基于創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的單片機教學改革探究

張 妍，郭維威，尹衍林，王 穎，李金懋

(黑龍江工業(yè)學院電氣與信息工程系 ，黑龍江雞西 158100)

基于創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的單片機教學改革探究

張 妍，郭維威，尹衍林，王 穎，李金懋

(黑龍江工業(yè)學院電氣與信息工程系 ，黑龍江雞西 158100)

培養(yǎng)單片機創(chuàng)新應用型人才是當前教學改革的熱點與難點。擬通過對傳統(tǒng)單片機教學模式弊端的分析，經(jīng)過社會調(diào)研，探究出適應現(xiàn)代社會發(fā)展、并且可行性較高的教學模式，即遞進式項目導入教學法以及分階段考核評價體系。

傳統(tǒng)教學；遞進式項目導入；階段考核

面對現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的微型化和系統(tǒng)集成化程度不斷提高，單片機產(chǎn)品越來越多地出現(xiàn)在日常生產(chǎn)、生活中，單片機技術(Microcontrollers)已經(jīng)成為一個重要的技術領域，所以單片機技術課程是電類專業(yè)中必不可少的教學內(nèi)容，是培養(yǎng)應用型電子設計人才的重要途徑。

隨著單片機技術的高速發(fā)展，市場對此類人才需求逐漸增大，高校傳統(tǒng)教學方式受到了嚴峻挑戰(zhàn)，對單片機技術課程的教學設計、教學內(nèi)容和教學方法等都提出了新的要求，因此改革單片機技術課程教學模式，使其能夠適應就業(yè)崗位的人才培養(yǎng)需求是十分必要的。

一、單片機課程教學現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的單片機課程的教學方法是按照知識點從簡單到復雜的順序，逐章進行理論知識的講解，雖然在過去取得了一定的教學效果，但隨著科學技術的進步，對高校單片機教學提出了新的要求，使得傳統(tǒng)單片機教學模式的弊端不斷暴漏出來。

1.教學大綱陳舊。根據(jù)傳統(tǒng)的單片機教學方法，單片機教學大綱按照章節(jié)知識點設計，側重理論知識點的掌握，學生只需要在學習的過程中死記硬背，期末考試就能過關。

2.灌輸式教學方法為主。在傳統(tǒng)單片機課程教學的過程中，多側重于理論知識點的講解。理論知識講解得非常詳細，但無法與實際應用聯(lián)系在一起，并且生澀難懂，枯燥無味。無論教師授課多么精彩，運用何種教學手段，都無法讓學生對學習單片機產(chǎn)生濃厚的興趣，學生的求知欲不高，學習處于被動狀態(tài)，學習效果大打折扣。這是傳統(tǒng)的單片機教學在當前的明顯弊端。興趣是最好的老師，如何滿足學生的好奇心、求知欲并且體會到解決問題的快樂，使學生們愛上單片機，并且主動學習，是當前教師應該研究的課題。

3.不注重實踐能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的單片機教學沒有研究當前社會對單片機能力的合理定位，使得課堂教學過程中只注重紙上談兵，實踐動手能力在教學環(huán)節(jié)中相對薄弱，缺乏團隊合作精神和創(chuàng)新精神。有的高校單片機理論課程內(nèi)設置了很少學時的課內(nèi)實驗部分，即使這樣，授課教師也是按照教材或者實驗手冊中的實驗項目進行選取，而這些實驗項目在教材或者實驗手冊中已經(jīng)提供了整套的實驗思路及過程，學生只需要按部就班地完成就可以，不需要對任何問題進行思考，難度系數(shù)低，缺少對學生分析問題、解決問題的能力訓練，使得本來就少得可憐的實驗項目起不到鍛煉學生實踐能力的效果。

這種老套的教學方法突出地暴露出“重概念，輕應用；重理論，輕實踐；重考試，輕能力”的缺點。學生在整個學習過程中很被動，不能主動參與到學習的過程中，并且考試采用一考定成績的考核方式，學生們在期末考試前期突擊復習，應付考試，考完就忘，沒有真正地達到學會并應用的目的。

二、單片機教學改革策略分析

單片機在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應用，根據(jù)目前社會的需求，在單片機教學過程中要轉變思路、尋找對策，實現(xiàn)教學為社會服務的目的。

1.做好社會調(diào)研，修訂教學大綱。

對社會需求進行調(diào)研，同時加強學校之間、校企之間的合作，了解相關崗位對學生掌握單片機能力的要求，結合社會需求制定相對合理的單片機教學大綱，對學生的能力有針對性地培養(yǎng)，以達到學生能夠獨立分析單片機運行過程中出現(xiàn)的各種問題，并且通過查找資料等方式解決問題，逐步完善和形成滿足社會需求的創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)模式，以求培養(yǎng)的學生是社會需要的，提高學生的就業(yè)能力。

