，能夠找到適合自己的奮斗目標和努力方向，同時對身邊的同學也有極好的促進作用，對下一級學生的影響也是不容忽視的，真正地起到了“傳幫帶”的作用，從而達到了培養大學生科技創新實踐能力的最終目的。