高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)下單片機(jī)課程教學(xué)改革研究

許燕

摘? ?要：在電子信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，電子信息領(lǐng)域急需大量應(yīng)用型工程技術(shù)人才，單片機(jī)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)已經(jīng)受到各大高校的高度重視。闡述了應(yīng)用型人才培養(yǎng)觀念，分析當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)存在的問題，針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念下單片機(jī)課程教學(xué)改革給出合理化建議。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才;單片機(jī);教學(xué)改革

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，在電子、計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)方案中，要打破傳統(tǒng)的授課方式，緊密結(jié)合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，從工程應(yīng)用、技術(shù)發(fā)展等方面進(jìn)行改進(jìn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐應(yīng)用能力，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，通過多種教學(xué)改革形式來提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。單片機(jī)技術(shù)是電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)應(yīng)用型電子設(shè)計(jì)人才的主要途徑，如何提高學(xué)生的單片機(jī)理論水平與實(shí)踐能力，培養(yǎng)實(shí)用型、應(yīng)用型人才，是單片機(jī)教學(xué)改革的根本任務(wù)。

1? ? 應(yīng)用型人才培養(yǎng)觀念

2018年9月，習(xí)近平總書記在全國(guó)教育大會(huì)上強(qiáng)調(diào)，要全面提升教育服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力，重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。近幾年來，各大高校也在積極探索向應(yīng)用型教育轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)全球化的推動(dòng)下，國(guó)家不僅需要高級(jí)的技術(shù)型人才，還需要善于運(yùn)用新思路進(jìn)行主動(dòng)鉆研，運(yùn)用新辦法來解決實(shí)際問題的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于教育，在教育過程中要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性化思維，結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求來制定人才培養(yǎng)計(jì)劃，通過學(xué)科的專業(yè)化建設(shè)來提高高等院校的發(fā)展水平。

2? ? 單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

針對(duì)單片機(jī)教學(xué)，許多高校在進(jìn)行理論教學(xué)中都會(huì)采用先基礎(chǔ)后理論的模式，這種教學(xué)模式雖然教學(xué)思路清晰，但是存在一定的機(jī)械性弊端，缺乏直觀性的教學(xué)手段，使學(xué)生覺得單片機(jī)學(xué)習(xí)枯燥乏味，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。因?yàn)樵趯?shí)踐教學(xué)中，往往以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，很少有同學(xué)對(duì)程序流程進(jìn)行分析，只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)來進(jìn)行簡(jiǎn)單的連線，沒有整體的電氣原理圖概念。學(xué)生只是一味追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽略了對(duì)硬件的設(shè)計(jì)以及對(duì)軟件的調(diào)試，針對(duì)當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，顯然無法滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的需求。

3? ? 單片機(jī)課程教學(xué)改革研究

單片機(jī)課程教學(xué)的改革可以包括理論教學(xué)改革與實(shí)踐教學(xué)改革。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，將理論課與實(shí)踐課分開進(jìn)行，導(dǎo)致學(xué)生不能很好地對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行理解，更談不上理論應(yīng)用于實(shí)踐，久而久之對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)失去興趣。“做中學(xué)、學(xué)中做”的教學(xué)方式，主要是以現(xiàn)代理論為依據(jù)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在老師的指導(dǎo)下，通過精心設(shè)計(jì)的活動(dòng)來引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的領(lǐng)悟、技能的訓(xùn)練，最終達(dá)到知識(shí)與技能融會(huì)貫通，這種教學(xué)模式比較適合單片機(jī)理論抽象、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)[2]。實(shí)踐教學(xué)改革在于提高學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，在實(shí)踐中進(jìn)行觀察與思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感，做到學(xué)以致用、活學(xué)活用。理論與實(shí)踐教學(xué)改革具體實(shí)施如下。

