培養(yǎng)電子類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)實踐探索

于　姣

(蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009)

?

培養(yǎng)電子類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)實踐探索

于姣

(蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009)

創(chuàng)新是使個人、集體乃至國家具有強(qiáng)大生命力和持久力的第一要素。為解決高職電子類專業(yè)學(xué)生的實踐能力不足的問題，以單片機(jī)課程教學(xué)為例，對單片機(jī)的教學(xué)進(jìn)行了改革與探索，提出了面向創(chuàng)新教育的教學(xué)改革與實踐，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

單片機(jī)；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

0　引言

所謂創(chuàng)新教育，就是按照培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的規(guī)律和方法，以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的教育。愛因斯坦說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要”，解決一個問題也許是一個方式方法問題，而提出新的問題，需要創(chuàng)造性的想象力和思維能力，它常常標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。

江蘇省職業(yè)教育創(chuàng)新大賽已經(jīng)舉辦了七屆，是我省職業(yè)教育的主題活動之一，這項活動的開展，意義重大而深遠(yuǎn)，充分展示了職業(yè)創(chuàng)新教育的巨大潛力。很多參賽作品都是使用單片機(jī)作為主控芯片來完成的，這是將創(chuàng)新教育引入課堂教學(xué)的一個重要成果。通過單片機(jī)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高職電子類專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，體現(xiàn)了高職學(xué)校教學(xué)改革的探索與創(chuàng)新意識，為實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化起了有力的助推作用。[1]

1　培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的依據(jù)

1.1傳統(tǒng)教學(xué)的局限性

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)，先介紹單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，接著是軟件編程，再介紹單片機(jī)系統(tǒng)各種外圍器件的應(yīng)用，均是采用單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線。按照這種教學(xué)結(jié)構(gòu)，學(xué)生普遍感到難學(xué)，尤其是在不知道一個單片機(jī)開發(fā)的完整過程的時候。另外，現(xiàn)在的教材基本上都是介紹原理，而不是圍繞單片機(jī)技術(shù)來編寫，再加上順序安排上又沒有考慮學(xué)生的接受能力，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變成一個充滿挫折的過程。

1.2傳統(tǒng)實驗教學(xué)的缺陷

實驗教學(xué)作為理論教學(xué)的輔助手段，內(nèi)容上綜合設(shè)計、開放性實驗極少，只能以示范性、驗證性項目為主，學(xué)生被動地做固定實驗項目，不能激發(fā)出學(xué)習(xí)興趣。以前的實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生要想得到正確的結(jié)果，只要在接線時照搬實驗指導(dǎo)書中的接線圖，將計算機(jī)中存放的程序下載到單片機(jī)中，做到連線無誤、操作正確就可以了。實驗時不甚了解硬件和軟件的設(shè)計及調(diào)試等問題，只注重得到正確的實驗結(jié)果，學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力無法得到鍛煉，教學(xué)效果得不到有效保證。[2]

1.3學(xué)生有效學(xué)習(xí)的需要

單片機(jī)課程本身具有很強(qiáng)的實踐性和一定的難度，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，他們常常會畏懼編程，對硬件電路設(shè)計沒信心，動手能力及工程實踐能力也少有機(jī)會鍛煉提高，這就難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

2　培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實踐探索

2.1以豐富的教學(xué)內(nèi)容調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高

基于以上情況，在單片機(jī)教學(xué)中應(yīng)堅持以應(yīng)用為目標(biāo)，放棄傳統(tǒng)的以硬件結(jié)構(gòu)為主線的教學(xué)方法，以實際項目的開發(fā)過程和方法為主線。不管硬件結(jié)構(gòu)和軟件的先后順序，為了完成一個任務(wù)，將一個個知識點融入到各部分任務(wù)中，組合每個部分的不同知識點，完成第一個任務(wù)就能了解單片機(jī)的開發(fā)過程。完成第二、第三個任務(wù)，就能自己模仿性地操作，使學(xué)習(xí)過程成為一個充滿成功、喜悅和不斷增強(qiáng)自信的過程。[3]學(xué)生可以進(jìn)行單片機(jī)的初步應(yīng)用嘗試，不必學(xué)完單片機(jī)的全部知識體系。隨著項目的逐漸進(jìn)行，知識逐漸完善，能力逐漸提高，完成所有任務(wù)時，就具有了初步模仿、開發(fā)的能力。

在不同章節(jié)的授課中，引用一些與該章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的單片機(jī)應(yīng)用實例，挑選一些任課老師本人科研項目中實際的單片機(jī)應(yīng)用題目或比較有實用價值的題目，要求學(xué)生以小組的形式，通過團(tuán)隊合作提出自己的解決方案。這樣，學(xué)生就有機(jī)會參與實際應(yīng)用的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，并一定程度地獲得老師寶貴的科研經(jīng)驗。

2.2改革實踐任務(wù)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)

