施明登 韓清華

摘? 要：高校設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金項目的目的是激發(fā)大學(xué)生實踐創(chuàng)新熱情，鍛煉學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高?！昂窕A(chǔ)、強能力、寬適應(yīng)”的高素質(zhì)人才。文章以塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院以《單片機原理及應(yīng)用》實踐教學(xué)為基礎(chǔ)，以學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為引導(dǎo)，分析了《單片機原理及應(yīng)用》創(chuàng)新實踐教學(xué)現(xiàn)狀;提出了課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究途徑;說明了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目與課程實踐教學(xué)結(jié)合的優(yōu)勢，闡述了《單片機原理及應(yīng)用》課程創(chuàng)新實踐教學(xué)取得的效果。文章對《單片機原理及應(yīng)用》課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)進行研究，這對于提高實踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和綜合設(shè)計能力有重要的意義。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué);單片機原理及應(yīng)用;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）25-0042-03

Abstract： The purpose of setting up a college student innovation and entrepreneurship fund project is to stimulate college students' enthusiasm for innovation in practice， training students' practical ability and innovation ability， and cultivating high-quality talents with "thick foundation， strong ability， and wide adaptation". Based on the practical teaching of "principles and applications of microcontroller"， based on the School of Information Engineering of Tarim University， and guided by the college's innovation and entrepreneurship project， this article analyzes the current status of innovative practical teaching of "principles and applications of microcontroller"; proposes research methods for cultivating innovative and entrepreneurial abilities in the curriculum. The advantages of combining innovation and entrepreneurship projects with curriculum practical teaching are explained， and the effect of innovative practical teaching of the course "principles and applications of microcontroller" is explained. This article researches the cultivation of the ability of innovation and entrepreneurship in the course "principles and applications of microcontroller"， which is of great significance to improve the quality of practical teaching and cultivate students' practical ability and comprehensive design ability.

Keywords： practical teaching; principles and applications of microcontroller; innovation and entrepreneurship

引言

2017年2月，教育部提出了新工科（Emerging Engineering Education，3E）概念[1-2]，并積極推進新工科的建設(shè)與部署，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”等文件[3]，引領(lǐng)我國高等教育改革，優(yōu)化教育結(jié)構(gòu)，探索工程教育的新模式，倡導(dǎo)傳統(tǒng)的工科高校進行實踐教學(xué)創(chuàng)新與升級，培養(yǎng)出滿足當(dāng)前社會需求、具有開拓意識和創(chuàng)新理念及實踐經(jīng)驗的專業(yè)人才[4-5]，塔里木大學(xué)以新工科建設(shè)為契機，信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)著力提高實踐教學(xué)水平，以培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和綜合設(shè)計能力為目標(biāo)，幫助學(xué)生掌握理論知識并將理論知識運用到實踐中。

塔里木大學(xué)處于應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，為了更好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，實現(xiàn)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)負責(zé)人對人才培養(yǎng)方案做了修改，同時申請了塔里木大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)綜合改革試點項目，在立項以來，課題組成員通過調(diào)研、討論等方式對專業(yè)的課程群建設(shè)、教學(xué)資源庫建設(shè)、實踐教學(xué)共享平臺建設(shè)以及教學(xué)管理改革進行了研究，并取得了一定的研究成果。

《單片機原理及應(yīng)用》課程作為我校信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)、計算機專業(yè)、通信專業(yè)的必修課程，同時也是承接傳感器設(shè)計、嵌入式開發(fā)設(shè)計等課程的橋梁，提高其實踐教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和綜合設(shè)計能力，對于塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的本科生具有重要的意義。

一、塔里木大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)《單片機原理及應(yīng)用》創(chuàng)新實踐教學(xué)現(xiàn)狀

