強(qiáng)化學(xué)生工程能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與實(shí)踐

盛文利

摘要：文中就“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的本科實(shí)驗(yàn)課，討論了具有工程實(shí)踐背景的課程，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的和工程能力的培養(yǎng)的改革實(shí)踐。對(duì)單片機(jī)原理及應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)課，以學(xué)生為中心，聚焦學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。結(jié)合對(duì)電子工藝實(shí)現(xiàn)的改革，提高了學(xué)生的解決工程問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程的認(rèn)識(shí)和興趣。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用;工程能力培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

單片機(jī)原理及應(yīng)用是國(guó)內(nèi)高等學(xué)校電類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，也是這些專業(yè)學(xué)生的必修課同時(shí)是一門應(yīng)用很廣泛的課程。由于具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和工程性，所以對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力、打造一批適應(yīng)國(guó)際分工與合作的中國(guó)工程師有著十分重要的作用。

目前國(guó)內(nèi)各高校對(duì)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究多從提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣角度入手，取得了一些理論和實(shí)踐研究成果，對(duì)“單片機(jī)原理”課程的實(shí)踐教學(xué)起到了很大的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但是，在學(xué)校工程教育認(rèn)證的背景下，單純強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)自主性并不能夠完全滿足工程教育認(rèn)證要求。

單片機(jī)的理論在架構(gòu)原理和軟件的操作系統(tǒng)等理論。對(duì)于其他專業(yè)的學(xué)生，主要是使用方法，怎么用單片機(jī)解決實(shí)際問題。也就是這門課有著很強(qiáng)的實(shí)踐屬性，要求有足夠的實(shí)踐過程，才能很好的理解和消化課程內(nèi)容?，F(xiàn)在雖然單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的大門常開，極少有課后跑來做實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證問題的。

目前我們?nèi)匀徊捎美碚摻虒W(xué)在實(shí)驗(yàn)室外講授的辦法，使學(xué)生對(duì)具體內(nèi)容是通過抽象思維來想象的，這樣簡(jiǎn)單問題看上去就非常復(fù)雜。也由此單片機(jī)這樣一門相對(duì)簡(jiǎn)單的課程，也榮登學(xué)生的幾大難課之首。近兩三年學(xué)院也積極改革教學(xué)方法，重視實(shí)踐內(nèi)容，增加了實(shí)踐考試，收到了一定效果，但難從根本上去除學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣和考試前背題目和死背操作步驟的局面。

另一方面，2018年電氣工程學(xué)院對(duì)“電子工藝實(shí)習(xí)”進(jìn)行了改革，面向工程教育認(rèn)證，提高了對(duì)學(xué)生的工程能力要求，其實(shí)際內(nèi)容中對(duì)單片機(jī)的操作和編程提出了更高的要求。目前，雖然“單片機(jī)原理”課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)、以及“電子工藝實(shí)習(xí)”都在同一學(xué)期，但并沒有形成良性的互動(dòng)，“單片機(jī)原理”的理論和實(shí)踐教學(xué)無法為“電子工藝實(shí)習(xí)”提供足夠的支撐，嚴(yán)重影響了“電子工藝實(shí)習(xí)”的教學(xué)效果。

工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心，聚焦學(xué)生工程能力培養(yǎng)，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)意義主要體現(xiàn)在兩方面：一是從課程內(nèi)容的設(shè)置看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇盡量面向生產(chǎn)、生活實(shí)際的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，特別是解決實(shí)際問題的能力，從而奠定今后解決復(fù)雜工程問題所需的創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力;二是從教與學(xué)的角度，教師能否通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)置，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，激勵(lì)學(xué)生在解決工程問題的過程中，不斷積累和鞏固已有知識(shí)體系，挖掘主動(dòng)探究問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和人文情懷。

在此背景下，以學(xué)校工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，研究圍繞學(xué)生工程能力培養(yǎng)，配合理論教學(xué)，以“電子工藝實(shí)習(xí)”和“單片機(jī)原理”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)為支點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)、生活實(shí)際，以工程實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，將學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)與課程知識(shí)并重、難點(diǎn)融合對(duì)接，突出實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)掘?qū)W生實(shí)驗(yàn)探究能力，提升課程建設(shè)和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

我們以這一目標(biāo)為課題，提出能夠有效提高學(xué)生工程能力的單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和電子工藝實(shí)習(xí)的有機(jī)結(jié)合。面向工程教育認(rèn)證，以工程能力培養(yǎng)為核心，在一個(gè)學(xué)期整合理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)習(xí)內(nèi)容相互促進(jìn)。

以面向?qū)W生工程能力培養(yǎng)的單片機(jī)課程與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)，面向電子工藝實(shí)習(xí)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為內(nèi)容，開展研究和探討。

研究思路：1、通過教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，以解決生產(chǎn)、生活中的工程實(shí)際問題為導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生形成主動(dòng)思考、自我創(chuàng)新的意識(shí)。改變目前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課中，只驗(yàn)證課上內(nèi)容的做法，而以工程實(shí)景為基礎(chǔ)，把實(shí)驗(yàn)課作為局部工程模板，促使學(xué)生課下繼續(xù)開展研究，完善認(rèn)識(shí)工程實(shí)踐。2、通過實(shí)踐教學(xué)方法的改革，培養(yǎng)學(xué)生自我管理、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。這里從電子課程設(shè)計(jì)入手，以課程設(shè)計(jì)作為工程目標(biāo)，學(xué)生以小組為單位，設(shè)置激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與設(shè)計(jì)內(nèi)容相聯(lián)系，使學(xué)生能夠不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，收獲成功，提升自信心和創(chuàng)造力，同時(shí)不斷深化對(duì)自身和社會(huì)的認(rèn)識(shí)，完善知識(shí)和人格體系。

研究方法：理論和實(shí)踐教學(xué)互動(dòng)結(jié)合，從課程體系高度對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行整合，相互促進(jìn)。

技術(shù)路線：首先面向工程認(rèn)證，調(diào)整理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，突出工程能力培養(yǎng);在此基礎(chǔ)上，整合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和電子工藝實(shí)習(xí)，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。

實(shí)施步驟：1、面向工程能力培養(yǎng)進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的研究;2、從配合“電子工藝實(shí)習(xí)”的角度設(shè)計(jì)教學(xué)方法，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課是基礎(chǔ)，也會(huì)有與實(shí)驗(yàn)課相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，是實(shí)驗(yàn)課的綜合和內(nèi)容上的提高。在電子課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容上，注意與實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，及時(shí)同步的指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)，使課程設(shè)計(jì)真正成為加深實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用的內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)在其自身內(nèi)容上，以分散的知識(shí)內(nèi)容逐漸集成，有層次，引發(fā)學(xué)生的探索興趣，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。

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