微機課程“賽課結(jié)合”教學(xué)模式探索與實施

【摘要】《微型計算機原理及接口技術(shù)》是自動化等專業(yè)中一門實踐性很強的課程，側(cè)重于學(xué)生軟件編程和硬件接口擴展能力的培養(yǎng)。而各種科技競賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高實踐能力的有效形式。因此結(jié)合微機課程特點，將“賽課結(jié)合”的教學(xué)模式引入微機課程教學(xué)實踐，實踐證明該方案在培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力方面效果顯著。

【關(guān)鍵詞】科技競賽 賽課結(jié)合 教學(xué)模式 實踐能力

【基金項目】東北電力大學(xué)教改基金項目（項目編號：J201420）。

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0255-01

“微型計算機原理及接口技術(shù)”是自動化、計算機科學(xué)等電類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，目的在于使學(xué)生掌握單片機的基本原理和外部擴展能力。早期教學(xué)環(huán)節(jié)主要包含理論授課、課堂實驗和課后設(shè)計，由于受實驗場所、設(shè)備等多方面因素的限制，學(xué)生無法進行硬件電路設(shè)計、PCB制作及焊接、軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試等完整的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)全過程。實驗環(huán)節(jié)也基本上以驗證性實驗為主，學(xué)生不具備獨立思考和實際動手設(shè)計的機會，嚴重制約了學(xué)生實踐能力的提高和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

為了改善課程教學(xué)效果，各高校都積極鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新性的實踐活動，以加強學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新思維的形成。早期創(chuàng)新實踐活動的開展通常都是精英式教育，參加科技類競賽的學(xué)生都是學(xué)有余力、并且在某些方面具有突出能力的學(xué)生，而對于普通學(xué)生，通常很難有參加競賽的機會。為了給廣大學(xué)生搭建一個鍛煉和展示自我能力的平臺，全面開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，2003年“賽課結(jié)合”教學(xué)模式首先在清華大學(xué)電設(shè)大賽中采用后[1]，該教學(xué)模式被較多的教學(xué)單位采用[2-4]。“賽課結(jié)合”教學(xué)模式既體現(xiàn)了競賽過程中的趣味性、刺激性和競爭性；還體現(xiàn)了課程教學(xué)過程中的系統(tǒng)性、規(guī)范性和知識性，將競賽和課程有機結(jié)合，兼顧競賽的參賽結(jié)果和課程的學(xué)習(xí)過程。

一、賽課結(jié)合實施基礎(chǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會對自動化專業(yè)人才的要求也日益提高。要求高等學(xué)校的工科學(xué)生，尤其是自動化專業(yè)的學(xué)生，必須具有良好的實踐能力，創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計能力。2007年依照學(xué)校學(xué)生科技創(chuàng)新實踐活動工作部署，自動化工程學(xué)院開始探索學(xué)生創(chuàng)新實踐基地建設(shè)，經(jīng)過近6年的創(chuàng)新教育實踐，大批學(xué)有余力的學(xué)生在基地得到極大的鍛煉，也取得良好的效果。2012年“自動化大學(xué)生創(chuàng)新實踐基地”獲批“校級實踐創(chuàng)新示范基地”單位，為了讓廣大學(xué)生都能積極參與課外科技活動，提高學(xué)生受益面。正是在這樣背景下，結(jié)合學(xué)?！笆濉北究平虒W(xué)改革與建設(shè)272工程，提出了微機類課程“賽課結(jié)合”教學(xué)模式改革。

二、賽課結(jié)合嘗試

賽課結(jié)合的目的就是打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，進一步培養(yǎng)學(xué)生軟硬件知識綜合應(yīng)用能力，在作品的制作過程中逐漸提高學(xué)生實踐能力，同時作品由多個同學(xué)共同完成，對學(xué)生的團隊協(xié)作和社交組織能力也有極大的鍛煉。

1.賽課結(jié)合選題

選題時緊貼各類科技競賽，將校內(nèi)賽作為省級、國家級競賽的選拔賽。同時綜合考慮學(xué)生能力和專業(yè)特色，適當(dāng)降低難度。為了增加競賽時的趣味性和觀賞性，目前選題方面主要有電子設(shè)計競賽、智能車競賽、雙足競走機器人、舞蹈機器人四類。

