加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)改革培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新實(shí)踐能力

呂英俊

（山東科技大學(xué)，山東 濟(jì)南 250031）

中外合作辦學(xué)模式下如何培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐能力和職業(yè)綜合素質(zhì)，特別是如何充分發(fā)揮《微控制器原理》課程在創(chuàng)新實(shí)踐中的中心地位作用，結(jié)合濟(jì)南校區(qū)關(guān)于中外合作辦學(xué)提出的繼續(xù)推進(jìn)因材施教工作，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)“具備國(guó)際視野，通曉國(guó)際規(guī)則，具有較強(qiáng)國(guó)際溝通交流能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力的高級(jí)專業(yè)人才”目標(biāo)，根據(jù)現(xiàn)有中外合作形勢(shì)和新時(shí)代大學(xué)生的特點(diǎn)就近兩年的教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行了認(rèn)真的總結(jié)。

1 課程改革的教學(xué)培養(yǎng)方法

1.1 提高教學(xué)理念

通過認(rèn)真學(xué)習(xí)校區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的中外合作辦學(xué)的思想和理念，真正地意識(shí)到教育國(guó)際化的改革就是從知識(shí)的傳承轉(zhuǎn)到能力的培養(yǎng)，從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主探索、開發(fā)學(xué)生想象的空間和邏輯思維的能力。使學(xué)生形成學(xué)習(xí)就是生活的習(xí)慣，讓他們?cè)趯W(xué)校的圖書館、教室、宿舍和校園的各個(gè)角落進(jìn)行思想交流、交融、交鋒。圍繞“重新發(fā)現(xiàn)，再度創(chuàng)造”這一主題，培養(yǎng)創(chuàng)新人才理念，探索建立時(shí)代要求的電氣信息類人才模式，通過與國(guó)外確立“國(guó)際化”意識(shí)，實(shí)現(xiàn)開放式辦學(xué)。改革創(chuàng)新培養(yǎng)模式，建立以人為本、靈活多樣的人才培養(yǎng)模式。

1.2 梳理和充實(shí)培養(yǎng)方案

培養(yǎng)應(yīng)符合教育教學(xué)認(rèn)知和學(xué)生成長(zhǎng)成才規(guī)律，符合工程應(yīng)用人才培養(yǎng)的要求。按照工程應(yīng)用人才培養(yǎng)模式構(gòu)建課程建設(shè)平臺(tái)，整合優(yōu)化課程內(nèi)容，重組課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建以能力為核心的培養(yǎng)體系，有利于學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。引導(dǎo)學(xué)生以微控制器開發(fā)平臺(tái)為中心，輻射其他知識(shí)面和相關(guān)技術(shù)，從點(diǎn)到面、循序漸進(jìn)地掌握以前所學(xué)知識(shí)，因勢(shì)利導(dǎo)地啟發(fā)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，這樣可以事半功倍地培養(yǎng)工程應(yīng)用人才。

在仔細(xì)分析現(xiàn)有專業(yè)的基礎(chǔ)上，把在校大學(xué)生按照電氣類、計(jì)算機(jī)類兩個(gè)方向進(jìn)行科技實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)。

對(duì)于計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生，采用知識(shí)面和深度比較寬廣的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)作為主要研究方向，充分利用課堂上所學(xué)數(shù)字邏輯、C/C++、Linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)計(jì)、嵌入式Linux應(yīng)用編程等知識(shí)來提高學(xué)生的技術(shù)水平和應(yīng)用層次。

對(duì)于電氣信息類的學(xué)生而言，硬件基礎(chǔ)比較扎實(shí)，采用簡(jiǎn)單易學(xué)的微控制器、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真等加以學(xué)習(xí)，沿著電力、電氣等硬件設(shè)計(jì)方向進(jìn)行培養(yǎng)，有利于他們對(duì)課堂教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)的相互結(jié)合。

經(jīng)過合理地調(diào)整各知識(shí)模塊的比例和銜接關(guān)系，在尊重傳統(tǒng)教學(xué)的認(rèn)知規(guī)律前提下，對(duì)怎樣處理好基本結(jié)構(gòu)原理教學(xué)與飛速發(fā)展的新技術(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行重點(diǎn)研究。充分考慮現(xiàn)有學(xué)生的學(xué)業(yè)基礎(chǔ)和知識(shí)面，打破專業(yè)界限，讓學(xué)生有機(jī)組合，形成一支軟硬件密切結(jié)合的大學(xué)生科技實(shí)踐隊(duì)伍。

