基于工程教育認(rèn)證的單片機(jī)課程教學(xué)模式探究

李玉琴

【摘 要】本文論述基于工程教育認(rèn)證的單片機(jī)課程教學(xué)模式，目前傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方法等方面與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)存在差距，不能滿足學(xué)生多樣化的培養(yǎng)需求，根據(jù)工程教育認(rèn)證的人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索單片機(jī)課程教學(xué)模式，提出優(yōu)化教學(xué)方法、根據(jù)畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化教綱、豐富實(shí)踐內(nèi)容、依據(jù)指標(biāo)完成度持續(xù)改進(jìn)課程等對(duì)策，培養(yǎng)學(xué)生在工程領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】工程教育認(rèn)證? 單片機(jī)課程? 教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）06C-0156-02

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的保障工程教育質(zhì)量的基本制度。對(duì)于電氣專業(yè)的學(xué)生，研究單片機(jī)的相關(guān)指令和編程方案是必修課程，學(xué)生的創(chuàng)新能力是提高就業(yè)能力的基礎(chǔ)，為了適應(yīng)當(dāng)前我國市場的人才需求，培養(yǎng)工程科技人才，課程改革應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)踐性和應(yīng)用性，改變教學(xué)體制結(jié)構(gòu)和實(shí)踐內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

一、傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的差距

工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為核心的教育觀念，但我國高等學(xué)?，F(xiàn)階段對(duì)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的制定，都是由學(xué)校統(tǒng)一設(shè)定的，并沒有將學(xué)生作為中心來開展，使得學(xué)生畢業(yè)后不能很好地融入社會(huì)大環(huán)境。工程教育專業(yè)認(rèn)證就是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，傳統(tǒng)單片機(jī)課程的授課方法只是按照教材的順序，由簡單到復(fù)雜，對(duì)書本的理論知識(shí)進(jìn)行講解，學(xué)生所能學(xué)到的知識(shí)局限于教材，實(shí)踐創(chuàng)新能力非常差，與現(xiàn)代工程教育專業(yè)認(rèn)證理念相違背。

（一）教師的教學(xué)方法

大多數(shù)的大學(xué)老師采用以自我為中心的教學(xué)方法。由于受課程安排的影響，老師授課的方式始終圍繞著單片機(jī)原理，多以理論知識(shí)為主，沒有與實(shí)踐結(jié)合，對(duì)基本原理講授課時(shí)多，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于這門課程不感興趣，產(chǎn)生厭煩心理，限制了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維。雖然也能夠產(chǎn)生一定的效果，但與工程教育認(rèn)證要求的實(shí)踐創(chuàng)新能力有差距，學(xué)生對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)的能力不夠，達(dá)不到社會(huì)需要的科技創(chuàng)新型人才的要求。

（二）教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)課程不利于學(xué)生實(shí)踐能力的提升。高校所授單片機(jī)的課程，基本就是書本理論和相關(guān)配套的實(shí)驗(yàn)，但大多數(shù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備單一，結(jié)構(gòu)固化，不能做到電路的隨意修改。實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有封閉性，學(xué)生只能遵守課本要求，根據(jù)已有的參數(shù)值調(diào)節(jié)開關(guān)，程序的編寫更是單調(diào)簡單，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)只能停留在表面，對(duì)整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的研究無法形成應(yīng)有的系統(tǒng)模塊，學(xué)生的視野得不到擴(kuò)展，更不要說學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。

（三）考核方法

工程教育認(rèn)證的考核機(jī)制是學(xué)生能否達(dá)到應(yīng)有的水平，公平有效地評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究水平。但是傳統(tǒng)單片機(jī)課程結(jié)業(yè)就是書面的一張成績單，看不出學(xué)生的創(chuàng)造性和發(fā)散性思維，只是單一的對(duì)成績進(jìn)行考核，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系不緊密，不能反映學(xué)生的真實(shí)水平，導(dǎo)致學(xué)生與社會(huì)先進(jìn)的技術(shù)脫節(jié)，不能很好地運(yùn)用和開發(fā)新技術(shù)。

