以单片机“钥匙坠”为纽带的计算机相关课程体系建设

(天津大学 精密仪器与光电子实验教学中心)

以单片机“钥匙坠”为纽带的计算机相关课程体系建设

(天津大学 精密仪器与光电子实验教学中心)

1 主要内容

以计算机为核心设计现代仪器仪表系统，是仪器科学、电子自动化等专业必备的一项基本技能，相关课程在本科培养方案体系中占有极大的比例. 为使学生从大一开始就建立纵向课程线的概念，理清各门课程之间的衔接关系，同时将程序设计、微机原理、信号处理等课程中比较抽象的概念实例化，设计了基于Stm32单片机最小系统的“钥匙坠”，如图1所示.

图1 单片机钥匙坠

2 创新点

钥匙坠的设计理念源于美国教育家梅里尔的“首要教学原理”. 通过钥匙坠这一常见事物，促进学生在潜意识里将知识学习和日常生活融于一体. 钥匙坠的完善过程，促使学生从单纯地学习知识变为应用知识解决实际问题. 学生毕业时，凝聚其4年心血的钥匙坠又将成为非常有意义的纪念品，提醒学生养成终身学习的习惯.

3 主要成效

1)钥匙坠的形状增加了趣味性，学生学习热情空前高涨，以往程序设计、微机原理等课程中常见的畏难情绪和挫折感明显消失. 钥匙坠便于保管携带，学生拥有了人手一套的掌中实验系统，可以充分利用课内课外的时间，随时随地进行相关课程的学习，学习的时间投入和深度、广度均显著增加.

2)用钥匙坠所串起的课程覆盖了基础知识学习、专业综合训练等环节，形成了具有层次的完整的课程体系(图2).

图2 通过“钥匙坠”串接的相关课程

图3 学以致用

3)培养了学生解决实际工程问题的能力，并且积累了一定的工程经验，为学生尽早尽快融入科研、参加各种科技竞赛打下基础. 近年来，我院学生在大学生挑战杯、iCan创新创业大赛、TI全国大学生生物医学工程创新设计竞赛等赛事中屡获佳绩. 图3所示为我校大二学生在军训汇演时，设计制作的“智能排爆预警机器人”，获得了《每日新报》等媒体的报道.

(执笔：何 峰)