基于工程教育认证的单片机课程教学模式探究

李玉琴

【摘 要】本文论述基于工程教育认证的单片机课程教学模式，目前传统的单片机课程教学模式在教学方法、教学内容、考核方法等方面与工程认证标准存在差距，不能满足学生多样化的培养需求，根据工程教育认证的人才培养目标，探索单片机课程教学模式，提出优化教学方法、根据毕业标准优化教纲、丰富实践内容、依据指标完成度持续改进课程等对策，培养学生在工程领域的自主创新能力。

【关键词】工程教育认证  单片机课程  教学模式

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）06C-0156-02

工程教育专业认证是国际通行的保障工程教育质量的基本制度。对于电气专业的学生，研究单片机的相关指令和编程方案是必修课程，学生的创新能力是提高就业能力的基础，为了适应当前我国市场的人才需求，培养工程科技人才，课程改革应以培养学生素质为基础，重点加强实践性和应用性，改变教学体制结构和实践内容，实现以学生为中心的教学模式。

一、传统单片机教学与工程认证标准的差距

工程教育专业认证强调以学生为核心的教育观念，但我国高等学校现阶段对教学培养目标的制定，都是由学校统一设定的，并没有将学生作为中心来开展，使得学生毕业后不能很好地融入社会大环境。工程教育专业认证就是培养学生解决复杂问题的能力，传统单片机课程的授课方法只是按照教材的顺序，由简单到复杂，对书本的理论知识进行讲解，学生所能学到的知识局限于教材，实践创新能力非常差，与现代工程教育专业认证理念相违背。

（一）教师的教学方法

大多数的大学老师采用以自我为中心的教学方法。由于受课程安排的影响，老师授课的方式始终围绕着单片机原理，多以理论知识为主，没有与实践结合，对基本原理讲授课时多，导致学生对于这门课程不感兴趣，产生厌烦心理，限制了学生的动手能力和创造性思维。虽然也能够产生一定的效果，但与工程教育认证要求的实践创新能力有差距，学生对单片机的应用和设计的能力不够，达不到社会需要的科技创新型人才的要求。

（二）教学内容

传统单片机的实验课程不利于学生实践能力的提升。高校所授单片机的课程，基本就是书本理论和相关配套的实验，但大多数学校实验设备单一，结构固化，不能做到电路的随意修改。实验设备具有封闭性，学生只能遵守课本要求，根据已有的参数值调节开关，程序的编写更是单调简单，导致学生对于单片机的学习只能停留在表面，对整个单片机系统的研究无法形成应有的系统模块，学生的视野得不到扩展，更不要说学生创新能力的培养了。

（三）考核方法

工程教育认证的考核机制是学生能否达到应有的水平，公平有效地评价学生的创新能力和研究水平。但是传统单片机课程结业就是书面的一张成绩单，看不出学生的创造性和发散性思维，只是单一的对成绩进行考核，教学内容与实践应用联系不紧密，不能反映学生的真实水平，导致学生与社会先进的技术脱节，不能很好地运用和开发新技术。

二、基于工程教育认证的单片机教学模式

（一）优化教学方法

根据工程教育认证的以学生为本的原则，减少学生对老师的依靠，发挥老师的引导作用，充分发挥以学生为主体的教学理念，使教学方法更加优化。

注重学生能力的培养。老师在教导学生的同时，要注意引导的分寸，避免学生对自己产生依赖，导致学生不能自主解决问题，老师应通过适当引导和辅助，培养学生的自主能力和发散性思维，倡导学生养成独立自主解决问题的能力。在平时授课中，老师应多采用讲解与谈论相结合的方式，在相互之间的探讨中，多鼓励学生自主思考，培养学生的发散思维，告知学生遇见问题要多思考，再解决。通过老師与学生之间的这种反馈体系，在教学过程中调动学生的积极性，注重实践与理论的结合，培养学生工程意识，并提高学生自主解决问题的能力。

教学内容与实际相结合。通过分析单片机的具体实例，综合课程中实际应用的特点。传统的教学方法具有严谨性，新的教学要多注重应用性，多使用案例教学。单片机的课程有大量的抽象内容，通过分析案例进行教学，可以有效解决这一部分难题，通过对案例的具体分析，可以使学生理解其中的道理，更好地体会单片机的设计和使用过程。

（二）根据毕业标准优化教纲

学校要始终明确教学目标，优化本校的课程毕业大纲。工程教育认证的核心思想是“以人为本”，学校首先要做的就是明确培养目标，结合学生实际的情况，开设关于单片机的课程，使学生能够运用学到的知识，掌握先进的技术，分析并解决问题。

