創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

張寶健 梁麗勤

摘 要：《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門綜合性、實(shí)踐性都非常強(qiáng)的專業(yè)課程，改文主要結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，自主學(xué)習(xí)能力和協(xié)作學(xué)習(xí)為目的，闡述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的思路和方法，從而使學(xué)生具備一定的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐能力；單片機(jī)實(shí)驗(yàn)

1 引言

在單片機(jī)理論學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)是必不可少的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)單片機(jī)的工作原理及特性形成直觀、完整、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)；令一方面，可以加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，使其更好地掌握單片機(jī)的原理及應(yīng)用技術(shù)[1]。

由于該課程是一門理論和實(shí)踐應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程。要較好地掌握單片機(jī)，除了具有單片機(jī)、電子技術(shù)的基本知識(shí)外，更重要的是通過(guò)實(shí)踐過(guò)程，真正掌握單片機(jī)軟、硬件的有機(jī)結(jié)合和應(yīng)用能力。那么如何在有限的課時(shí)之內(nèi)盡可能提高單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)原理的認(rèn)識(shí)并提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，是一個(gè)大家普遍關(guān)注的事情[2]。

2 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本思路

《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》是電子類學(xué)科中實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程，扎實(shí)的理論教學(xué)必須以豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為依托[3]。教學(xué)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是學(xué)生，它所設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)要考慮教學(xué)過(guò)程這一系統(tǒng)的要求，又要考慮學(xué)生在認(rèn)知、社會(huì)、個(gè)性等方面的特點(diǎn)和狀況。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，忽視學(xué)生通過(guò)什么樣的方法和策略來(lái)學(xué)習(xí)，一知半解、死記硬背，出現(xiàn)低分低能甚至“高分”低能，掩蓋了學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)缺陷、知識(shí)缺陷暴露在往后的就業(yè)和工作中。因此，這種教學(xué)方法由于忽視了對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，若不加以改進(jìn)，很難培養(yǎng)出適合社會(huì)需要的高精尖人才。

3單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新

3.1 增強(qiáng)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，為提高打下基礎(chǔ)。

由于剛剛接觸本課程的學(xué)生，絕大多數(shù)的理論基礎(chǔ)還是比較薄弱，因此對(duì)于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，注重提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論層次，讓學(xué)生掌握單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)中的基本概念、基本電路和基本方法，建立起綜合運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)調(diào)試方法與技能的自信心。每次實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生以小組為單位，每組成員獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)、導(dǎo)線連接、程序的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)完成后每位學(xué)生都必須分析程序并遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在課程結(jié)束之前，安排一定的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力

在挑選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程中，要做到因材施教。由于每一位同學(xué)理論學(xué)習(xí)的接受能力以及動(dòng)手能力都存在差異，實(shí)驗(yàn)教師要根據(jù)各種層次的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難易選擇上要有梯度。修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立操作的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＝M織專家進(jìn)行論證，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加符合綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求。逐步增加含綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的比例，逐步增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目數(shù)。

在教師層面上，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以“能力為本位”的原則組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，注重實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主體作用，強(qiáng)調(diào)因材施教，追求實(shí)效。

3.3 積極參加單片機(jī)競(jìng)賽活動(dòng)

學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用。目前，國(guó)家對(duì)在校大學(xué)生實(shí)踐實(shí)戰(zhàn)能力培養(yǎng)的力度在逐年加大，這體現(xiàn)在全國(guó)各地舉辦越來(lái)越多的單片機(jī)技術(shù)技能大賽以及電子設(shè)計(jì)類競(jìng)賽。

諸如，機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、機(jī)器人大賽、空中機(jī)器人大賽等等。目前，我校參加并舉辦的大賽有光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽、程序設(shè)計(jì)大賽等，許多同學(xué)在大賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。這些大賽不僅開(kāi)闊了學(xué)生的視野，拓寬了他們的知識(shí)面，而且使他們建立起競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)，更重要的是為各個(gè)高校間提供了相互學(xué)習(xí)借鑒的機(jī)會(huì)。

3.4 建立綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)給定機(jī)制

實(shí)驗(yàn)成績(jī)從一個(gè)方面也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，所以如何對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)給出合理的答案，也是一個(gè)重要的問(wèn)題。這里，采用平時(shí)操作+實(shí)驗(yàn)報(bào)告+上機(jī)測(cè)試，相結(jié)合 的方法來(lái)給定最終的成績(jī)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)課期間對(duì)學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)理論掌握情況進(jìn)行隨機(jī)抽查，并作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的參考。

3.5 增設(shè)開(kāi)放性實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地

實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立開(kāi)放性實(shí)訓(xùn)基地是正常單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有力補(bǔ)充，其目的是讓學(xué)生在掌握有關(guān)知識(shí)和技能的同時(shí)，獲得較高的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。在這些實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，自選實(shí)驗(yàn)課目，自己選擇和組合實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，自己確定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，進(jìn)行課本知識(shí)以外的實(shí)驗(yàn)，大大拓寬了自身的知識(shí)面。近些年來(lái)，我院實(shí)驗(yàn)室增加了以電子設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用為目的的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，這些基地為學(xué)生課下進(jìn)行自我提高提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過(guò)長(zhǎng)期的積累，這些同學(xué)往往會(huì)在各類電子競(jìng)賽上取得優(yōu)異的成績(jī)。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)已取得良好的效果。在各項(xiàng)教學(xué)評(píng)估中深受專家和領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng)，成為我系的教學(xué)改革亮點(diǎn)，也為學(xué)院贏得了良好的教學(xué)聲譽(yù)。為全院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、理論教學(xué)及素質(zhì)教育改革提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。因此掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度是關(guān)鍵，才能更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張晴，劉為.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22（4）：27-29

（作者單位：東北大學(xué)秦皇島分校控制工程學(xué)院）