“理實(shí)一體化”單片機(jī)教學(xué)模式研究

牛曉偉 李洪兵 陳強(qiáng) 劉毓

摘要： 針對(duì)單片機(jī)教學(xué)中工程性、應(yīng)用型強(qiáng)，而學(xué)生又缺乏實(shí)踐能力這一特點(diǎn)，分析了當(dāng)前單片機(jī)教學(xué)中存在問題。提出了一套基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型”的單片機(jī)教學(xué)模式，旨在提高大學(xué)生運(yùn)用單片機(jī)解決工程問題的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；實(shí)踐能力

一、課程特點(diǎn)及現(xiàn)行教學(xué)模式的不足

1）理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的脫節(jié)。目前單片機(jī)教學(xué)仍然采用的是理論和實(shí)踐雙軌制的教學(xué)模式[1]，以理論教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，實(shí)驗(yàn)課不能和理論課相互連貫，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少條件所限，只能開設(shè)一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無(wú)法將理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，造成學(xué)生“眼高手低”。

2）教學(xué)內(nèi)容及手段陳舊。教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于單片機(jī)本身各功能模塊的原理性分析及單個(gè)任務(wù)的完成，沒有從應(yīng)用的角度將模塊凝練成有用的項(xiàng)目案例，教學(xué)手段還是采用教師主導(dǎo)的講授法、沒重視學(xué)生主觀能動(dòng)性，處于被動(dòng)接受方式，缺乏對(duì)單片機(jī)的直觀感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生系統(tǒng)性、應(yīng)用性的工程思維能力較差。

3）對(duì)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。單片機(jī)是應(yīng)用性課程，應(yīng)該培養(yǎng)具備單片機(jī)軟硬件開發(fā)能力的專業(yè)人才[2]，錘煉實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。現(xiàn)行教學(xué)模式的局限，無(wú)足夠的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、項(xiàng)目化的教學(xué)案例[3]、開放性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力難以落實(shí)。

二、研究?jī)?nèi)容

本文將單片機(jī)理論課和實(shí)驗(yàn)課統(tǒng)一，探索以“項(xiàng)目化驅(qū)動(dòng)”方式改革單片機(jī)課程體系，按單片機(jī)開發(fā)的工程案例模式組織教學(xué)內(nèi)容，完成具體任務(wù)或項(xiàng)目的工作過程訓(xùn)練。

具體內(nèi)容：

1）針對(duì)電信本科專業(yè)崗，結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)對(duì)電子類需求，進(jìn)行市場(chǎng)考察和調(diào)研，修改、完善課程大綱、考綱，教學(xué)計(jì)劃。

2）據(jù)大綱要求，課題組成員和校內(nèi)外專家及企業(yè)工程師一起對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行“項(xiàng)目化”教學(xué)的內(nèi)容重組和整合，根據(jù)單片機(jī)課程學(xué)時(shí)分配，優(yōu)化出幾個(gè)貼近行業(yè)與工程實(shí)際的典型項(xiàng)目，按單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)的流程編寫教案及課件。

3）補(bǔ)充和完善單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)室，建立單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、軟件仿真、硬件仿真、制版及成品生產(chǎn)一體化的實(shí)景式實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，修改和完善實(shí)訓(xùn)室各項(xiàng)規(guī)章制度，為開展“項(xiàng)目導(dǎo)向型”課程教學(xué)服務(wù)。

4）將理論課和實(shí)驗(yàn)課有機(jī)地融合在一起，按“項(xiàng)目導(dǎo)向型”模式組織教學(xué)，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。

5）采用形成性考試和終結(jié)性考試相結(jié)合的模式將考核貫穿在教學(xué)中，杜絕“高分低能”現(xiàn)象。

6）指導(dǎo)學(xué)生科技實(shí)踐，參加各類電子競(jìng)賽，營(yíng)造以賽促教氛圍，提供自主學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

7）對(duì)課程教學(xué)過程改革進(jìn)行分析、修正及總結(jié)，逐步完善“項(xiàng)目導(dǎo)向型”教學(xué)模式，提煉優(yōu)點(diǎn)，輻射推廣到其它課程。