單片機(jī)實驗有驗證性實驗、設(shè)計性實驗和開放性實驗，我們把這三種實驗進(jìn)行了系統(tǒng)化和科學(xué)化處理，以進(jìn)一步提高實踐教學(xué)的質(zhì)量。

驗證性實驗要求學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的具體步驟，詳細(xì)的電路原理圖連接實驗電路，并將編寫好的程序下載到單片機(jī)硬件電路里運行。通過完成這些實驗，學(xué)生在單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字接口電路、模擬電路等方面的知識得到較全面的綜合利用，并通過觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果，進(jìn)一步加深對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的理解和認(rèn)識。

設(shè)計性實驗是按照教材內(nèi)容，對學(xué)生不指定實驗步驟，也不給出實驗電路及實驗程序，要求學(xué)生根據(jù)課程要求，自行設(shè)計實驗方法、繪制實驗電路、編寫實驗程序，從而獲得所要求的實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果。設(shè)計性實驗方法要求學(xué)生熟練軟硬件的設(shè)計，并具有較高的分析問題和解決問題的能力。設(shè)計性試驗教學(xué)有一定難度，一般可放在教學(xué)過程的最后階段進(jìn)行。

開放性實驗中，學(xué)生可不受具體教學(xué)內(nèi)容限制，根據(jù)自己的興趣選擇實驗內(nèi)容，獨立或合作設(shè)計、調(diào)試和運行實驗系統(tǒng)。開放性的實驗方法可使學(xué)生完善和提高自學(xué)能力及創(chuàng)造能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑之一。學(xué)?？梢越㈤_放實驗室，在實驗教學(xué)時間之外，另外安排時間，給學(xué)生以充分發(fā)揮才能的平臺。這樣能使學(xué)生最大程度地掌握所學(xué)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，做到學(xué)以致用。在設(shè)計中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，目的是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)到的理論運用于實踐，獨立解決實際問題的能力。

2.3完善考核制度，建立科學(xué)的評價體系

以往的考試以筆試形式為主，考題側(cè)重于知識記憶，例如背幾個小程序、寫幾個單片機(jī)的硬件組成等。筆試形式的考核，難以反映學(xué)生知識的應(yīng)用能力，可以在筆試的基礎(chǔ)上加強(qiáng)開放性考核，從學(xué)生的思維能力、分析能力、創(chuàng)新能力和動手能力等多方面進(jìn)行綜合考核，建立一套科學(xué)的評價體系。

我校將單片機(jī)課程的考核和無線電調(diào)試高級工中單片機(jī)部分的考核相結(jié)合，以項目為載體，學(xué)生通過抽簽選擇不同項目，完成硬件電路的連接、軟件的編程和系統(tǒng)的調(diào)試運行。并能按照主考老師的要求，修改程序內(nèi)容，完成功能上的改進(jìn)。這種以項目為載體的實踐應(yīng)用型考核方式激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造潛能。

在單片機(jī)課程考核方式中可以增加綜合型試題，同時也考慮一定比例的設(shè)計型試題。理論教學(xué)是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充和強(qiáng)化，二者的關(guān)系是相輔相成的。因此，我們在對學(xué)生成績進(jìn)行評價時，將理論考試、實驗?zāi)芰己艘约罢n程設(shè)計等考核形式結(jié)合起來，多角度最大限度地以客觀、公正的視角對學(xué)生所學(xué)知識和創(chuàng)造能力做出合理的評價，使學(xué)生的綜合素質(zhì)最大程度地體現(xiàn)出來。

2.4理論與實際相結(jié)合，多途徑培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

2.4.1職業(yè)教育創(chuàng)新大賽和技能大賽相結(jié)合

組織學(xué)生參加有針對性的訓(xùn)練，并挑出部分優(yōu)秀學(xué)生參加職業(yè)教育創(chuàng)新大賽和技能大賽等比賽，將課堂上所學(xué)到的知識充分地應(yīng)用到比賽項目中。這樣可以充分滿足優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析解決問題的能力以及綜合科研能力。總之，積極為學(xué)生提供各種實踐機(jī)會和環(huán)境，讓學(xué)生盡可能多地接觸生產(chǎn)實際，是我們重要的出發(fā)點。

2.4.2課外興趣小組和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合

學(xué)校和系部為培養(yǎng)電子類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了豐富的平臺。例如，組織學(xué)生成立單片機(jī)應(yīng)用課外興趣小組、單片機(jī)社團(tuán)、機(jī)器人社團(tuán)等，定期組織活動，不僅豐富了學(xué)生的業(yè)余生活，更重要的是讓學(xué)生在娛樂中開發(fā)創(chuàng)新思維、鍛煉動手能力，最大限度地挖掘?qū)W生的潛力。