调整教学内容。刚进入大学的学生，对于单片机专业方面的学习比较薄弱，可以适当删减纯理论教学内容，增加实验课程。在课程实践的基础上，增加知识点安排，将较多实验的工程项目分成若干份，再进行实验，逐步完成单片机实践课程的安排，最后整合，这样可以使学生更加充分地了解课程。

制定符合考核要求的毕业方案。单片机课程属于实践性较强的课程，若只单一教授理论知识，满足不了社会对于人才的需求，所以考核内容也不能单一，仅仅用一张考试卷来达到毕业考核的标准是行不通的，无法客观评定学生对于单片机学习的实际情况。因此考核方式必须要覆盖学生能力的指标点，使结果能够体现学生的真实水平。采用的新的考核方式应遵从工程教育认证的理念，使学生达到毕业要求的指标点，新方式应加强对学生多方面的考核，重点关注学生整个学习过程的表现，考核内容应围绕指标点。一是让学生能够完成符合要求的单片机设计和绘制电器的原理图;二是针对系统编写的软件系统，学生自己采取科学的方法进行模拟调试。根据评价体系，结合学生学习的过程及应有的实践能力，进行全方位的单片机考核。

（三）丰富实践内容

通过丰富实验的内容，提升学生开放性的思维。可以将计算机仿真技术引入单片机课堂的教学中，计算机仿真技术的引入可以丰富实验内容，采用单片机数字联调仿真。我们可以采用模拟单片机外围软件，如protel和proteus软件等，可对多款单片机提供支持，同时proteus软件还可以兼容第三方编译开发软件，为单片机的课程提供了一个设计开发的平台。平台的提供，让老师和学生更好地交流，既可以学习单片机系统的硬件问题，还可以学习软件的调试方法，通过在平台上的交流和学习，能够随时观察储存器变化，体会不同程序在不同阶段的运行过程，与传统的实验相比较，新的平台能够使理论具体化，更好地在不同方面运用单片机。仿真实验平台可以让学生随时随地学习单片机课程，学生可安装在自己的电脑上，实验平台对电脑配置要求也不是很高，不像传统学习单片机课程的时候，还要等实验室开放。仿真实验平台的利用，目的是激发学生的学习兴趣，增加学习动力，让学生在处理问题时能够运用所学知识解决问题，培养学生对于技术认知的自信心，更好地激发学生的自主学习能力，提高学生对于单片机课程的兴趣，让学生有能力学习绘制电路图，对电路的仿真学习也有大的帮助，进而提高了学生学习的积极性，让学生在不知不觉中爱上单片机课程，促进单片机应用的再次开发，实现教学做一体化模式。

（四）依据指标完成度持续改进课程

工程教育认证不是恒定不变的，它的重要原则是持续改进，促进老师和学生的提高，学生最终达到社会对于人才的需求，通过总结教育过程中的经验，工程教育认证提高了教学质量和监督反馈体系。每段课程结束时，老师应对本轮课程做出总结，对学生能否完成任务做出分析，并在下一阶段的课程上进行改进，比如学生对于硬件接线图的掌握欠缺，老师应在后续课程上适当增加实践课程，增加学生的动手机会，可以用分组的形式进行实验课程，从而使学生完成指标点。如果老师全部逐条讲授，会占用课堂很多时间，如果只把任务布置下去，学生不能自主完成，所以应该充分发挥教学主体的作用，让学生更具有主动性。可以根据课程难易程度，组成学习小组，学生自己安排讲解报告，采用轮流授课的方式，这种方式可以发挥学生在团队的主动性，又能使学生将课堂上的被动转化为课下主动学习，有效进行了课堂输出，将不足之处进行查缺补漏，再次调动学生在课堂上的积极性，提高教学效率。

传统单片机实验以验证性为主，通过实验报告来完成对学生的评估，虽然学生是参与了，但参与度不高，实验结果大多雷同，抄袭严重，导致实验环节与教学内容脱节。课程设计环节的改革应考虑课程难度的增加，在单片机设计中，明确项目的实际规划，老师可以根据学生进度的完成情况，深化实践内容，确保各个阶段学生对于单片机课程的学习都能有收获。

单片机课程是工程实践性较多的课程。以工程教育认证为基准，提高学生的实践应用能力，更好地融合改革方法，達到改革目的和改革效果。与传统教育体系相比，基于工程教育认证的教学模式可以使学生更好地解决问题，对高等人才的培养具有重要的意义，通过增加学生在学习过程中的考核，以提高学生掌握单片机课程的能力，让学生由被动变主动，为社会提供技术性人才，培养学生解决复杂工程问题的能力。

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（责编 丁 梦）