1.3 理順和應(yīng)用相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容

本著以應(yīng)用型工程人才為培養(yǎng)目標(biāo)，整體優(yōu)化課程的內(nèi)容體系，合理體現(xiàn)“理論夠用，強(qiáng)化實(shí)踐”工程素質(zhì)培養(yǎng)的特色。平時(shí)培訓(xùn)時(shí)以開發(fā)平臺(tái)作為研究中心，對(duì)主流、實(shí)用的技術(shù)加以強(qiáng)化和應(yīng)用，電路知識(shí)強(qiáng)化實(shí)用的電路原理和技術(shù)，而不是以純工程計(jì)算為學(xué)習(xí)目標(biāo)；模擬電子技術(shù)充分體現(xiàn)低功耗作為主流的CMOS技術(shù)及應(yīng)用；數(shù)字電子技術(shù)/數(shù)字邏輯強(qiáng)化數(shù)字器件的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)；C語言強(qiáng)化指針、結(jié)構(gòu)體、共用體、位操作等知識(shí)的應(yīng)用；微控制器原理、嵌入式開放系統(tǒng)以開發(fā)板為研究平臺(tái)，綜合應(yīng)用以前所學(xué)，與相關(guān)方向的專業(yè)課進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，形成有的放矢地開發(fā)應(yīng)用。其他的軟件類課程也以上機(jī)操作、開發(fā)應(yīng)用為目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。

1.4 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

教育國(guó)際化不是否定過去的一切，而是否定那些已經(jīng)被實(shí)踐證明落后的東西，接受那些已經(jīng)被實(shí)踐證明先進(jìn)的東西。《微控制器原理》選用具有時(shí)代性、主流的嵌入式內(nèi)核Cortex-M3作為微控制器，跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，在內(nèi)容安排和實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法上強(qiáng)化學(xué)生工程技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，課程在工程應(yīng)用型本科層次高校處于較先進(jìn)的水平。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改變了以往的實(shí)驗(yàn)箱平臺(tái)模式，采用具有開放性的開發(fā)板為開發(fā)平臺(tái)，利用一塊STM32開發(fā)板引導(dǎo)學(xué)生上路。早期的實(shí)驗(yàn)箱是封閉式的結(jié)構(gòu)，所有的模塊和電路是固定的，一成不變的，學(xué)生能夠做到的就是讀懂原理圖、看懂結(jié)構(gòu)、接接線，然后驗(yàn)證性地去復(fù)習(xí)和鞏固課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而這恰恰束縛了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、積極性和興趣，久而久之，學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣和信心。而開發(fā)板是開放性的結(jié)構(gòu)，上面僅有核心器件和簡(jiǎn)單的外圍器件，其他大多數(shù)外設(shè)是需要根據(jù)以前所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，具有挑戰(zhàn)性和神秘感，使得學(xué)生有興趣嘗試與挑戰(zhàn)。學(xué)生的自主作用、教師的因勢(shì)利導(dǎo)作用也凸現(xiàn)出來，教師的最大作用不再是知識(shí)復(fù)制傳授，而是因勢(shì)利導(dǎo)。教師以先導(dǎo)者的身份講授開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用啟發(fā)等，負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)入門流程和方法。學(xué)生一旦入門以后，及時(shí)糾正不正確的開發(fā)流程和學(xué)習(xí)習(xí)慣，然后放開手讓學(xué)生自行找到適合自己的學(xué)習(xí)方法和步驟，并解答其摸索過程中疑惑的地方，最后和學(xué)生一起分享成功的喜悅。

1.5 無限時(shí)開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室針對(duì)目前本科教育存在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新方法和技術(shù)手段的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)室改變以往傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的模式，提出了建立“創(chuàng)新、綜合開放”的新型實(shí)驗(yàn)室，開放實(shí)驗(yàn)室資源，開展綜合性和創(chuàng)新性科研實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，特別注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從實(shí)驗(yàn)室管理上實(shí)現(xiàn)無限時(shí)的開放管理。

2 結(jié)束語

經(jīng)過近幾年的實(shí)踐證明，大學(xué)生通過使用32位單片機(jī)開發(fā)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，參加了各種競(jìng)技性的學(xué)科競(jìng)賽，比如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、iCAN國(guó)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)大學(xué)生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽等國(guó)內(nèi)影響力較大的學(xué)科競(jìng)賽，均取得了全國(guó)獎(jiǎng)項(xiàng)、省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的優(yōu)異成績(jī)，對(duì)在校學(xué)生產(chǎn)生了積極的影響、促進(jìn)作用。

同時(shí)，使用32位高級(jí)單片機(jī)增加了學(xué)生就業(yè)機(jī)會(huì)，32位單片機(jī)/嵌入式的市場(chǎng)需求會(huì)很大。近年來，對(duì)于熟練掌握主流32位單片機(jī)或者嵌入式系統(tǒng)的畢業(yè)生市場(chǎng)需求在逐年遞增，并且公司開出的月薪不菲。對(duì)在校學(xué)生能夠產(chǎn)生積極的影響，并且很多學(xué)生畢業(yè)以后有信心去北京、上海、深圳等大城市進(jìn)行嵌入式研發(fā)工作，學(xué)生對(duì)于自己的人生目標(biāo)更加明確，能夠找到適合自己的奮斗目標(biāo)和努力方向，同時(shí)對(duì)身邊的同學(xué)也有極好的促進(jìn)作用，對(duì)下一級(jí)學(xué)生的影響也是不容忽視的，真正地起到了“傳幫帶”的作用，從而達(dá)到了培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐能力的最終目的。