專業認證背景下的單片機課程教學改革與實踐

楊宇祥 邵偉 高瑞鵬 王建 王新年 劉麗娟

[摘 要] 以專業認證的理念為導向，闡述了單片機教學中貫徹落實工程教育專業認證的意義和重要性，分析了傳統單片機教學中存在的主要問題，并給出了貫徹落實專業認證精神的單片機課程教學改革與實踐的具體措施和方法。

[關鍵詞] 專業認證;單片機課程;教學改革;創新;實踐

[基金項目] 2018年西安理工大學教育教學改革研究資助項目（xjy1847）

[作者簡介] 楊宇祥（1974—），男，湖南湘潭人，博士，西安理工大學機械與精密儀器工程學院教授，研究方向為生物醫學工程和智能儀器;邵 偉（1977—），男，湖北荊州人，博士，西安理工大學機械與精密儀器工程學院教授，研究方向為生物醫學工程和智能儀器。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）35-0197-02? ? [收稿日期] 2019-10-14

工程教育專業認證倡導以學生為本、面向全體學生，將學生作為首要服務對象;強調以學生為中心，以學生學習產出為導向（outcome-based）;強調學生具備設計和實施工程實驗的能力，強調學生掌握基本的創新方法，具有追求創新的態度和意識，具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力。

單片機課程是一門集應用性、實踐性、技能性、實用性等為一體的課程和實用技術。掌握了單片機應用技術，就掌握了當今電子領域基礎的核心技術，對學生的將來就業、深造、創業等方面奠定了堅實的基礎[2]。

基于專業認證的主導思想，對單片機課程進行必要的課程教學改革，建立該課程與工程師制度相銜接的工程教育專業認證體系，促進工程教育與工業界的聯系，增強工程教育人才培養對產業發展的適應性，促進中國工程教育的國際互認，提升我國工程技術人才的國際競爭力。

一、以專業認證的理念為指導，單片機課程教學中存在的主要問題[1]

1.教師在教學時沒有注意貫徹以學生為本、以學生為中心、以學生學習產出的導向和方針。專業認證強調以學生為本、以學生為中心、以學生學習產出為導向。然而，任課教師在單片機課程的課堂授課過程中，受傳統教學模式的影響，基本還是以“填鴨式”的教學方法為主，以教師教學為主、學生為輔，沒有真正實行以學生為本、以學生為中心的教學方法。

2.教師在實施理論和實驗教學時沒有著重培養學生的創新意識和能力。由于單片機課程的實踐性和技能性非常強，知識比較抽象，要能夠有效的掌握單片機技術，學生一定要動手實踐，否則課堂理論知識沒有得到及時的實踐和鞏固，學生不能做到理論聯系實際，很快課程知識就會遺忘，根本無法把書本上的知識符號變成自己大腦中的真知。

3.教師沒有太多關注學生學完單片機課程后是否具備設計和實施工程實驗的能力。專業認證非常強調學生具備設計和實施工程實驗的能力，強調學生掌握基本的創新方法，具有追求創新的態度和意識，具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力[3]。平時在授課過程中，受課程課時的限制，教師的精力主要放在如何把課本知識給學生講清楚，讓學生掌握課程知識體系上，教師往往顧此失彼，很少關注學生是否具備設計和實施工程實驗的能力，是否掌握了技術創新的方法和精髓。

4.單片機課程教學任務完成后，教師們沒有建立完善的單片機課程合格的評價體系和標準，以及進行必要的質量持續發展的改進措施。工程教育專業認證非常關注學生工作以后對大學教育的反饋活動，根據學生的反饋進行有效的課程質量可持續發展。目前大學教育，教師完成了學生的教學環節學生順利畢業后，很少和學生建立完善的跟蹤機制，學生也幾乎不再和老師有任何聯系，根本就無法完成課程的質量可持續發展的專業認證目標。

二、進行單片機課程教學改革與實踐，落實工程教育專業認證的具體措施

（一）課程教學中增加討論環節，強調以學生為本、面向全體學生

改變教師傳統的“灌輸式”課堂教學方法，注重以學生為本，面向全體學生，嘗試采用類似“PBL”（Problem-Based Learning，基于問題式的學習方法）的教學方法，把“以教師為主”轉變為“以學生為主”。在課堂教學中，對單片機重要的知識點可以適當的增加以學生為主的自主討論環節。面向全體學生，讓學生帶著自己的問題自發、自由的進行課程知識點的討論，讓他們最大程度的進行思維碰撞，激發學生的思維火花，鍛煉學生的創新意識。

