馮 毅

（安徽水利水電職業(yè)技術學院，安徽 合肥 231603）

單片機技能競賽指導的探索與思考

馮 毅

（安徽水利水電職業(yè)技術學院，安徽 合肥 231603）

文章通過對指導學生參加單片機類競賽的實踐進行總結，結合當前單片機課程教學改革、工學結合、項目導向等問題進行反思，力圖以賽促改、以賽促學，以賽促練，使單片機教學適應社會發(fā)展的需要。

高職教育；單片機；技能競賽

當代社會，單片機以其優(yōu)良的性價比、嵌入性，廣泛應用到工業(yè)控制、消費產品、汽車、智能儀器儀表和通信等領域，應用前景十分廣泛。因此，單片機課程也成為高職院校電子、機電、自動化、測控、通信等許多工科專業(yè)的核心課程。積極鼓勵學生參加大學生單片機類技能競賽，通過項目引領、工學結合、提高興趣，變被動學習為主動學習，不失為帶動單片機課程教學改革的一個觸發(fā)點。

我院的實踐證明,各類大學生單片機技能競賽，不僅使學生在平時競賽培訓和實踐中拓寬視野，提高學生學習興趣、動手能力和就業(yè)能力，而且在潛移默化中不斷培養(yǎng)和提高學生團隊合作意識、綜合素質、創(chuàng)新能力等。大學生單片機類競賽，為我們提供了一個深化單片機課程教學改革，培養(yǎng)和提高學生綜合素質與能力以適應社會需要的契機。

1 參加單片機競賽的作用

1.1 競賽培養(yǎng)興趣和團隊意識，拓寬視野、激勵學生

單片機課程學時短、涉及學科多、學生學習困難，通過在大學生單片機類競賽項目實施過程中，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生學習的主觀能動性，就顯得尤為重要。在競賽項目實施前，帶領學生參觀單片機的發(fā)展及應用情況，拓展學生視野，同時帶學生參觀優(yōu)秀學生的單片機成果、各類獲獎證明及他們在工作崗位優(yōu)秀成就，給學生樹立學習的榜樣和要達到的目標，以此作為動力來激勵自我，增強他們的自我學習和應用意識，提高他們將計算機軟硬件、數(shù)學建模、電子、機械等相關學科有機地結合起來，解決競賽問題的能力，進而在不斷實踐中，提升學生的綜合素質與能力，培養(yǎng)團隊意識與合作精神，進一步拓寬今后自我發(fā)展的空間[1]。如圖1所示參加溫度控制器制作競賽的電路圖，該系統(tǒng)涉及多個學科，要求學生具備團隊協(xié)作意識，分工協(xié)作、主動學習，在日常集訓和競賽中不斷鍛煉和提高了學生的綜合素質和能力。

圖1 溫度控制器電路圖

1.2 競賽引導，項目載體，提高綜合技能

高職院校單片機教學，一般按照學科體系的課本流程或者教師安排的實驗項目流程，演示性、驗證性地一個實驗、一個實驗地展開學習，缺乏系統(tǒng)性、完整性。參與大學生單片機技能競賽,讓學生至始至終、從頭到尾，完整地參與一個競賽項目的設計和開發(fā)，這對于鍛煉學生自學能力和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，提高學習主動性、單片機應用能力和綜合素質與能力，效果顯著，從而使學生的單片機設計和應用水平達到一個嶄新的高度。如圖2所示參加智能機器人應用設計競賽的控制圖，該系統(tǒng)通過機器人應用項目為載體，涉及電子、機械、軟硬件、自動控制等領域，要求學生具備全方位視野，能系統(tǒng)地運用所學的知識和技能，綜合分析各方面的問題，權衡利弊，力爭達到系統(tǒng)的高可靠性，高穩(wěn)定性。

圖2 智能機器人系統(tǒng)控制圖

1.3 競賽促進教學改革，展示學院風采

通過參加技能大賽，克服了傳統(tǒng)單片機教學模式中只注重理論知識傳播，而忽略實際應用的弊端，加快校企合作、工學結合人才培養(yǎng)模式和單片機課程改革與創(chuàng)新的步伐，進一步落實推動高校課程建設、實習實訓基地建設、雙師型師資隊伍建設，探索培養(yǎng)企業(yè)需要的單片機技術使用、維護、維修的高素質技能型人才新途徑、新方法，引導高職院校關注行業(yè)在“單片機技術應用”方面的發(fā)展趨勢及新技術的應用；展示高職院校在信息技術、自動控制技術、機械技術等領域的教學改革與實踐成果，普及單片機應用技術；促進高職院校間相關專業(yè)教學改革成果交流，促進單片機技術綜合應用高技能人才的培養(yǎng)[2]。