3.1? 理論教學(xué)改革

3.1.1? 對(duì)課程知識(shí)體系進(jìn)行全面整合

單片機(jī)課程教學(xué)會(huì)涉及大量的專業(yè)術(shù)語(yǔ)、系統(tǒng)指令以及外圍芯片等，面對(duì)如此復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中必須對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行全面整合，掌握知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性，從而對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用[3]。一般情況下，單片機(jī)課程教學(xué)會(huì)根據(jù)章節(jié)的編排來進(jìn)行，按照單片機(jī)課程概述、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、單片機(jī)內(nèi)部功能部件、單片機(jī)資源擴(kuò)展、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行教學(xué)，雖然這種教學(xué)模式學(xué)生能夠?qū)χR(shí)點(diǎn)進(jìn)行掌握，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻無從下手，并且感覺學(xué)習(xí)過程非常枯燥。通過對(duì)課程體系的整合，可以采取模塊化的教學(xué)手段，以單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用為基礎(chǔ)，將課程中所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模塊式劃分，借鑒案例教學(xué)法，通過實(shí)踐案例來將知識(shí)模塊進(jìn)行串聯(lián)，這樣一來能夠滿足知識(shí)之間的遞進(jìn)規(guī)律，并且能夠得到學(xué)生的認(rèn)可，教學(xué)方法比較靈活[4]。在案例教學(xué)法中，可以組織學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)或軟件編程，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)中所運(yùn)用的基本方法，通過不同的案例逐漸將知識(shí)模塊融合在一起，學(xué)生可以通過對(duì)案例的分析與解決來產(chǎn)生直觀的體驗(yàn)感，新知識(shí)點(diǎn)會(huì)在后續(xù)的學(xué)習(xí)中逐步體現(xiàn)，創(chuàng)建一種有形的知識(shí)關(guān)聯(lián)路徑，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)體系整合的認(rèn)知，拓寬學(xué)生的專業(yè)事業(yè)，進(jìn)一步提升學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

3.1.2? 對(duì)教學(xué)思路進(jìn)行重新組織

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)下對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行改革，需要對(duì)教學(xué)思路進(jìn)行重新組織，通過基礎(chǔ)案例的講授、學(xué)生分組案例拓展、案例匯報(bào)與討論以及課后總結(jié)4個(gè)環(huán)節(jié)來帶領(lǐng)學(xué)生積極參與教學(xué)。在基礎(chǔ)案例講授環(huán)節(jié)，可以結(jié)合典型案例來提出問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行分析，了解案例中所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)以及基本原理。例如在進(jìn)行單片機(jī)硬件系統(tǒng)教學(xué)時(shí)，可以通過單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)來提出單片機(jī)最小系統(tǒng)所包含電路、如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位、如何使MCU芯片內(nèi)部部件恢復(fù)到初始狀態(tài)等問題。以此類推，將案例的設(shè)定逐步升級(jí)，所涉及的知識(shí)模塊也會(huì)不斷疊加，最終完成知識(shí)點(diǎn)的集成。在案例拓展環(huán)節(jié)，主要是為了讓學(xué)生將所掌握的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，學(xué)生可以在原案例的基礎(chǔ)上增加內(nèi)部功能部件的使用或增添新的外圍電路，并且可以對(duì)程序進(jìn)行完善，更加豐富軟件系統(tǒng)功能[5]。在案例拓展環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以通過集體討論、資料查閱、仿真驗(yàn)證等方式對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，在實(shí)踐中不斷得到鍛煉，有利于提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，與應(yīng)用型人才整體素質(zhì)的發(fā)展目標(biāo)相一致。在案例匯報(bào)環(huán)節(jié)中，可以派小組代表將案例設(shè)計(jì)的拓展思路、電路設(shè)計(jì)、軟件規(guī)劃以及編程思想等進(jìn)行匯報(bào)，老師會(huì)根據(jù)各項(xiàng)的點(diǎn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，然后由全體同學(xué)共同對(duì)優(yōu)秀拓展案例進(jìn)行篩選，將小組成績(jī)作為組內(nèi)成員的拓展環(huán)節(jié)成績(jī)。在課后總結(jié)環(huán)節(jié)，學(xué)生要結(jié)合課上老師給出的建議，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步完善，在文檔中歸納案例所涉及的知識(shí)原理以及關(guān)聯(lián)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)理論的內(nèi)化吸收。