畢業(yè)作品的制作過程也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的良機(jī)。我們引導(dǎo)學(xué)生觀察與日常生活相關(guān)的電器或儀表等，要求每個學(xué)生根據(jù)自己的喜好自主選擇一個課題，明白設(shè)計的具體目標(biāo)，并對自己如何完成這一學(xué)習(xí)任務(wù)有一個完整的構(gòu)想，完成畢業(yè)設(shè)計與制作。帶著要解決的問題去教學(xué)，學(xué)生會主動學(xué)習(xí)，充分激發(fā)他們的求知興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性。

2.4.3基地建設(shè)和校企合作相結(jié)合

學(xué)生小創(chuàng)造、小發(fā)明活動貴在探究難題。為解決創(chuàng)造發(fā)明中設(shè)備、資源、技術(shù)等難題，學(xué)校采用走出去、請進(jìn)來的方法。老師帶領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)明小組學(xué)生多次跑市場、下企業(yè)，參加工業(yè)博覽會，與一些企業(yè)進(jìn)行合作交流，解決技術(shù)上、設(shè)備上的一些難題。

學(xué)校在原有校內(nèi)實訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，發(fā)展校企共建為特色的實習(xí)模式。校企聯(lián)合建立實驗室或者開發(fā)科研項目，積極利用企業(yè)的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和不斷創(chuàng)新的技術(shù)，為培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能和創(chuàng)新意識提供了條件。通過校企合作模式，學(xué)校探索出培養(yǎng)學(xué)生的新思路，學(xué)生的動手能力得到鍛煉，還幫助企業(yè)解決了研發(fā)難題，實現(xiàn)了了學(xué)校、企業(yè)和學(xué)生三方共贏。

2.5善用各種創(chuàng)新方法，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識

在各種教學(xué)實踐中，會有很多機(jī)會去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這個過程對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識很有意義。發(fā)明創(chuàng)造的方法有很多，如希望法，即觀察事物，提出希望；缺點法，找出現(xiàn)有產(chǎn)品的缺陷，克服它；組合法，將兩個或兩個以上已有的技術(shù)，通過結(jié)合或重組，獲得整體功能的新技術(shù)；逆向法，從事物的一個方面想到它的相反方面，等等。

在學(xué)生制作創(chuàng)新作品的時候，老師要教會學(xué)生專利檢索的方法，以避免自己的創(chuàng)新作品與他人重復(fù)，造成不必要的浪費。在查詢專利的過程中，讓學(xué)生看到小發(fā)明占各種專利的數(shù)量，懂得創(chuàng)新不只是技術(shù)復(fù)雜、難度較大的重大發(fā)明，也可以是小改小革的小發(fā)明。由此讓學(xué)生認(rèn)識到，在日常工作、學(xué)習(xí)和生活中，時時處處都可以有創(chuàng)新發(fā)明，關(guān)鍵是要有創(chuàng)新的意識和激情。

3　結(jié)語

我們在單片機(jī)課程的教學(xué)中，總結(jié)出許多有新意的教學(xué)方法，嘗試進(jìn)行創(chuàng)新教育，并取得了良好的效果。學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹剿?，體會了學(xué)習(xí)的樂趣。

將創(chuàng)新教育融入單片機(jī)課程的教學(xué)模式，在提高電子信息類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時，也要求教師有更強(qiáng)的科研能力和成果，以給學(xué)生及時、有效的答疑和輔導(dǎo)。在實踐教學(xué)中，將理論與實際相結(jié)合，鼓勵學(xué)生自己動手制作作品參加創(chuàng)新大賽，在參加創(chuàng)新大賽的過程中鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識，培養(yǎng)和提升學(xué)生創(chuàng)新的能力。

[1]姜春華，李成仁，宋利民，等．電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)體系和教學(xué)模式[J]．遼寧師范大學(xué)學(xué)報，2002，25(1).

[2]牛分中，宋風(fēng)娟．高校單片機(jī)課程實踐教學(xué)的改革與探討[J]．教育與職業(yè)，2008,21.

[3]張光亞．單片機(jī)課程創(chuàng)新教育與研究性學(xué)習(xí)的探索[J]．中國成人教育，2007,1.

(編輯馬海超)

Exploration on Teaching Practice of Cultivating the Innovation Ability of Electronic Students

YU Jiao

(Suzhou Higher Vocational Technology School, Suzhou 215009, China)

Innovation is the first element to enable individuals, groups and even countries to be with strong vitality and endurance. To solve the problem of being lack of practical ability of the electronic students, taking the MCU teaching for example, reform and exploration on the MCU teaching are carried out. Teaching reform and practice for innovation education are proposed, in order to better develop students’ awareness, spirit and ability of innovation.

MCU; innovation ability; teaching reform

2016-07-05

本文系2015-2016年度江蘇省職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會職業(yè)教育研究立項課題：《基于“云平臺”的高職電子類專業(yè)“可應(yīng)用性”課程改革的實踐與研究》。(編號XHGZ2015018)

于姣(1981-)，女。江蘇蘇州人。碩士，講師。主要研究方向：高職教育和電子技術(shù)。

G712

B

1672-0601(2016)08-0071-04