（1）目前物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗條件還不夠完善，對于《單片機原理及應(yīng)用》課程的實踐教學(xué)學(xué)時少，導(dǎo)致學(xué)生一沒有足夠的時間去自主設(shè)計實踐實驗，二學(xué)生自主性不高，平時的訓(xùn)練中只是為了完成學(xué)分任務(wù)，完成簡單的仿真驗證性實驗，綜合性設(shè)計實驗很少有學(xué)生能完整的做完。

（2）學(xué)生申請創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的積極性不高，有些是教師把題目擬定好，根據(jù)學(xué)生平時的學(xué)習(xí)狀況，選擇一個題目，學(xué)生按照題目的要求開展，在項目開展的過程中，學(xué)生遇到任何知識上的難點，從不主動去查閱資料、思考問題，而是直接向教師請教，有些問題甚至是教師在課堂上反復(fù)強調(diào)注意的問題，學(xué)生還是記不住，這樣勢必會導(dǎo)致學(xué)校難以培養(yǎng)出真正獨立思考、自主設(shè)計實踐實驗的優(yōu)秀人才[6]。

（3）學(xué)院設(shè)立的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的周期一般不長，校級的項目周期為一年，國家級的項目周期為兩年，在這樣時間下，學(xué)生更多的是想著如何在規(guī)定時間內(nèi)結(jié)項，如何盡快的發(fā)論文、申請專利，而不是推敲項目里面哪些技術(shù)用的不好或者哪些步驟做的不好，甚至有些學(xué)生為了盡快畢業(yè)，將前面學(xué)生申請過的項目，大體改改接著申請。或者會將國家級項目的周期縮短為一年，草草結(jié)項，這樣創(chuàng)新性大打折扣，且有些項目是沒有必要的重復(fù)，這與學(xué)校設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的初衷不符。

（4）學(xué)生實際參與程度不足，對于一些難度較大的項目，需要學(xué)生進行多次仿真調(diào)試，而學(xué)生總會以專業(yè)課程任務(wù)繁重以及考研壓力大為由，實際自己動手鍛煉的次數(shù)很少。

二、《單片機原理及應(yīng)用》課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究途徑

（一）課程群建設(shè)

學(xué)生之所以學(xué)習(xí)成績不高、自主性不強，一方面由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程難度高，最重要的是學(xué)生沒能將相關(guān)課程進行融合貫通，立足“大課程”的布局，突破按學(xué)科組織課程的傳統(tǒng)方式，整合主題相通、內(nèi)容相近的相關(guān)課程，突出內(nèi)在的邏輯統(tǒng)一，由單門課程轉(zhuǎn)化為課程群內(nèi)部的銜接，使相近課程由原來的相互隔離轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ヘ炌?，相互重疊轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷パa充。

（二）專業(yè)資源庫的建設(shè)

提高學(xué)生積極性，不僅僅依靠課上，塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院利用課下、線上、線下，實現(xiàn)在校師生的精品資源共享，不僅可以加快教學(xué)進度，學(xué)生在參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計以及課程設(shè)計時，不僅可以查閱教材里面沒有的芯片功能，也可以直接閱讀原版的芯片手冊和硬件原理圖，與課堂教學(xué)內(nèi)容相互補充，相互參考，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，逐步提升教學(xué)質(zhì)量[8]。

（三）實踐教學(xué)平臺建設(shè)

強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加強學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，在開展《單片機原理及應(yīng)用》實踐性較強的課程中，以實際工程項目為導(dǎo)向的模塊式教學(xué)，學(xué)院采用的方式一是與企業(yè)聯(lián)合，使用企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備，發(fā)揮企業(yè)技術(shù)人員和專業(yè)教師的作用，提供學(xué)生實訓(xùn)任務(wù);二是參加各類競賽，強化學(xué)生的參賽水平，以賽促學(xué)，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。把理論與實踐、動腦與動手、方法訓(xùn)練與技能培養(yǎng)、教學(xué)與生產(chǎn)緊密的結(jié)合起來，將大學(xué)生工程素質(zhì)、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)較好地整合在一起，建成以物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)為特色，以工程意識、工程技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為內(nèi)容的實踐性創(chuàng)新教學(xué)基地。