8）畢業(yè)生跟蹤調(diào)查，走訪實(shí)習(xí)單位，信息反饋，檢驗(yàn)教改革效果。

三、要解決的主要問題及采取的方法

1）課程教學(xué)指導(dǎo)思想的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)行教學(xué)模式最大的不足是大綱沒有體現(xiàn)單片機(jī)課程應(yīng)用性、系統(tǒng)性的特色。擬根據(jù)就業(yè)市場(chǎng)對(duì)電子專業(yè)人才需求，結(jié)合主要知識(shí)點(diǎn)，對(duì)課程現(xiàn)行的理論和實(shí)踐分開編寫大綱改革，制定“項(xiàng)目導(dǎo)向型”理論和實(shí)踐一體化的大綱，根本上轉(zhuǎn)變課程的教學(xué)指導(dǎo)思想，突出單片機(jī)課程的應(yīng)用技術(shù)特色，為指導(dǎo)單片機(jī)課程教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

2）課程教學(xué)內(nèi)容的重組。現(xiàn)行模式對(duì)原理性講授過多，對(duì)系統(tǒng)性和應(yīng)用性講解得太少，缺乏實(shí)踐鍛煉。“項(xiàng)目導(dǎo)向型”教學(xué)將根據(jù)教學(xué)大綱要求，對(duì)單片機(jī)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重組，制定符合工程項(xiàng)目流程的教學(xué)計(jì)劃，并編寫相應(yīng)的教案。將整門課程優(yōu)化重組為多個(gè)貼近工程實(shí)際的項(xiàng)目案例，每個(gè)項(xiàng)目由多個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊由一個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成，將單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)整合和重組，貫穿在能力培養(yǎng)的工程項(xiàng)目中，教學(xué)內(nèi)容在項(xiàng)目的過程中展開，課內(nèi)課外并行訓(xùn)練，通過項(xiàng)目訓(xùn)練過程，將理論與技能訓(xùn)練平滑地銜接，提升應(yīng)用和實(shí)踐技能。

3）課程考核方式的改革。考核形式相對(duì)單一，理論考試側(cè)重于記憶，而實(shí)驗(yàn)考試流于形式，學(xué)生不夠重視，導(dǎo)致高分低能。采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能。形成考核與終結(jié)性考核相結(jié)合，以能力考核為主，將課程考核分解為 “綜合能力考核”、“實(shí)訓(xùn)過程考核”及“日常考核”。“綜合能力考核”包括應(yīng)知和應(yīng)會(huì)，應(yīng)知是指對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件，可采用閉卷或開卷的形式；應(yīng)會(huì)是指會(huì)編程、會(huì)調(diào)試、會(huì)分析，主要在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考核，要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果，教師根據(jù)學(xué)生完成的準(zhǔn)確性和熟練程度現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。“實(shí)訓(xùn)過程考核”就是在每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)模塊調(diào)試過程中，對(duì)每位同學(xué)完成的實(shí)訓(xùn)結(jié)果，依據(jù)完成時(shí)間的先后、產(chǎn)品質(zhì)量及學(xué)生表達(dá)能力等幾個(gè)方面綜合評(píng)分，記錄結(jié)果應(yīng)該由同學(xué)簽字確認(rèn)。若以組為單位進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，還應(yīng)對(duì)每位同學(xué)提出相關(guān)的問題進(jìn)行單獨(dú)操作，其目的是要讓學(xué)生對(duì)每次的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目認(rèn)真對(duì)待。“日常考核”主要由平時(shí)提問、作業(yè)、表現(xiàn)等方面綜合評(píng)定，目的是促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度、重視學(xué)習(xí)過程，重視知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)學(xué)習(xí)。單片機(jī)課程考核方式的改革可以從根本上杜絕“高分低能”現(xiàn)象的發(fā)生，是促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和應(yīng)用能力提高的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：獲重慶市教委科技項(xiàng)目資助：Project Supported by Scientific and Technological Research Program of Chongqing Municipal Education Commission（Grant No.KJ1601004）寬帶高分辨率雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)極優(yōu)覆蓋下多路徑解耦免疫可靠傳輸（KJ1601003）重慶市教委教改項(xiàng)目（153129）基于MATLAB和EDA聯(lián)合平臺(tái)的DSP實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究及新工科背景下地方應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)模式研究，重慶市高等教育學(xué)會(huì)重點(diǎn)課（NO.CQGJ17025A）資助

作者簡(jiǎn)介：牛曉偉（1978），男，漢族，研究方向：智能信號(hào)處理，機(jī)器學(xué)習(xí)，模式識(shí)別。