卓越工程師背景下的應用型工科院校單片機課程教學改革初探

白秋產(chǎn) 鄭蓉建

【摘要】在闡述“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的目標內(nèi)涵基礎上，分析了應用型本科院校單片機教學存在的問題、提出單片機課程教學改革目標、改革措施措施及發(fā)展趨勢。

【關鍵詞】單片機 教學改革 卓越工程師

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0217-01

為進一步貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，2010年6月23日，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，目的是在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。2010年，教育部啟動實施了卓越工程師教育培養(yǎng)計劃（簡稱“卓越計劃”），清華大學等61所高校被教育部批準為第一批實施高校。2011年，教育部又出臺了《教育部關于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見》，并批準了133所高校為第二批實施高校。我校電子信息等五個專業(yè)獲批試點。 單片機原理是電子信息專業(yè)中非常重要的一門專業(yè)課。本文主要以電子信息工程專業(yè)為例，結合卓越計劃實施五年來的實踐經(jīng)驗來探討如何更好進行單片機原理技術教學改革。

一、改革單片機教育教學理念，適應“卓越工程師計劃”

高等工程教育要強化主動服務國家戰(zhàn)略需求、主動服務行業(yè)企業(yè)需求的意識，確立以德為先、能力為重、全面發(fā)展的人才培養(yǎng)觀念，創(chuàng)新高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的機制，改革工程教育人才培養(yǎng)模式，提升學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力，構建布局合理、結構優(yōu)化、類型多樣、主動適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的、具有中國特色的社會主義現(xiàn)代高等工程教育體系，加快我國向工程教育強國邁進。

二、單片機教育教學現(xiàn)狀

《單片機原理》綜合了硬件電路設計和軟件編程等技術。學生在學習本課程的時候，一方面鞏固掌握了前續(xù)基礎課程，如《電路》、《模擬電路技術》、《數(shù)字電路技術》和《計算機基礎》等；另一方面，學會單片機系統(tǒng)設計的思路和方法，為今后從事相關工作打下基礎；此外，以 MCS-51 為基礎的單片機課程也為今后的ARM、DSP 學習等奠定基礎。單片機技術日新月異，而大部分高校的單片機課程教學模式卻一直延續(xù)至今，沒有針對技術發(fā)展、社會需求做出相應調(diào)整。單片機的傳統(tǒng)教學方式多以課堂原理講解為主，結合少量硬件實驗，這種模式存在的問題較多。傳統(tǒng)教學過程中未引入工程實踐設計，導致學生動手能力普遍較差。由以上單片機課程的教學現(xiàn)狀，我們可以看出，單片機課程改革勢在必行，必須改革教學模式，才能適應工程教育的目的，培養(yǎng)學生的實踐能力。

三、卓越工程師背景下應用型工科院校單片機教學改革目標

探索工程人才教育培養(yǎng)新機制，樹立“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，實現(xiàn)“卓越工程師”培養(yǎng)要求；彰顯單片機技術的應用特色，單片機具有突出的控制性能和優(yōu)秀的嵌入品質(zhì)，廣泛應用于智能儀器儀表、機電一體化產(chǎn)品、家用電器、交通與航空航天等方面；建立單片機的工程教育體系結構，以單片機基本原理為基礎，設計開發(fā)及整合相關的硬件資源和軟件資源，以及相關的教師資源；能夠適應行業(yè)對單片機技術的課程要求，將單片機理論和實踐結合，進行設計原理圖、軟件仿真、印刷版制作、元器件焊接、調(diào)試、安裝等；提高學生在單片機技術應用上的創(chuàng)新能力，學生利用單片機在很多未應用領域和設計方法上不斷嘗試和創(chuàng)新；建立多層次、模塊化、開放型、綜合性的單片機工程訓練教學新模式，充分利用單片機開發(fā)仿真軟件、多媒體技術、遠程教育技術、網(wǎng)絡在線培訓、單片機實驗設備、大學生創(chuàng)新實驗室、國家級、省級各類電子競賽來提高單片機的教學新模式。

四、卓越工程師背景下應用型工科院校單片機教學改革措施

1.強調(diào)理論實踐并重：采用增加實驗課時，減少理論課時。

2.理論教學采用模塊化及層次化教學組織：硬件結構、軟件程序、外部擴展和應用實例等四大模塊，每個內(nèi)容模塊中又劃分有不同的知識層次子模塊。

3.改革實驗教學內(nèi)容，增加學生實驗動手機會：減少集成式設備，采用可重組、可跳線方式的實驗設備。

4.教學方法改革：啟發(fā)式、討論式、研發(fā)式等教學方法的采用和探索。

5.以工程項目為導向，鞏固和加強單片機技術體系，循序漸進地學習和掌握單片機及嵌入式系統(tǒng)設計的過程，在實踐過程中培養(yǎng)他們的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力，建立單片機課程的工程教育體系結構。

6.以單片機基本原理為基礎，設計開發(fā)及整合相關的硬件資源和軟件資源項目化教學內(nèi)容，并利用Proteus仿真軟件教學，結合多個教學重點構成的微課群，用于學生課后反復，隨時學習。

7.根據(jù)學生的認知過程，建立多層次、模塊化、開放型、綜合性的單片機工程訓練教學新模式。

8.改革課程考核方式。

五、應用型工科院校單片機教學發(fā)展趨勢

應用型本科院校將以“卓越計劃”為指導思想，培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設和管理第一線，能夠靈活應用所學知識解決實際問題，既有較厚實的理論基礎和人文素質(zhì)，又有較強的實踐能力和創(chuàng)新精神；在單片機教學上不斷改革單片機的教學內(nèi)容，教學手段，教學方法，充分利用現(xiàn)代教育教學技術，實現(xiàn)開放、協(xié)同、創(chuàng)新、團結合作、工程的教育的模式。

參考文獻：

[1]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”通用標準詮釋[J].高等工程教育研究，2014

[2]王倩.基于IEET工程認證的《電力電子技術》教學改革的研究與探索[J].科技資訊，2016

[3]趙寧.信息專業(yè)卓越工程人才培養(yǎng)模式改革之思考[J]. 高等工程教育研究，2014

[4]胡玨，柴國鐘，潘柏松.“卓越工程師”計劃下人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與對策研究——以浙江工業(yè)大學機械工程學院為例[J].高教與經(jīng)濟，2012

[5]樓然苗，王世來. 單片機實踐教學改革與應用型人才培養(yǎng)[J]. 中國大學教學，2009

[6]陳以一 .協(xié)同性、開放式、立體化的卓越工程師教育培養(yǎng)體系的構建[J]. 高等工程教育研究，2013

作者簡介：

白秋產(chǎn)（1971-），男（漢族），陜西咸陽人，碩士，副教授，主要研究方向：檢測與控制、信息處理。

鄭蓉建（1971-），男（漢族），江蘇淮安人，博士，講師，主要研究方向：過程控制。