二、基于工程教育認(rèn)證的單片機(jī)教學(xué)模式

（一）優(yōu)化教學(xué)方法

根據(jù)工程教育認(rèn)證的以學(xué)生為本的原則，減少學(xué)生對(duì)老師的依靠，發(fā)揮老師的引導(dǎo)作用，充分發(fā)揮以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，使教學(xué)方法更加優(yōu)化。

注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。老師在教導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)，要注意引導(dǎo)的分寸，避免學(xué)生對(duì)自己產(chǎn)生依賴，導(dǎo)致學(xué)生不能自主解決問題，老師應(yīng)通過適當(dāng)引導(dǎo)和輔助，培養(yǎng)學(xué)生的自主能力和發(fā)散性思維，倡導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立自主解決問題的能力。在平時(shí)授課中，老師應(yīng)多采用講解與談?wù)撓嘟Y(jié)合的方式，在相互之間的探討中，多鼓勵(lì)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，告知學(xué)生遇見問題要多思考，再解決。通過老師與學(xué)生之間的這種反饋體系，在教學(xué)過程中調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，注重實(shí)踐與理論的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，并提高學(xué)生自主解決問題的能力。

教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際相結(jié)合。通過分析單片機(jī)的具體實(shí)例，綜合課程中實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法具有嚴(yán)謹(jǐn)性，新的教學(xué)要多注重應(yīng)用性，多使用案例教學(xué)。單片機(jī)的課程有大量的抽象內(nèi)容，通過分析案例進(jìn)行教學(xué)，可以有效解決這一部分難題，通過對(duì)案例的具體分析，可以使學(xué)生理解其中的道理，更好地體會(huì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)和使用過程。

（二）根據(jù)畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化教綱

學(xué)校要始終明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化本校的課程畢業(yè)大綱。工程教育認(rèn)證的核心思想是“以人為本”，學(xué)校首先要做的就是明確培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生實(shí)際的情況，開設(shè)關(guān)于單片機(jī)的課程，使學(xué)生能夠運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)，掌握先進(jìn)的技術(shù)，分析并解決問題。

調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生，對(duì)于單片機(jī)專業(yè)方面的學(xué)習(xí)比較薄弱，可以適當(dāng)刪減純理論教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)課程。在課程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，增加知識(shí)點(diǎn)安排，將較多實(shí)驗(yàn)的工程項(xiàng)目分成若干份，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，逐步完成單片機(jī)實(shí)踐課程的安排，最后整合，這樣可以使學(xué)生更加充分地了解課程。

制定符合考核要求的畢業(yè)方案。單片機(jī)課程屬于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，若只單一教授理論知識(shí)，滿足不了社會(huì)對(duì)于人才的需求，所以考核內(nèi)容也不能單一，僅僅用一張考試卷來達(dá)到畢業(yè)考核的標(biāo)準(zhǔn)是行不通的，無法客觀評(píng)定學(xué)生對(duì)于單片機(jī)學(xué)習(xí)的實(shí)際情況。因此考核方式必須要覆蓋學(xué)生能力的指標(biāo)點(diǎn)，使結(jié)果能夠體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)水平。采用的新的考核方式應(yīng)遵從工程教育認(rèn)證的理念，使學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)，新方式應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生多方面的考核，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程的表現(xiàn)，考核內(nèi)容應(yīng)圍繞指標(biāo)點(diǎn)。一是讓學(xué)生能夠完成符合要求的單片機(jī)設(shè)計(jì)和繪制電器的原理圖;二是針對(duì)系統(tǒng)編寫的軟件系統(tǒng)，學(xué)生自己采取科學(xué)的方法進(jìn)行模擬調(diào)試。根據(jù)評(píng)價(jià)體系，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的過程及應(yīng)有的實(shí)踐能力，進(jìn)行全方位的單片機(jī)考核。