2 競賽探索與思考

通過多次帶隊參加大學生單片機技能競賽的實踐與探索，筆者認為，工學結合、項目導向，引導學生主動學習單片機課程，在項目的實施過程中不斷提高學生綜合素質和能力，從而滿足社會需求，是當前單片機課程教學改革發(fā)展方向之一。

2.1 參賽理念形成和單片機課程改革

2.1.1 單片機技能競賽與教學改革相結合 以大學生單片機類技能競賽為平臺，適應當前產業(yè)發(fā)展對高技能人才的需求，通過學生、教師、企業(yè)科技人才組成競賽團隊，共同學習，邊學邊做，邊做邊學，從而以賽促改、以賽促學、以賽促練，推進工學結合的單片機課程改革。如圖3所示參加智能機器人循跡和搬運材料競賽。學生通過光電循跡看誰跑得有穩(wěn)又快；通過機械手與小車密切配合，看誰抓取物件又準又快，在做中學，學中做，在項目實踐中逐步完成單片機教學。

圖3 智能機器人外觀圖及主要的構成部件表

2.1.2 學校與企業(yè)、理論與實踐相結合

通過單片機技能競賽實踐，實現(xiàn)引導不同基礎、不同學習階段的學生根據(jù)其能力，階梯式參與到技能競賽實踐中；同時，由于讓企業(yè)指導并實質性參與競賽項目的設計，企業(yè)以其雄厚的技術資金支持和緊跟社會發(fā)展需要的步伐，從而能夠為貼近行業(yè)需求設計競賽實踐，提供全面的技術支持和全方位的保障，突出單片機先進應用技術和管理經驗，重視經濟因素、團隊合作意識、社會責任與服務意識，進而在競賽實踐過程中，不斷磨煉學生，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，加強團隊合作精神，在共同進步中提高學生的綜合素質和能力，深度推進工學結合、校企合作[3]。

2.2 參賽梯隊建設

以往參加單片機技能大賽，高職院校在梯隊建設方面存在嚴重問題，每年都出現(xiàn)技術脫節(jié)的現(xiàn)象，高年級同學一旦畢業(yè)，低年級的幾乎又是從零開始，團隊之間的學習合作也比較缺乏。為了更好的培養(yǎng)學生的團隊合作精神和協(xié)作能力，可以組建一支具有梯隊培養(yǎng)計劃的單片機參賽隊伍，采用基礎培訓，層次性階段性培養(yǎng)，把技術和團隊逐步培養(yǎng)出來。

因此，在單片機技能競賽實踐中，為了加強團隊合作意識，引導高年級學生主動幫助低年級學生，提高學生自我學習、傳幫帶和管理能力；同時也為了提高經費的使用效率，克服高職教育學年短，也為了滿足今后競賽的需要，在競賽隊伍的構建中，隊伍建設必須以梯度建設為出發(fā)點，要求高低年級學生搭配組隊，這樣構建起來的隊伍，一方面，加強和提高學生自我學習和管理能力，讓單片機競賽這把火炬不斷傳遞下去；另一方面，也在一定程度上緩解了指導教師和企業(yè)人員把過多的時間用于基礎知識和基本技能的構建上，把節(jié)省下來的時間用于和學生團隊進行深入了指導、合作和提高，從而提高了學習、指導的效率[4]。

根據(jù)技能競賽要求，我們可在組織每個標配人員隊伍的同時，額外的為每個隊增加安排1-4名隊員，從而形成競爭和傳幫帶效應?？紤]到隊員基礎的參差不齊，可在每個團隊里面合理安排基礎好的同學來帶領，在實踐和競爭中不斷形成核心戰(zhàn)斗成員，從而滿足組員在自我學習過程中可以及時請教的需求，不斷提高自身素質和能力。

2.3 團隊合作

社會的進步、企業(yè)的發(fā)展、個人綜合素質和能力的提高，都離不開良好的團隊合作意識和合作密切的團隊。大學生單片機技能競賽均為團體比賽，在展示團隊合作結晶、個人風采的同時，注重考核參賽選手的職業(yè)道德、協(xié)作精神及賽場的拼搏合作精神；并且在單片機課程教學改革中，單片機項目的實施僅僅依靠一個人是不行的，必須依賴于團隊的合作，才能使單片機項目實踐教學順利展開。