3.1.3? 對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念下，主要是培養(yǎng)將成熟的理論應(yīng)用到實(shí)踐中的技能型人才，在電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下，學(xué)科方向與技術(shù)門類的劃分逐漸專業(yè)化，電子設(shè)備也在向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。單片機(jī)作為電子技術(shù)中的經(jīng)典器件，已經(jīng)在生活的多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用，單片機(jī)技術(shù)是電氣工程所必需掌握的專業(yè)技能，各高校在對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)改革中，要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)化，符合知識(shí)與技術(shù)應(yīng)用的要求，教學(xué)內(nèi)容組織如圖1所示。

3.1.4? 充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)資源

單片機(jī)課程教學(xué)的改革要以現(xiàn)代化的教學(xué)資源作為后盾，通過現(xiàn)代化教學(xué)資源對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行擴(kuò)展與延伸。除了教材、教學(xué)PPT以外，在新媒體應(yīng)用的影響下，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，新的學(xué)習(xí)行為對(duì)教學(xué)資源也提出了更高的要求，所以老師要將平面化的教學(xué)資源借助新媒體技術(shù)進(jìn)行重新構(gòu)建，形成立體化、移動(dòng)式的教學(xué)資源，更有利于學(xué)生對(duì)課堂進(jìn)行重溫，加深印象。

3.1.5? 重新設(shè)定考核機(jī)制

對(duì)于教師的教學(xué)效果來講，考核機(jī)制是一種評(píng)判;對(duì)學(xué)生來講，考核機(jī)制是一種學(xué)習(xí)動(dòng)力的激勵(lì)因素。以往對(duì)學(xué)生的考核大多側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)的記憶、計(jì)算、問題分析等方面能力，忽視了學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用以及實(shí)踐能力。在對(duì)考核機(jī)制進(jìn)行重新設(shè)定后，學(xué)生的考核可以由平時(shí)成績(jī)、筆試成績(jī)、實(shí)踐成績(jī)3部分組成，其中，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，包括學(xué)生到課考勤情況、案例小組得分以及平時(shí)課堂表現(xiàn)。筆試成績(jī)占總成績(jī)40%，包括學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)與基本原理的掌握情況。實(shí)踐成績(jī)占總成績(jī)的30%，包括實(shí)驗(yàn)課程的完成情況以及拓展案例的實(shí)現(xiàn)情況。在這種新的學(xué)生考核制度下，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用與實(shí)踐能力，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，將教師的角色定位進(jìn)行調(diào)整，正確引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，另外，在學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)中，可以通過其他同學(xué)的長(zhǎng)處來挖掘自身潛能。

3.2? 實(shí)踐教學(xué)改革

3.2.1? 改變傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式

在對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革的過程中，要不斷探索以驗(yàn)證性為主的實(shí)踐模式。老師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來提供實(shí)驗(yàn)方向，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的與要求進(jìn)行預(yù)習(xí)并且設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行編寫，以小組討論的形式解決實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題。學(xué)生要根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)過程來撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，與老師進(jìn)行溝通與交流，與學(xué)生進(jìn)行分析與討論，提高學(xué)生的研究能力與科學(xué)實(shí)踐能力。

3.2.2? 充分利用課外時(shí)間

為了全面提升學(xué)生的綜合能力，不僅要合理運(yùn)用課堂時(shí)間，還要對(duì)課外時(shí)間進(jìn)行充分利用，將課外學(xué)習(xí)部分作為實(shí)踐教學(xué)的補(bǔ)充，學(xué)生之間通過組織研究型的學(xué)習(xí)項(xiàng)目來激發(fā)創(chuàng)新精神、強(qiáng)化實(shí)踐能力、增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。另外，老師也可以針對(duì)學(xué)生的興趣愛好來為學(xué)生推薦設(shè)計(jì)項(xiàng)目或參考書目，讓學(xué)生掌握研究方向，鼓勵(lì)學(xué)生走出校園，參加校內(nèi)外與單片機(jī)相關(guān)的競(jìng)賽活動(dòng)，開闊學(xué)生視野、增長(zhǎng)才干，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與研究能力。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的高等教育已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向大眾化教育，面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)，高等院校的發(fā)展一定要結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)人才的根本需求，以就業(yè)為導(dǎo)向來進(jìn)行專業(yè)教學(xué)模式改革，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生在就業(yè)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為應(yīng)用型人才的就業(yè)需求提供高素質(zhì)的儲(chǔ)備人才資源，推動(dòng)我國(guó)高等教育的可持續(xù)發(fā)展。

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