應(yīng)用型本科院?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)

李漫漫 蔣胤冰 錢(qián)銀 朱智 郁李鑫

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用是理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。其教學(xué)采用理論結(jié)合實(shí)踐的方式，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的硬件應(yīng)用能力以及工程實(shí)踐能力。但目前存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、臺(tái)套數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系少等問(wèn)題。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)改革創(chuàng)新教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)行為、實(shí)踐應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，將時(shí)下比較流行的單片機(jī)車(chē)載電子應(yīng)用加入教學(xué)內(nèi)容中，以便更好的發(fā)揮單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程的作用。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革激發(fā)了學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力，并能夠熟練掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用這門(mén)課。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改進(jìn);車(chē)載電子

0? 引言

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》是應(yīng)用型本科院校工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。其最終目標(biāo)在于培養(yǎng)工科學(xué)生的硬件應(yīng)用的能力。因此，在教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)將直接影響該課程的教學(xué)效果和學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生將來(lái)的發(fā)展有著關(guān)鍵性的作用。

由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為了適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展要求，學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備需要更新?lián)Q代，如圖1所示即為當(dāng)下主流教學(xué)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱。大學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容也需要不斷地更新，由于單片機(jī)原理與應(yīng)用課程要求實(shí)踐性應(yīng)用性較強(qiáng)，因此實(shí)驗(yàn)是影響教學(xué)水平的重要因素。為了提高應(yīng)用型本科院校單片機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用水平以及單片機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)要求，必須對(duì)當(dāng)前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的教學(xué)方法及其相關(guān)的實(shí)際環(huán)節(jié)進(jìn)行相關(guān)的探索性研究[1-3]。同時(shí)由于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，所以加入物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的單片機(jī)車(chē)載電子應(yīng)用的教學(xué)就有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 教師自身問(wèn)題

單片機(jī)原理與應(yīng)用課程理論課時(shí)占據(jù)很大的比例，通常學(xué)校安排課程教學(xué)以理論課程為主，學(xué)生學(xué)完理論之后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，由于理論教學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，學(xué)生學(xué)完所有理論再做實(shí)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致對(duì)所學(xué)知識(shí)的遺忘，另外由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較短，實(shí)驗(yàn)老師不能抽出時(shí)間對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行講解只會(huì)注重實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，沒(méi)有結(jié)合學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，造成學(xué)生只會(huì)接線(xiàn)寫(xiě)程序，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)不能完全理解、模棱兩可的現(xiàn)象;另外單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，教師不能緊跟當(dāng)下流行的單片機(jī)汽車(chē)電子技術(shù)潮流，只停留在書(shū)本知識(shí)的講授，造成學(xué)生畢業(yè)找工作缺乏對(duì)新技術(shù)認(rèn)識(shí)的現(xiàn)象。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備問(wèn)題

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不夠，能基本滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)課程需求，但是由于無(wú)法保證每個(gè)學(xué)生獨(dú)自完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)相對(duì)較少，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力不能完全提高。另外由于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備過(guò)于陳舊[4]，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)箱很容易發(fā)生故障，當(dāng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)很容易造成結(jié)果出不來(lái)的現(xiàn)象，這樣就會(huì)影響學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性;另外由于缺少單片機(jī)汽車(chē)電子相關(guān)的外設(shè)應(yīng)用，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)當(dāng)前最新技術(shù)的條件，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)。

1.3 學(xué)生的問(wèn)題

目前來(lái)看應(yīng)用型本科院校的學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力，以及將所學(xué)的單片機(jī)知識(shí)應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域的能力，例如汽車(chē)電子領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題不能獨(dú)立進(jìn)行思考。由于單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的要求，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程大綱相同，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完全一致，存在應(yīng)付實(shí)驗(yàn)課程，只考慮拿到學(xué)分的情況，這就會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生存在抄襲現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力得不到提高。

1.4 實(shí)驗(yàn)考核方法不科學(xué)

目前來(lái)看，應(yīng)用型本科院校大部分存在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)考核方式單一的現(xiàn)象[5]。由于授課老師所帶班級(jí)較多，小班級(jí)教學(xué)的學(xué)生人數(shù)也越來(lái)越多，老師的精力有限，在講實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組教學(xué)，不能關(guān)注每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，忽略了學(xué)生存在的差異性;在實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)一般通過(guò)小組在課堂實(shí)驗(yàn)中完成的情況給定，這樣就很容易造成沒(méi)有注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程只看重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象。

