面向技术应用型人才培养的“单片机原理及应用”课程教学改革初探

2016-08-08沈阳科技学院

电子世界 2016年13期

关键词：改革

沈阳科技学院任艳

沈阳科技学院任艳

【摘要】根据工程技术应用型人才培养模式的培养目标和要求，总结了传统“单片机原理及应用”课程教学存在的不足，进而对“单片机原理及应用”课程从教材选取、教学大纲内容修订、教学具体实施过程、考核方案、课程设计等几方面进行改革探索，提出了“单片机原理及应用”课程教学改革方案，通过实践，能够非常好的激发学生的积极性，达到了很好的教学效果，弥补了传统“单片机原理及应用”课程教学的不足，为应用型人才的培养奠定了坚实的基础。

【关键词】技术应用型；单片机原理及应用；改革

中国工程技术人员队伍的总体数量逐年提高，但质量较差［1］。工程教育的目的是为学生将来成为一名具有专门技术、社会意识和创新精神的成功的工程师打下良好基础［2］，而中国工程教育却存在许多缺陷。作为民办高等院校，如何进一步提高民办高等教育质量，培养出实践性较强的毕业生，必须对传统的人才培养模式进行改革。技术应用型人才培养模式是我国高等教育发展的必然趋势，而一个好的人才培养模式离不开课程，因此本文以技术应用型人才培养为前提，对“单片机原理及应用”课程教学改革进行研究。

一、技术应用型人才培养模式

应用型人才可以分为学术型、工程型、技术型和技能型4种类型，普通高等院校尤其是民办高校培养的毕业生能很快适应社会需求和地方经济发展以及建设需求，在人才培养过程中采用“3+1”人才培养模式。“3”即专业要求的理论知识在前三年内完成，要有内涵的，有水平的强化实践能力，从增加课内实践教学、建设专业科研平台、与企业加强合作、课程设计改革、鼓励学生参加各种科技竞赛、不断提高教师的指导能力与水平等方面加强学生前三年实践能力的培养；“1”即进入第四年，在第七学期设置毕业实习环节，第八学期进行毕业设计（论文）环节，找到有创新性的培养能力的有效措施与方法，并有质量的，有特色的培养这种技术应用能力。人才的培养离不开课程，“单片机原理及应用”作为电气信息类专业的一门核心课程，在学生实践、创新能力的培养方面占有重要的地位和作用，然而在传统的教学中却存在诸多问题，因此必须对“单片机原理及应用”课程进行改革研究。

二、传统的单片机原理及应用课程教学存在的不足

（1）在教学过程中，重视传授知识，不重视学生创新能力、设计能力的培养。

（2）在教学方法上，单一，缺少互动环节，大多数自控能力差的学生多是在睡觉、玩手机、看杂志，无法很好的调动学生的积极性，这样使得教学效果非常不理想。

（3）在实验的安排上，多为验证性实验，缺乏对学生设计能力、创新能力的培养。

（4）考核一般以笔试为主，使得学生更偏重于理论知识。

三、单片机原理及应用课程教学改革

（一）教材选取

根据学生实际、教学目标合理选择教材，需要以应用为主，选择将整门课程分成多个项目的教材。

（二）单片机原理及应用课程教学大纲修订

结合市场调研得出岗位需求、社会需求、学院和专业培养目标，制订单片机原理及应用课程教学大纲。本着“紧扣应用能力培养主线原则”，围绕专业人才培养目标，结合人才方案中知识、能力、素质支撑体系内容需要，对课程教学大纲进行系统性制订。

教学大纲修订中将本门课程分为5个工程任务也可称为 5个学习情境，包括基于单片机的七段数码管广告牌设计、基于单片机的交通灯设计，基于单片机的数码管显示的密码开关设计，基于单片机的电子钟设计，基于单片机智能温度测控系统设计共5个项目为载体来组织教学，学习情境完全按照基于工作过程的教学模式展开教学，培养学生的创新能力、设计能力、撰写报告的能力等。