如果受課程課時的影響，課堂時間實在緊張，可以讓學生在課前或課后進行自主討論，并把學生的討論情況如實記入學生的平時成績中，建立完善的課程考核體系。

（二）課程教學中引入實例，強調以學生學習產出為導向

在單片機課程的教學環節中，教師注重結合簡單的工程實踐實例，給學生滲透單片機應用系統的體系結構、單片機系統開發的流程和方法，適當給學生布置課后任務，讓學生設計簡單的單片機應用系統，例如利用單片機技術設計電子表、電子秤、流水燈、測溫儀、測距儀、濕度計等，激發學生的學習動機，讓學生帶著任務進行課程學習，這樣往往會事半功倍，增強學生發現問題、解決問題的能力，夯實學生的實踐操作水平，培養學生的創新能力。

（三）改革實驗環節，強調學生具備設計和實施工程實驗的能力

我院單片機課程以前采用實驗箱的方式給學生開設實驗，學生只需要按照要求用插線連接電路板，不需要編寫程序。這種實驗方式硬件平臺老化、仿真軟件平臺落后、實驗內容落后。

改革實驗方式，課題組為學生專門量身定做了與教材相對應的單片機實驗系統，讓學生結合Keil軟件和C語言程序設計來學習單片機的開發應用，使學生更好地掌握利用單片機進行產品開發的技能，幫助他們以“短”“平”“快”的速度掌握單片機開發技術，強調學生具備設計和實施工程實驗的能力，培養了大量單片機及嵌入式人才。

（四）增加學生課外實踐動手機會，強調學生掌握基本的創新方法，具有追求創新的態度和意識

增加學生課外實踐動手機會，給學生提供課外實踐場地，讓學生參加到教師的科研項目或大學生創業項目的研究中。另外，給學生發放單片機實驗所需要的器材和工具，裝在便于攜帶的實驗盒內，由學生自己保管。每位學生根據自己課外的情況，自主到實驗室完成課外實踐，鍛煉學生自主發現問題、分析問題、解決問題的能力，激發學生追求創新的態度和意識，培養學生的創新能力。

（五）建立完善跟蹤評價體制，強調課程質量的可持續發展

工程教育專業認證注重學生畢業后的跟蹤機制，根據學生畢業后對專業知識的反饋，反饋到教師的理論和實踐教學活動中，及時修正、完善和改進單片機的教學內容、教學方法和手段，促使任課教師對課程的授課內容、授課手段等進行必要的改進和完善[4]，促進專業知識適應社會需求、體現科技發展、提升技術人才的國際競爭力。

課題組老師近年來一直和本專業畢業的學生加強溝通和聯系，及時了解學生畢業后在工作崗位上應用專業知識的程度和情況，及時、適時的修正教師的日常教學，力爭讓學校的教學緊緊跟隨專業知識的工程應用，將最新穎、最先進、最實用的專業知識普及給在校學生，拓寬學生的專業知識背景、提升學生畢業的社會適應度、激發學生追求創新的態度和意識，培養學生具有綜合運用理論和技術手段設計系統的工程能力。

三、總結

在認證貫徹教育部工程教育專業認證方針的基礎上，以專業認證為導向，改革我院單片機課程教學的具體實施模式，凝練教學成果，通過對單片機課程的教學方式、實驗實施模式、課程體系評價手段、實踐環節以及配套的管理、跟蹤機制等多方面的綜合改革，加強學生實踐能力、思維能力和創新能力的培養，培養出一批具有卓越創新意識和動手操作能力的優秀學生。

參考文獻

[1]王可寧，王偉，王青松.以專業認證為導向的單片機教學改革方法探索[J].教育現代化，2017（6）：18-19，22.

[2]張翼，盧鋼，盧益民.淺談單片機教學改革的五大關鍵點[J].教育教學論壇，2013（32）：22-23.

[3]譚筠梅，藍天，張晶.工程教育認證背景下的單片機實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2018（2）：150-152，165.

[4]胡哲源，張煥龍，姜利英，等.工程教育專業認證體系下的自動化專業課程建設研究[J].中國現代教育裝備，2018（7）：78-80.