2.教學(xué)形式組織

在課程教學(xué)組織上，根據(jù)學(xué)生作品制作的不同階段，組織相關(guān)教師開展各種專題講座，目前主要開展相關(guān)講座有“賽課結(jié)合概述與安全管理”、“電子元器件基礎(chǔ)知識培訓(xùn)”、“電路焊接與制作工藝培訓(xùn)”、“傳感器原理與應(yīng)用培訓(xùn)”、“電路設(shè)計、調(diào)試與仿真培訓(xùn)”、“Protel/Proteus 應(yīng)用培訓(xùn)”、“電機控制與驅(qū)動培訓(xùn)”、“控制算法的MCU實現(xiàn)培訓(xùn)”。組織相關(guān)教師設(shè)計開發(fā)雙足競走機器人套件和車模套件，購買飛思卡爾智能車模和舞蹈機器人套件等，并設(shè)計開發(fā)了競賽專用的硬件平臺。進行了賽課結(jié)合相關(guān)文檔、資源庫等開發(fā)，搭建了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)教師、學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)答疑和互動。

3.競賽形式組織

賽課結(jié)合競賽形式上以創(chuàng)新團隊的形式進行組隊，每個團隊學(xué)生限制為3人，可院內(nèi)自由組隊。競賽項目和傳統(tǒng)的課程實驗項目不同，其涉及的知識點范圍更廣，需要學(xué)生對競賽的廣度、深度和難度進行分析。需要查閱相關(guān)資料進行自主學(xué)習(xí)，從而得出解決實際問題的方法和思路，更重視理論知識的實踐應(yīng)用，因此對學(xué)生技術(shù)含量要求更高。競賽過程中，教師應(yīng)當(dāng)充分尊重學(xué)生的創(chuàng)意和想法，從而鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，團隊通過作品制作、調(diào)試和競賽的過程逐步提升學(xué)生的創(chuàng)新意識。

4.賽課結(jié)合擴展

Proteus應(yīng)用工程師（PAEE）認證作為一個國際認證標(biāo)準(zhǔn)，得到國內(nèi)外大型企業(yè)廣泛認同，是具備硬件電路設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試與測試及處理器編程調(diào)試能力的證明。通過校企合作的方式，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，校內(nèi)完成學(xué)生的社會資格認證，既保證了學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，又可提高學(xué)生的就業(yè)核心競爭力。因此通過賽課結(jié)合改革和PAEE培訓(xùn)的開展，實現(xiàn)了“競賽激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)培養(yǎng)實踐能力，能力提升競賽成績”的教學(xué)與競賽的互動和良性循環(huán)的同時，進行校企合作，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，校內(nèi)完成社會資格認證，實現(xiàn)“教學(xué)-競賽-認證”立體化同步進行，保證學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和學(xué)生就業(yè)核心競爭力的全面提升。

三、賽課結(jié)合成果

2012年自動化大學(xué)生創(chuàng)新實踐基地被遴選為“東北電力大學(xué)大學(xué)生實踐創(chuàng)新示范基地”后，開始探索微機類課程“賽課結(jié)合”教學(xué)模式。經(jīng)過近3年的努力，共獲批院、校、省三級課外科技創(chuàng)新等實踐項目120余項，公開發(fā)表論40余篇，出版教材4部，同時，在大學(xué)生電子設(shè)計競賽、智能車競賽、機器人公開賽，挑戰(zhàn)杯課外科技作品大賽等知名賽事中，共獲得省級以上獎項60余項，其中國家級獎項37項。學(xué)生受益面廣，效果良好。

四、結(jié)論

本文針對微機課程特點，形成了微機課程“賽課結(jié)合”的教學(xué)模式和方法改革的具體思路，并將“賽課結(jié)合”的教學(xué)模式引入微機課程教學(xué)實踐，實踐效果證明該方案在培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力方面效果顯著。為了進一步提高學(xué)生就業(yè)核心競爭力，研究與分析PAEE認證體系，探索校企合作的模式以及電子工程師資格認證運行和管理方法。

參考文獻：

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[4]閔玉堂，汪小燕，楊小獻.課賽結(jié)合的電子線路設(shè)計與測試教學(xué)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013，35（5）：100-102.

作者簡介：

蘭建軍（1977-），男，福建邵武人，講師。