面向电子设计竞赛的C语言与单片机融合培训模式
2021-04-14伍建辉黄婷婷杨宣兵
伍建辉 黄婷婷 许 艳 杨宣兵
（湖南理工学院 信息科学与工程学院，湖南 岳阳 414006）
当今世界的竞争，主要是经济和科技的竞争，归根到底是人才的竞争。培养具有创新精神和创造实践能力的专业人才已成为我国高等教育普遍关心的问题[1,2]。按照知识、能力、素质三者协调发展的人才培养模式，突出和加强大学生创新知识的传授、创新能力的和创新素质的培养，以造就适应知识经济时代和我国社会主义建设事业需要的创新型高级专业人才，无疑是一项十分紧迫的任务。通过对大学生电子竞赛培训模式的研究，在实践中总结大学生创新能力培养新模式，具有重要的现实意义[3]。
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革[4-6]，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践能力与创新意识、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风，为优秀人才的脱颖而出创造条件。笔者以地方高校大学生电子设计竞赛━C语言与单片机融合培训为例，尝试建立一套面向电子设计竞赛的C语言与单片机融合培训体系，培养一支可持续发展的“会想会做会写会说”高素质学生队伍，为地方高校电子、信息及通信类人才培养长效机制。
1 面向电子设计竞赛的C语言与单片机融合培训内容建设
为进一步提升参赛学生的参赛作品软件开发能力，下面从课程体系、驱动机制、学生梯队和质量监控评价机制四个方面阐述面向电子设计竞赛的C语言与单片机融合培训内容。
1.1 实践平台C语言模块化课程体系构建
根据我院学生个体的知识能力结构及发展需求，结合大学生电子设计竞赛软件编程能力需求，提出以C语言程序设计和实践平台相结合的模块化课程，包括数据、数组及函数定义、顺序、选择及循环结构程序设计、液晶显示、A/D数据采集、D/A函数信号发生、FFT算法、PID算法和数字滤波器8个模块化课程。实践平台C语言模块化课程体系的设置为参加电子设计竞赛学生打下了良好的理论学习基础。
1.2 开放式、多层次项目驱动机制建设
选取符合行业需求且符合学生实际的项目，通过采用开放式项目预演机制，达到项目的难易度和学生的能力最佳匹配，从而达到项目教学最佳效果。项目实施过程中，指导老师通过组织、引导、交流、讨论和共同学习，做到充分了解学生，适时点拨学生，以充分发挥学习主体的能动性，可激发学生的求知欲望，形成学习的良性循环。
1.3 竞争性、协助型学生梯队建设
针对我院电子设计竞赛参赛学生规模，通过考核、面试等多种方式拟建30支左右的学生梯队，每个标准梯队由3人组成，其中包含一名大一学员，梯队成员结构分层次，实现高、中、低多层次相结合，以此起到传帮带作用。通过合作完成课程项目，以此提高学生梯队的协作能力。通过严格考核，淘汰梯队中的部分成员，及时调整补充各梯队的人员结构，提升梯队的整体水平。
1.4 全方位、立体式质量监控评价机制设计
从实际需要和重要性出发，提炼出具体问题供学生解决，建立一套全过程质量监控体系。通过题目分析、资料查询、方案论证、软件设计和方案总结五阶段的过程监控，不但能分解细化项目驱动教学的整体难度，还可以及时发现项目驱动教学的问题，提高过程学习的效率，保证项目驱动的成功率，形成自主学习的长久驱动力。从课程项目筛选到课程项目总结，采用由团队内部组织对成员进行综合评价。
2 C语言与单片机融合培训实施方法
为落实C语言与单片机融合培训内容，下面从前期调研、内容制定、教学实践和成果总结四个方面阐述C语言与单片机融合培训的实施办法。
2.1 前期调研
熟悉C语言与单片机技术在历年大学生电子设计竞赛题目中的所涉及具体应用情况，着重关注新技术、新业务的应用，同时熟知C语言与单片机技术的最新研究成果，并针对大学生电子设计竞赛所涉及的各种新技术、新业务应用和互连互通等进行内容培训。
2.2 内容制定
结合学生特点、实验平台及教学资源，针对电子设计竞赛学生展开的教学内容商讨。拟通过“实践平台+8模块课程”结构，对电子设计竞赛学生进行基础能力、核心能力、综合创新能力进行考量，全面提升学生素质。
2.3 教学实践
课程教学以“电子设计竞赛”为前导，结合现有理论与实践教学资源，促使学生“带着任务”来主动探索解决问题的可行途径，不断将课程内部的知识进行重组，将不同课程的知识进行交叉组合，提高学生分析问题和解决问题的能力。其激励特征体现在周期性很强的目标驱动下的学习进程，可使学生有计划地、高效率地安排学习活动。
2.4 成果总结
教学实践完成后，与学生共同讨论培训模式建设经验总结与问题分析，针对电子设计竞赛学生培养方式进行交流，对实践教学过程中产生的经典问题以及如何更好地完善所建设课程体系提出行之有效的解决方案。
3 结语
通过C语言与单片机融合培训内容建设，可丰富理论与实践教学资源，教学质量和师资水平得到提升，课程体系得到优化，能提升参赛学生动手实践能力与创新精神，培养出满足市场需求和行业发展的创新型工程技术人才。
长期以来，大学生电子设计竞赛培训已成为湖南理工学院电子信息类高素质创新型工程人才培养的一大特色，2017年获4项全国一等奖、2019年获3项全国一等奖、2020年获1项全国大学生电子设计竞赛—模拟电子系统专题邀请赛（TI杯）。
