王常順

(山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250357)

一、引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國(guó)家對(duì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，應(yīng)用型人才越來(lái)越受到用人單位的青睞。作為山東省內(nèi)唯一一所參加教育部“應(yīng)用科技大學(xué)改革試點(diǎn)戰(zhàn)略研究”的公辦院校，[1]山東交通學(xué)院將人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位為“培養(yǎng)交通事業(yè)一線有成長(zhǎng)力的工程師和管理者”，并進(jìn)行了應(yīng)用型人才培養(yǎng)方式改革，在改革中加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的培養(yǎng)。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生將知識(shí)用于實(shí)踐的第一步，對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)具有非常重要的作用，近年來(lái)也得到了各高校的重視。

“單片機(jī)原理及應(yīng)用”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。借助本次應(yīng)用型人才培養(yǎng)方式改革，針對(duì)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”授課中存在的問(wèn)題，以提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新思維能力為目標(biāo)，構(gòu)建了“學(xué)—練—用”一體化的教學(xué)體系。通過(guò)引入MOOC教學(xué) ，[2]對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等進(jìn)行了全方位的改革。近年來(lái)學(xué)生的競(jìng)賽成績(jī)說(shuō)明了改革的有效性。

二、存在問(wèn)題分析

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”是學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)，其先導(dǎo)課程有“模擬／數(shù)字電子技術(shù)”“C語(yǔ)言編程”等，設(shè)置1—2周課程設(shè)計(jì)。[3][4]通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，為全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)該課程很好地鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，從而促進(jìn)學(xué)生的工程意識(shí)，啟發(fā)創(chuàng)新思維能力。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，該課程仍存在諸多問(wèn)題。

1.教學(xué)內(nèi)容及方法落后

傳統(tǒng)教學(xué)中，該課程分為40課時(shí)的理論教學(xué)和24課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課堂上大量講解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、匯編編程等，然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)試驗(yàn)箱及仿真器驗(yàn)證所學(xué)內(nèi)容。這種教學(xué)方法脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生在理論課中聽(tīng)“天書(shū)”，實(shí)驗(yàn)課上難以下手編程，應(yīng)用中完全不知道如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

2.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容枯燥

受限于試驗(yàn)箱，在后續(xù)的實(shí)踐教學(xué)中通常只是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的綜合。而且題目一成不變，學(xué)生投機(jī)取巧，向高年級(jí)同學(xué)討要程序的現(xiàn)象非常普遍。

3.無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

傳統(tǒng)教學(xué)方式的中心是教師，學(xué)生在學(xué)習(xí)中僅是被動(dòng)地接收知識(shí)。這非常容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中敷衍了事，達(dá)不到鍛煉其實(shí)踐動(dòng)手能力的目的，更難以談及培養(yǎng)工程意識(shí)和創(chuàng)新思維能力。

三、教學(xué)改革方法

根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，我校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行了深入的改革，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新思維能力為目的，構(gòu)建了“學(xué)—練—用”一體化的單片機(jī)教學(xué)體系，如圖1所示。

圖1 單片機(jī)教學(xué)體系

1.教學(xué)手段改革

在學(xué)校的支持下，將該課程建設(shè)成MOOC課程，授課中以學(xué)生為中心，教師作為課程的組織者和協(xié)調(diào)者。學(xué)生通過(guò)視頻學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，開(kāi)展相互討論，主動(dòng)學(xué)習(xí)；教師在課堂和MOOC平臺(tái)上引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，通過(guò)組織學(xué)生討論、相互批改作業(yè)、組織測(cè)驗(yàn)、開(kāi)展前沿知識(shí)講座等方式教會(huì)學(xué)生解決問(wèn)題的思路，注重授之以“漁”，這不僅讓學(xué)生扎實(shí)地掌握知識(shí)，還能接觸到最新的技術(shù)，從而更好地激發(fā)其學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2.教學(xué)方法改革

授課中不再區(qū)分理論課和實(shí)驗(yàn)課，授課地點(diǎn)變更為實(shí)驗(yàn)室，有助于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)。[5]通過(guò)自編教材搭配低成本的實(shí)物開(kāi)發(fā)板，做到一人一機(jī)，學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用在開(kāi)發(fā)板上，從而不再聽(tīng)“天書(shū)”，學(xué)生與教師之間的交流才能更“接地氣”。在學(xué)習(xí)中，一些高成本的元器件可以通過(guò)Proteus仿真軟件學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)室則提供相應(yīng)的模塊供分散性交叉練習(xí)。

3.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革

在實(shí)踐教學(xué)中選用具有工程背景的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生從任務(wù)分析出發(fā)，依次設(shè)計(jì)控制電路、繪制程序流程圖、編寫(xiě)代碼，最后進(jìn)行程序的調(diào)試與系統(tǒng)功能測(cè)試，注重引導(dǎo)訓(xùn)練學(xué)生的工程思維。所用實(shí)例每年都會(huì)更新，由學(xué)生從自己感興趣的工程領(lǐng)域進(jìn)行選題，教師審核所選題目。這種選題方式是根據(jù)學(xué)生的興趣而來(lái)，可以最大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

4.評(píng)價(jià)考核機(jī)制改革

為了充分體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，考核方式也與傳統(tǒng)方式有著很大的區(qū)別。首先，課程考核采用上機(jī)考試的方式進(jìn)行，讓學(xué)生編程并調(diào)試實(shí)現(xiàn)題目要求；其次，增加平時(shí)成績(jī)所占的比重，最大程度上避免學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)或突擊應(yīng)付考試。在實(shí)踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)，采用“硬件實(shí)物制作+課程設(shè)計(jì)答辯+設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)+競(jìng)賽成績(jī)+代碼”的方式，綜合考查學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。在考核中增加對(duì)代碼考核的目的是促使學(xué)生編程規(guī)范化，從而潛在地培養(yǎng)其工程意識(shí)。

5.加強(qiáng)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

通過(guò)建立競(jìng)賽平臺(tái)、校企合作、參與教師科研項(xiàng)目等方式，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放建設(shè)工作。通過(guò)這種方式，不僅可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參加學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽和科技活動(dòng)的積極性，培養(yǎng)和選拔科技競(jìng)賽人才，還能讓學(xué)生的實(shí)踐能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)在實(shí)踐中得到鍛煉，在無(wú)聲中成長(zhǎng)。

結(jié) 語(yǔ)

以山東交通學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革為契機(jī)，在“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程中借助于MOOC思維對(duì)教學(xué)內(nèi)容、授課方式進(jìn)行了深層次的改革，構(gòu)建了“學(xué)——練——用”一體化的教學(xué)體系。改革后，我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2012級(jí)及2013級(jí)學(xué)生在參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的參賽人數(shù)和參賽隊(duì)伍都比以往有了大幅度的提升，學(xué)生在就業(yè)市場(chǎng)上也得到了相關(guān)用人單位的好評(píng)。這說(shuō)明，該教學(xué)方法對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、工程意識(shí)和創(chuàng)新思維能力都有明顯的促進(jìn)提升作用。

[1]王常順，肖海榮，潘為剛.應(yīng)用科技大學(xué)模式下單片機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014(34)：238-238.

[2]曾陽(yáng)素，朱鴻鵬，唐杰.基于MOOC的地方高校教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(24)：1-2.

[3]史先桂.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，35(10)：168-170.

[4]唐煒.“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24(3)：21-23.

[5]王常順，肖海榮.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)改革研究與探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014(31)：127-127.