2.引入項目遞進式導入教學模式

學生畢業(yè)后隨即會進入到就業(yè)崗位，而就業(yè)崗位對學生技能有一定的要求，怎樣才能做到學生在學校里學到的單片機知識能快速地應用到工作中？這就要求在教學過程中，要激發(fā)學生學習單片機的熱情，使學生不是被動地接受單片機知識，而是主動地建構單片機知識。一方面要求學生要積極主動地去探索發(fā)現(xiàn)儲備知識的意義，搜集并分析大量相關資料或信息，將新、舊知識聯(lián)系起來，并加以認真地思考，轉變?yōu)樽陨淼闹R儲備。另一方面改革傳統(tǒng)的單片機教學模式。單片機課程創(chuàng)新教學模式擬采用“教、學、做”一體的思想，以日常生活中的應用為目的，將項目遞進式導入教學模式運用到整個授課過程中，打破傳統(tǒng)老式教學模式下各章節(jié)之間的界限，重新整合單片機課程資源，將理論教學與實踐應用有機地結合在一起。

項目遞進式導入教學模式是將傳統(tǒng)的教師講授、輔導學生為主變成以學生為主，教師只是學生學習過程中的引導者和幫助者。具體地說就是將一個大的實踐應用項目分解成若干個小項目，學生由淺入深、由易到難的順序進行操作訓練，要求學生必須完整地參與到某一個實踐應用項目中，包括項目調(diào)研、項目方案設計、硬件電路圖設計、軟件程序設計、項目調(diào)試和項目經(jīng)驗總結等。

教師在項目遞進式導入教學模式中首先要設計出符合教學內(nèi)容要求的實踐應用項目，遵循從簡單到復雜的原則，幫助學生認識和了解新的知識體系。在條件允許的情況下，設立項目導師制度，每位導師帶若干個團隊，每個團隊由3-5名學生組成，如果團隊能力強，還可以參加各類國家級、省級、市級、校級的創(chuàng)新競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等。

問題12 若函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線，且滿足f(a)·f(b)<0，還需要滿足什么條件時，函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b) 內(nèi)恰有一個零點？

項目遞進式導入教學模式的運用，在學校營造出了濃厚的單片機學習氛圍，激發(fā)了學生學習單片機的積極性，幫助學生形成持久的學習動力。更為重要的是使學生的實踐能力有了一個質(zhì)的飛躍，真正感受到了單片機在實際中的應用，提升了學習單片機的興趣及實際操作能力，符合當前社會的需求，是對傳統(tǒng)單片機教學模式的創(chuàng)新，具有較高的可行性。

3. 改革教學設計思路

教學設計的重點是通過提出問題、分析問題、解決問題和實踐操作等步驟來激發(fā)學生學習單片機課程的積極性。項目遞進式導入教學模式摒棄了舊有的章節(jié)依次學習理論知識的方式，以教學內(nèi)容為依據(jù)選擇實踐應用項目，按照分階段、分層次、遞進式的教學改革思路，實行逐級遞增的教學模式：基礎訓練—應用訓練—創(chuàng)新訓練—考核，既在鞏固舊有知識的基礎上，又可以促使學生們學習使用新知識、新技能解決實際問題。

課時安排：有的學校理論課與實踐課的課時比例為 9:1，即先在教室上54學時的理論知識講解課，然后到實驗室上6學時的實踐課程，由于從理論課到實踐課之間有時間間隔，導致學生對知識點印象不深，經(jīng)常在實踐操作課程上忘記了教師前期講解的理論知識點內(nèi)容，聯(lián)系不強，不會運用，需要教師再重新講解一遍，浪費了寶貴的時間，學生的學習效率很低。所以建議將理論課與實踐課的課時比例設置為 0:10，簡單地說就是將實驗室作為單片機上課場地，教師邊講解學生邊練習，講練相結合，側重掌握基本知識的實踐操作，有效地提高了課堂效率。

每個教學單元模塊分為基礎訓練、應用訓練、創(chuàng)新訓練三個由淺入深的層次訓練。前面訓練是后面訓練的基礎，三個層次訓練組成了一個有機的整體，學習結束后進行階段考試測試。

基礎訓練：基礎訓練主要是讓學生掌握單片機軟件中各個功能的使用方法，達到熟練操作的目的，以便后續(xù)各個層次訓練的項目直接調(diào)用，此種基礎訓練要求所有學生必須完成。

應用訓練：應用訓練重點培養(yǎng)學生的動手能力，它是在基礎訓練的基礎上，引導學生完成若干個相對于基礎訓練較復雜的單片機實踐應用項目，此訓練要求所有學生必須完成。