在單片機類技能競賽實踐中，為了便于展開學習與合作，應結合指導教師和企業(yè)科技骨干人才的時間，將學生集合在指定的時間和地點（如單片機開發(fā)室、單片機創(chuàng)新實驗室等）進行交流和學習，采用教師啟發(fā)、小組討論、師生互評、頭腦風暴、企業(yè)科技人員指導等多種方式，更好地促進方案設計和實施、以及技術方面的突破。

在競賽實踐過程中，隊員必須要有具體分工，重點有別。根據(jù)學生興趣愛好和基礎不同，隊友間相互討論相互商量，結合指導教師指導，分為以硬件為主或以軟件為主。

強化團隊合作，每個組要定時開討論會，了解進度和分析存在問題，便于發(fā)現(xiàn)問題，及時和老師與企業(yè)工程師協(xié)商解決問題，并做好會議討論記錄。

針對一些階段性需求、重點、難點問題，可以請企業(yè)技術人員現(xiàn)場指導，進行技術上的溝通和幫助；也可上門到企業(yè)，利用其在行業(yè)先進的技術裝備和深厚的技術經驗底蘊，進行持續(xù)深入地指導，這方面學校要提前和企業(yè)進行良好的溝通，明確利益共同體[5]。

2.4 技能競賽實施和單片機實驗室管理

由于單片機類技能競賽實施過程較長，涉及運用到許多公用、專用設備、設施和耗材，需要一定的場地，因此，開放特定的實驗室，合理安排實驗時間，都要引起指導老師的足夠重視。

（1）由于參賽隊伍多，隊伍以老帶新，人員較多，必需加強單片機實驗室的管理。有條件的學校，最好把日常單片機教學實驗室和單片機創(chuàng)新實驗室分開，讓參加競賽的同學到單片機創(chuàng)新實驗室做實驗。為了明確責任，每個實驗室設一個管理員（可由特定學生負責），按實驗室管理條例認真負責實驗室管理，對出入實驗室的學生進行登記管理，管理員對違反實驗室管理條例者，有權勒令其退出實驗室[6]。

（2）每隊對分配的儀器及工具都標上自己隊名的標簽整齊擺放好。各隊隊員可以把自己的工具帶到實驗室自己保管。屬于實驗室的工具丟失了要進行賠償。各隊之間借用工具或儀器要告知對方，用完及時歸還，不得帶實驗儀器出實驗室。如有特殊需要，需實驗管理員和老師批準，方可帶出實驗室。

（3）一方面，在空間夠的前提下，鼓勵隊員把自己的電腦搬進創(chuàng)新實驗室，便于一起學習；另一方面，在許可的情況下，允許學生在寢室里做一些安全系數(shù)高、力所能及的、主要是偏向軟件設計的實驗。

2.5 基礎教學與網絡資源緊密結合

為了彌補高職學生學制短、學生學習的積極性不高的缺失，可以結合單片機技能競賽的需要，引導學生在完成日常學習任務外，在教學資源平臺上提供與單片機競賽相關課程和專門講座的網絡教學資源。學生通過對相關課程和軟硬件工具的自我學習，以競賽項目為導向，逐步學會和掌握軟件編程思想、技能和硬件的認知、組合與設計能力，從而在不斷實踐過程中，提高學生的綜合素質和能力。

3 結束語

我們通過對指導學生參加單片機類技能競賽的實踐進行總結，結合當前單片機課程教學改革、工學結合、項目導向等問題進行新形式和內涵的探索，力圖以賽促改、以賽促學、以賽促練，提高學生的學習主動性和綜合能力，使單片機教學適應社會發(fā)展的需要，為社會培養(yǎng)合格的技能人才。

[1]徐敏,盧周平.單片機原理及應用課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2006(1):81-84.

[2]孟曉龍.開展大學生實驗技能競賽的實踐與認識[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2007(6)：81-82.

[3]劉瑞.以技能競賽為平臺,搭建職教發(fā)展平臺[J].中國職業(yè)技術教育,2008(18)：56-58.

[4]彭傳正.凌陽單片機原理與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社,2006.

[5]張宏偉,閻有運,王新.單片機實踐教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2009,28(4):206-208.

[6]祁偉.單片機C51程序設計教程與實驗[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006.

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1674-1102(2011)06-0140-03

2011-10-10

2011年省級質量工程-省級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)-卓越技能型人才研究項目；安徽省教育廳教學研究項目（2008jyxm205）；安徽水利水電職業(yè)技術學院教科研重點項目（2011XJKT35）。

馮毅（1975-），男，安徽績溪人，安徽水利水電職業(yè)技術學院講師，碩士，主要研究方向為單片機技術。

[責任編輯：桂傳友]