2? 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

①首先針對(duì)學(xué)校教師自身存在的問(wèn)題，教師本身要認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)課程的重要性，在實(shí)驗(yàn)課程授課時(shí)將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行授課，自主學(xué)習(xí)當(dāng)下比較流行的技術(shù)，比如單片機(jī)汽車(chē)電子技術(shù);另外學(xué)校要定期組織教師培訓(xùn)，強(qiáng)化對(duì)在職在崗教師實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的培訓(xùn)、培養(yǎng)，比如進(jìn)入單片機(jī)汽車(chē)電子研發(fā)的公司去實(shí)際學(xué)習(xí)，了解先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，了解公司對(duì)于學(xué)生能力的真正要求，并將其傳授給學(xué)生，進(jìn)一步提高教師的綜合素質(zhì)水平與實(shí)踐教學(xué)能力;此外，學(xué)校需要引進(jìn)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才，完善實(shí)踐教學(xué)，努力建設(shè)一支具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的教學(xué)科研能力的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍。

②在應(yīng)用型本科普通高校擴(kuò)招的大形勢(shì)下，出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足與學(xué)生人數(shù)日益增多的矛盾[6-7]。為了解決這一矛盾，最大程度保證學(xué)生能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)是最為直接和有效的手段。量入為出的原則要求學(xué)校應(yīng)該從實(shí)際需求出發(fā)，在充分考慮學(xué)生人數(shù)和實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)需求的基礎(chǔ)上，確定軟硬件數(shù)量，從而保證學(xué)生教學(xué)的高質(zhì)量進(jìn)行。其次中心應(yīng)該從自身?xiàng)l件出發(fā)，考慮新型仿真軟件結(jié)合傳統(tǒng)硬件的教學(xué)方案，來(lái)代替單一的傳統(tǒng)硬件教學(xué)方案。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備需要與時(shí)俱進(jìn)，購(gòu)入當(dāng)下流行技術(shù)的相關(guān)設(shè)備，比如單片機(jī)汽車(chē)電子的相關(guān)外設(shè)，如圖2所示即為車(chē)載電子顯示屏，來(lái)配合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣就可以在學(xué)校相對(duì)有限的能力下發(fā)揮出最大的效果。

③鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)校及各高校舉辦的各類(lèi)比賽，鼓勵(lì)學(xué)生去相關(guān)公司實(shí)習(xí)，例如汽車(chē)電子領(lǐng)域的公司，進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)，以及相關(guān)的C語(yǔ)言，數(shù)字電路、模擬電路以及電路知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)[8]。努力培養(yǎng)出能在單片機(jī)相關(guān)領(lǐng)域從事工程應(yīng)用研究、生產(chǎn)管理等方面工作的應(yīng)用型技術(shù)人才。通過(guò)參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目比賽以及汽車(chē)電子領(lǐng)域的實(shí)習(xí)，即可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，又能夠提高學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)專(zhuān)業(yè)和社會(huì)發(fā)展的能力。

④應(yīng)用型本科院校要充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)定制定人才培養(yǎng)方案，合理安排單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，增加單片機(jī)汽車(chē)電子相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)水平，培養(yǎng)出較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。因此應(yīng)用型本科大學(xué)要注重學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，體現(xiàn)“應(yīng)用”二字，其核心環(huán)節(jié)是實(shí)踐教學(xué)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，需要減少實(shí)驗(yàn)的仿真，增加設(shè)計(jì)型、應(yīng)用型以及綜合型實(shí)驗(yàn)，用于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與，積極思考實(shí)驗(yàn)的興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。另外通過(guò)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立設(shè)計(jì)，學(xué)生的動(dòng)手能力得到了提高，為學(xué)生參與申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及大學(xué)生比賽打下了良好的基礎(chǔ)。

⑤進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)考核制度，以往單一的考核制度需要采用多樣化進(jìn)行考核評(píng)分，進(jìn)一步完善學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核評(píng)定辦法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)實(shí)踐，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的全面提高。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核包括課堂考勤、課堂參與積極性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)考核中，為了避免抄襲拷貝的情況，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)教師需將實(shí)驗(yàn)做出相應(yīng)的改動(dòng)，比如讓學(xué)生設(shè)計(jì)不同的車(chē)載電子部分功能，并對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)估，記錄到考核成績(jī)登記表;另外為了激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排自行設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果。在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束前，實(shí)驗(yàn)老師需安排一次實(shí)驗(yàn)的總體考核，讓學(xué)生進(jìn)行抽簽，分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中個(gè)人單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)要求，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行檢查并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核評(píng)定的參考依據(jù)。

3? 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，想要改變目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率，需要學(xué)校、老師和學(xué)生的密切配合，共同努力。思想和工作方法改進(jìn)先行、緊跟當(dāng)下流行技術(shù)，這是重中之重，也是改革能否成功的先決要素，其次需要輔之以外部硬件條件的提升。只有這樣，才能保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)工作更好的推進(jìn)，更加卓有成效。

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