創(chuàng)新訓練：創(chuàng)新訓練是在應用訓練的基礎上開設的選做項目，重點是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮學生在項目訓練過程中的主觀能動性，啟發(fā)學生的多元化思維，激發(fā)學生的項目設計靈感，是前面兩個教學單元模塊的綜合性應用訓練。每個學生都有自身的特點，在知識的掌握、綜合素質(zhì)、自主學習能力等方面都不相同，可自由選擇是否完成此創(chuàng)新訓練部分，動手能力強的學生通過創(chuàng)新訓練，有足夠的發(fā)展空間。

在這三個層次訓練的過程中，必須時刻關注學生的學習進展情況，適當調(diào)整教學設計和教學內(nèi)容，這樣對教師個人能力的要求較高，例如需要教師設置合適的連接點，引導學生全程參與實踐項目，并且能夠?qū)⑶懊嫠鶎W的知識連接起來，達到對知識點的全覆蓋，同時能夠?qū)⑷菀壮霈F(xiàn)的問題和隨時發(fā)現(xiàn)的問題及時進行糾錯，學生根據(jù)教師引導完成整個單元模塊的學習任務，最后進行總結、點評，做到真正的因材施教。

考核方式：傳統(tǒng)的單片機課程考核方式是筆試試卷形式，這種形式很適合理論性強的課程，而對于單片機技術這類實踐應用型較強的課程不再適用。本課程對學生成績的評定進行了改革，采用分階段的教學考核方式，即總成績=第一次階段考核成績×20%+第二次階段考核成績×20%+第三次階段考核成績×20%+第四次階段考核成績×20%+平時考核成績×20%。徹底改變了傳統(tǒng)的一考定成績的狀態(tài)。階段考核主要是針對每一個單元模塊經(jīng)過三個層次訓練后的考核，每個單元模塊各自獨立，學生不會因為缺席某一次考核或者某一個單元模塊不及格而導致最后總成績不及格的現(xiàn)象，平時考核主要是針對學生平時出勤、平時表現(xiàn)等情況而定。

階段考核形式分別從不同角度、不同時間、全方位地考察學生學習單片機的情況，避免了突擊式學習的狀態(tài)，對學生平時學習的興趣和動手操作能力的提高起到了推動作用。

結語

改革后的單片機教學模式真正做到了理訓一體化教學，在單片機實驗室機房授課，教師導入一個大的實踐應用項目，簡單介紹，然后分解成若干個小項目，對知識點進行拆分，并對各個部分進行詳細分析，講授一部分知識，學生實踐一部分，邊學邊做，增強了學生的動手操作能力，同時分層次、多模塊的教學體系，既是相互獨立的，又是有機統(tǒng)一的，基礎訓練、應用訓練、創(chuàng)新訓練和階段考核是一個有機整體，基礎訓練是應用訓練與創(chuàng)新訓練的基礎，而應用訓練又是創(chuàng)新訓練的基礎，階段考核是對前三個訓練的綜合評價。

通過教學改革，學生切實地參加到項目訓練中，既提高了學生的實踐能力又滿足了社會對人才的需求，使學生今后能夠快速地融入到工作崗位中。

[1]譚露雯，衛(wèi)靜婷，黎斌.基于“階梯式”項目導入法的“EDA應用技術”課程探討[J].科教導刊，2016(11).

[2]高金定，鄔書躍，孫彥彬，周亞，侯玉寶.EDA技術創(chuàng)新型實驗教學體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2011(2).

[3]創(chuàng)新模式視角下的單片機實訓教學實效提升策略[EB/OL].(2014-12-10 )https://wenku.baidu.com/view/6fd1fe7e6edb6f1afe001f4a.html?from=search.

Class No.:G642.0 Document Mark：A

(責任編輯：蔡雪嵐)

Teaching Reform of Single Chip Microcomputer Based on Innovation of Application-oriented Personnel Training Mode

Zhang Yan，Guo Weiwei，Yin Yanlin，Wang Ying，Li Jinmao

(Department of Electrical and Information Engineering, Heilongjiang University of Technology，Jixi，Heilongjiang 158100，China)

It is the hot topic and difficult point to cultivate the applied talents of the single chip computer. Based on the analysis of the traditional SCM teaching mode malpractice, through social investigation, we try to explore the feasible teaching mode - progressive project teaching method and stage evaluation system.

traditional teaching；progressive project introduction；stage assessment

張妍，碩士，講師，黑龍江工業(yè)學院電氣與信息工程系。研究方向：電子信息。

黑龍江省高等教育學會項目——高等教育科學研究“十三五”規(guī)劃課題“基于創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的單片機教學改革研究與實踐”(編號：16G494)。

1672-6758(2017)08-0018-4

G642.0

A