（四）教學(xué)改革管理

為了支撐綜合改革試點專業(yè)建設(shè)，更新有利于學(xué)生全面發(fā)展和個性發(fā)展相輔相成的管理制度和評價方法，建立健全嚴格的管理制度，鼓勵在專業(yè)建設(shè)的重要領(lǐng)域進行創(chuàng)新性試驗探索。

三、《單片機原理應(yīng)用》創(chuàng)新實踐教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目相結(jié)合

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目是以學(xué)生為主體，以教師適當(dāng)引導(dǎo)的方式來開展，目的是讓學(xué)生將自己所感興趣的轉(zhuǎn)化為知識上一定程度的創(chuàng)新，這為培養(yǎng)新一代“創(chuàng)新型、復(fù)合型”人才提供重要平臺。以信息工程學(xué)院優(yōu)秀的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為例，分別從項目選題、項目實施、項目結(jié)題闡述了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目與實踐創(chuàng)新教學(xué)的融合的優(yōu)勢。

（一）題目為《基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的南疆遠程智慧醫(yī)療設(shè)計》

有些同學(xué)使用STM32開發(fā)板，有些是用AT89C51開發(fā)板，不管使用哪一種開發(fā)板，里面多是一些指令代碼和程序設(shè)計，學(xué)生自己通過查閱資料、分析里面所用到的技術(shù)，認為既是自己所感興趣的，同時運用所學(xué)的知識可以完成的題目，在項目開展的過程中，學(xué)生對于結(jié)果不斷地進行調(diào)試，在用到單片機定時器、計數(shù)器控制知識時，重新將書本知識進行復(fù)習(xí)，這樣既提高了實踐動手能力，也將基礎(chǔ)知識進行鞏固，在后續(xù)設(shè)計一些小裝置也得心應(yīng)手，比如：門禁卡裝置、智能孵蛋裝置、智能澆花裝置、大棚種植裝置。

（二）題目為《基于視覺疲勞檢測的高效閱讀裝置的設(shè)計》

該題目是自己學(xué)生根據(jù)平時的觀察，結(jié)合自己的想法，設(shè)計自己感興趣的題目，項目開展過程中，學(xué)生分模塊進行，了解單個模塊的基本結(jié)構(gòu)和基本功能，再對其進行討論，分析其實驗的可行性，包括對演示系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的闡述、對系統(tǒng)的初步分析和評價以及在原有的系統(tǒng)上有哪些可以改進以及創(chuàng)新的地方。就如何簡化眼部特征提取算法和獲取幀間間隔時間的問題，查閱相關(guān)資料，進行多次測試，同時在項目結(jié)項時多加了改變字號、背景顏色、下劃線跟讀、有聲閱讀等功能。這樣學(xué)生會把上機實踐與理論課程相結(jié)合，加深學(xué)生對知識點的掌握，可以起到事半功倍的效果，培養(yǎng)學(xué)生自己動手能力和創(chuàng)新能力。

（三）題目為《基于測速的全自動車輛破胎裝置設(shè)計》

該題目同樣是自己學(xué)生根據(jù)平時的觀察，結(jié)合自己的想法，設(shè)計自己感興趣的題目，該項目綜合了《數(shù)字信號處理》《單片機原理及應(yīng)用》等所學(xué)課程的基礎(chǔ)方法和理論，該項目的研究組成員分為兩組，一組開展核心控制器的開發(fā);另一組負責(zé)速度信號的采集與計算，兩組成員分工合作，在規(guī)定的時間內(nèi)實現(xiàn)了車輛測速、限值設(shè)定、超速報警、應(yīng)急通過等功能，實現(xiàn)了項目所預(yù)期目標(biāo)。這樣不僅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，更能引導(dǎo)學(xué)生積極主動拓寬學(xué)習(xí)范圍。