（三）教学实施过程

学习情境是进行知识与技能传授的纽带，本课程安排了5个学习情境，每个学习情境即每一个任务在实施过程中分为 6个步骤：

步骤一：上课之前，下发任务书，划分竞争性团队。（3-4个人一个团队，每个团队以团队为单位进行奖惩，对于每个队员的分数由组内成员自行分配），用于各团队学生提前进行预习。

每个项目下发任务书体现如下（以基于单片机的七段数码管广告牌设计为例）：

步骤二：制定项目执行计划，小组讨论，设计、确定系统方案。

步骤三：完成系统硬软件设计。其中包括硬件电路设计和软件流程图和程序设计。

步骤四：课上实施采用小组竞赛的方式，上课时随机抽取一个或两个团队同学进行项目或知识点汇报，每个团队同学在项目汇报后选取对抗团队，对抗团队对讲授团队进行提问，根据回答，教师以及其余同学对该表现进行打分（对回答正确的加分，如果回答不对，可以让其余组同学进行抢答，对回答比较合理的进行加分）。表2位列出团队竞赛得分明细表。

表1　以基于单片机的七段数码管广告牌设计任务书

表2　团队竞赛得分明细表

陈述报告的题目完全正确得5分，若有错误每个错误扣一分，累计得分，此处各个团队抢答，抢到并答对的团队得到对方扣掉的分数。陈述与抢答的时间不超过8分钟。

陈述报告后对抗提问不少于两个，多则不限，不超过7分钟。问题回答正确最多5分。若回答错误，可由对抗团队自行回答，那么对抗团队得分；也可由其他团队抢答，抢答团队可分得问题一半分数，具体分数可由对抗团队自定。

根据陈述报告总结知识点，由陈述团队总结，其他团队若觉得不足可补充，每点加0.5分。

最后五分钟教师提问，团队抢答。抢到的团队可自己回答或抛给其他团队回答，抢到团队回答正确每个问题加2分；抛给其他团队，若其他团队回答正确，抢到团队不加分，回答正确的团队加分；若其他团队回答不正确，抢到团队回答正确，从其他团队扣2分，共加4分给抢到的团队。

附加分加给能够纠正错误，提出质疑的同学，每次2分。

步骤五：教师对讲授团队所讲内容进行评价，对讲授团队和对抗团队以及抢答环节同学们的表现进行总结，对知识点讲的不透彻的知识点进行补充并讲解典型例题。

步骤六：教师给出典型练习题，对所学知识点进行巩固练习，使全部同学都能动手练习，使每个学生都能掌握所学知识。

（四）考核方面

改变单一的笔试考核方式，考核形式由以下几个方面组成：平时出勤占总成绩的10%，课堂表现占总成绩的20%，项目作业占总成绩的30%，期末笔试占总成绩的20%，实验占总成绩的20%包括实验预习报告、准备预习实验问题、还要引导学生进行实验方案设计，对于提出创新、有效实验方案的学生要予以一定的分数鼓励。

（五）完善课程设计实践环节

本实践环节在人才培养过程中，对学生的设计开发能力的培养上有支撑作用。设计的题目，要求都来源于实际生产生活或者实际生产需要。与企业加强合作，将一些课程设计与实训项目拿到企业来做，由校内指导老师和企业工程师共同指导，使学生在实际工程或实际项目中得到锻炼和提高。考核环节由原有的论文（图纸）设计改成作品设计、论文（图纸）表述以及设计答辩三个环节；教师加强时间管理，任课教师要有设计的时间安排表，方便学生安排设计进度。

（五）鼓励学生参加各种科技竞赛

例如省级或全国的大学生电子设计大赛和创新创业竞赛，通过大赛的锻炼，使学生单片机设计能力有一个很大的提高。引导学生参与创新研发、发明，并进行实用新型、发明专利的申请。鼓励学生参与校际合作项目和教师科研项目，增加学生沟通实践能力的培养力度。