面向電子設計競賽的C語言與單片機融合培訓模式

伍建輝 黃婷婷 許 艷 楊宣兵

（湖南理工學院 信息科學與工程學院，湖南 岳陽 414006）

當今世界的競爭，主要是經濟和科技的競爭，歸根到底是人才的競爭。培養具有創新精神和創造實踐能力的專業人才已成為我國高等教育普遍關心的問題[1,2]。按照知識、能力、素質三者協調發展的人才培養模式，突出和加強大學生創新知識的傳授、創新能力的和創新素質的培養，以造就適應知識經濟時代和我國社會主義建設事業需要的創新型高級專業人才，無疑是一項十分緊迫的任務。通過對大學生電子競賽培訓模式的研究，在實踐中總結大學生創新能力培養新模式，具有重要的現實意義[3]。

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革[4-6]，有助于高等學校實施素質教育，培養大學生的實踐能力與創新意識、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風，為優秀人才的脫穎而出創造條件。筆者以地方高校大學生電子設計競賽━C語言與單片機融合培訓為例，嘗試建立一套面向電子設計競賽的C語言與單片機融合培訓體系，培養一支可持續發展的“會想會做會寫會說”高素質學生隊伍，為地方高校電子、信息及通信類人才培養長效機制。

1 面向電子設計競賽的C語言與單片機融合培訓內容建設

為進一步提升參賽學生的參賽作品軟件開發能力，下面從課程體系、驅動機制、學生梯隊和質量監控評價機制四個方面闡述面向電子設計競賽的C語言與單片機融合培訓內容。

1.1 實踐平臺C語言模塊化課程體系構建

根據我院學生個體的知識能力結構及發展需求，結合大學生電子設計競賽軟件編程能力需求，提出以C語言程序設計和實踐平臺相結合的模塊化課程，包括數據、數組及函數定義、順序、選擇及循環結構程序設計、液晶顯示、A/D數據采集、D/A函數信號發生、FFT算法、PID算法和數字濾波器8個模塊化課程。實踐平臺C語言模塊化課程體系的設置為參加電子設計競賽學生打下了良好的理論學習基礎。

1.2 開放式、多層次項目驅動機制建設

選取符合行業需求且符合學生實際的項目，通過采用開放式項目預演機制，達到項目的難易度和學生的能力最佳匹配，從而達到項目教學最佳效果。項目實施過程中，指導老師通過組織、引導、交流、討論和共同學習，做到充分了解學生，適時點撥學生，以充分發揮學習主體的能動性，可激發學生的求知欲望，形成學習的良性循環。

1.3 競爭性、協助型學生梯隊建設

針對我院電子設計競賽參賽學生規模，通過考核、面試等多種方式擬建30支左右的學生梯隊，每個標準梯隊由3人組成，其中包含一名大一學員，梯隊成員結構分層次，實現高、中、低多層次相結合，以此起到傳幫帶作用。通過合作完成課程項目，以此提高學生梯隊的協作能力。通過嚴格考核，淘汰梯隊中的部分成員，及時調整補充各梯隊的人員結構，提升梯隊的整體水平。

1.4 全方位、立體式質量監控評價機制設計

從實際需要和重要性出發，提煉出具體問題供學生解決，建立一套全過程質量監控體系。通過題目分析、資料查詢、方案論證、軟件設計和方案總結五階段的過程監控，不但能分解細化項目驅動教學的整體難度，還可以及時發現項目驅動教學的問題，提高過程學習的效率，保證項目驅動的成功率，形成自主學習的長久驅動力。從課程項目篩選到課程項目總結，采用由團隊內部組織對成員進行綜合評價。

2 C語言與單片機融合培訓實施方法

為落實C語言與單片機融合培訓內容，下面從前期調研、內容制定、教學實踐和成果總結四個方面闡述C語言與單片機融合培訓的實施辦法。

2.1 前期調研

熟悉C語言與單片機技術在歷年大學生電子設計競賽題目中的所涉及具體應用情況，著重關注新技術、新業務的應用，同時熟知C語言與單片機技術的最新研究成果，并針對大學生電子設計競賽所涉及的各種新技術、新業務應用和互連互通等進行內容培訓。

2.2 內容制定

結合學生特點、實驗平臺及教學資源，針對電子設計競賽學生展開的教學內容商討。擬通過“實踐平臺+8模塊課程”結構，對電子設計競賽學生進行基礎能力、核心能力、綜合創新能力進行考量，全面提升學生素質。

2.3 教學實踐

課程教學以“電子設計競賽”為前導，結合現有理論與實踐教學資源，促使學生“帶著任務”來主動探索解決問題的可行途徑，不斷將課程內部的知識進行重組，將不同課程的知識進行交叉組合，提高學生分析問題和解決問題的能力。其激勵特征體現在周期性很強的目標驅動下的學習進程，可使學生有計劃地、高效率地安排學習活動。

2.4 成果總結

教學實踐完成后，與學生共同討論培訓模式建設經驗總結與問題分析，針對電子設計競賽學生培養方式進行交流，對實踐教學過程中產生的經典問題以及如何更好地完善所建設課程體系提出行之有效的解決方案。

3 結語

通過C語言與單片機融合培訓內容建設，可豐富理論與實踐教學資源，教學質量和師資水平得到提升，課程體系得到優化，能提升參賽學生動手實踐能力與創新精神，培養出滿足市場需求和行業發展的創新型工程技術人才。

長期以來，大學生電子設計競賽培訓已成為湖南理工學院電子信息類高素質創新型工程人才培養的一大特色，2017年獲4項全國一等獎、2019年獲3項全國一等獎、2020年獲1項全國大學生電子設計競賽—模擬電子系統專題邀請賽（TI杯）。