（三）豐富實(shí)踐內(nèi)容

通過豐富實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，提升學(xué)生開放性的思維。可以將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入單片機(jī)課堂的教學(xué)中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的引入可以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用單片機(jī)數(shù)字聯(lián)調(diào)仿真。我們可以采用模擬單片機(jī)外圍軟件，如protel和proteus軟件等，可對(duì)多款單片機(jī)提供支持，同時(shí)proteus軟件還可以兼容第三方編譯開發(fā)軟件，為單片機(jī)的課程提供了一個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)的平臺(tái)。平臺(tái)的提供，讓老師和學(xué)生更好地交流，既可以學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)的硬件問題，還可以學(xué)習(xí)軟件的調(diào)試方法，通過在平臺(tái)上的交流和學(xué)習(xí)，能夠隨時(shí)觀察儲(chǔ)存器變化，體會(huì)不同程序在不同階段的運(yùn)行過程，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)相比較，新的平臺(tái)能夠使理論具體化，更好地在不同方面運(yùn)用單片機(jī)。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以讓學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)單片機(jī)課程，學(xué)生可安裝在自己的電腦上，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)電腦配置要求也不是很高，不像傳統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的時(shí)候，還要等實(shí)驗(yàn)室開放。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的利用，目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓學(xué)生在處理問題時(shí)能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于技術(shù)認(rèn)知的自信心，更好地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生對(duì)于單片機(jī)課程的興趣，讓學(xué)生有能力學(xué)習(xí)繪制電路圖，對(duì)電路的仿真學(xué)習(xí)也有大的幫助，進(jìn)而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生在不知不覺中愛上單片機(jī)課程，促進(jìn)單片機(jī)應(yīng)用的再次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化模式。

（四）依據(jù)指標(biāo)完成度持續(xù)改進(jìn)課程

工程教育認(rèn)證不是恒定不變的，它的重要原則是持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)老師和學(xué)生的提高，學(xué)生最終達(dá)到社會(huì)對(duì)于人才的需求，通過總結(jié)教育過程中的經(jīng)驗(yàn)，工程教育認(rèn)證提高了教學(xué)質(zhì)量和監(jiān)督反饋體系。每段課程結(jié)束時(shí)，老師應(yīng)對(duì)本輪課程做出總結(jié)，對(duì)學(xué)生能否完成任務(wù)做出分析，并在下一階段的課程上進(jìn)行改進(jìn)，比如學(xué)生對(duì)于硬件接線圖的掌握欠缺，老師應(yīng)在后續(xù)課程上適當(dāng)增加實(shí)踐課程，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，可以用分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程，從而使學(xué)生完成指標(biāo)點(diǎn)。如果老師全部逐條講授，會(huì)占用課堂很多時(shí)間，如果只把任務(wù)布置下去，學(xué)生不能自主完成，所以應(yīng)該充分發(fā)揮教學(xué)主體的作用，讓學(xué)生更具有主動(dòng)性。可以根據(jù)課程難易程度，組成學(xué)習(xí)小組，學(xué)生自己安排講解報(bào)告，采用輪流授課的方式，這種方式可以發(fā)揮學(xué)生在團(tuán)隊(duì)的主動(dòng)性，又能使學(xué)生將課堂上的被動(dòng)轉(zhuǎn)化為課下主動(dòng)學(xué)習(xí)，有效進(jìn)行了課堂輸出，將不足之處進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，再次調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂上的積極性，提高教學(xué)效率。

傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主，通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告來完成對(duì)學(xué)生的評(píng)估，雖然學(xué)生是參與了，但參與度不高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果大多雷同，抄襲嚴(yán)重，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)與教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革應(yīng)考慮課程難度的增加，在單片機(jī)設(shè)計(jì)中，明確項(xiàng)目的實(shí)際規(guī)劃，老師可以根據(jù)學(xué)生進(jìn)度的完成情況，深化實(shí)踐內(nèi)容，確保各個(gè)階段學(xué)生對(duì)于單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)都能有收獲。

單片機(jī)課程是工程實(shí)踐性較多的課程。以工程教育認(rèn)證為基準(zhǔn)，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，更好地融合改革方法，達(dá)到改革目的和改革效果。與傳統(tǒng)教育體系相比，基于工程教育認(rèn)證的教學(xué)模式可以使學(xué)生更好地解決問題，對(duì)高等人才的培養(yǎng)具有重要的意義，通過增加學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的考核，以提高學(xué)生掌握單片機(jī)課程的能力，讓學(xué)生由被動(dòng)變主動(dòng)，為社會(huì)提供技術(shù)性人才，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

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（責(zé)編 丁 夢(mèng)）