徐昕

【摘要】為了提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，大學(xué)課程需要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中，通過(guò)采用“四化”課堂的混合式教學(xué)模式;開(kāi)展實(shí)踐擴(kuò)展練習(xí);采用便攜式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)環(huán)境;將理論應(yīng)用于比賽實(shí)戰(zhàn)等四個(gè)層次，構(gòu)建“四層一體”教學(xué)模式。實(shí)踐結(jié)果表明，該教學(xué)模式顯著提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的迫切需求，推動(dòng)了高等教育的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)應(yīng)用技術(shù);實(shí)踐能力;創(chuàng)新能力

1、職業(yè)院校創(chuàng)新實(shí)踐教育的必然性

現(xiàn)階段，中國(guó)高等教育正處于新發(fā)展階段，尤其是在“雙一流”建設(shè)背景下，如何提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動(dòng)高等教育高質(zhì)量發(fā)展尤為重要。在創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的指引下，大學(xué)生有能力在畢業(yè)之后，利用各種有利條件，根據(jù)所從事的工作不斷完善自身的知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)，更好地達(dá)到完善自我和適應(yīng)社會(huì)的目的，從而為終身教育打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力是大學(xué)生素質(zhì)教育的核心，同時(shí)也是大學(xué)生獲取知識(shí)的關(guān)鍵。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)的增長(zhǎng)率加快，知識(shí)的陳舊周期不斷縮短，知識(shí)轉(zhuǎn)化的速度猛增。在這種情形下，知識(shí)的接受變得并不重要，重要的是知識(shí)的選擇、整合、轉(zhuǎn)換和操作。

2、培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新能力的改革;

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是面向電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的工科專(zhuān)業(yè)核心基礎(chǔ)課，該課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。學(xué)生成長(zhǎng)于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，信息獲取能力強(qiáng)，獲得新知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的途徑，更傾向于觀察和實(shí)際動(dòng)作操作，他們好奇心強(qiáng)，喜歡新鮮和變化著的事物，因此，對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)很感興趣。但他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，容易對(duì)簡(jiǎn)單知識(shí)淺嘗輒止、不求甚解（輕）;對(duì)復(fù)雜知識(shí)感覺(jué)高不可攀，存在畏難心理（懼）;對(duì)抽象知識(shí)頗感頭疼，缺乏學(xué)習(xí)興趣（厭）;同時(shí)，具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)性（重）。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)常常感覺(jué)無(wú)從下手，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力，特別是工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)還略顯不足。因此，無(wú)論是在教學(xué)還是實(shí)踐及創(chuàng)新環(huán)節(jié)都應(yīng)該打破固有模式，激發(fā)學(xué)生興趣，化被動(dòng)為主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自主實(shí)踐創(chuàng)新的目標(biāo)。

3、實(shí)踐創(chuàng)新能力的思路的構(gòu)建

單片機(jī)系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的電子綜合系統(tǒng)。要想學(xué)好這門(mén)課程，既要掌握單片機(jī)系統(tǒng)硬件知識(shí)，又要掌握軟件知識(shí)。其中包括電路基礎(chǔ)、電子線路分析與應(yīng)用的電子電路設(shè)計(jì)部分，和編程相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。單片機(jī)的應(yīng)用都是在一定應(yīng)用背景和需求下，通過(guò)實(shí)踐設(shè)計(jì)和創(chuàng)造出來(lái)的。因此要實(shí)現(xiàn)實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)首先要鞏固好以上基礎(chǔ)知識(shí)，然后通過(guò)具體實(shí)踐進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。為了讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，融會(huì)貫通，達(dá)到自主創(chuàng)新，筆者認(rèn)為課 程教學(xué)應(yīng)做好每個(gè)環(huán)節(jié)采用“四層一體”原則：

第一層次：夯實(shí)基礎(chǔ)。首先需要教師在教學(xué)模式上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。針對(duì)出現(xiàn)的“輕”“懼”“厭”“重”四大特點(diǎn)設(shè)計(jì)以“四化”課堂為中心的教學(xué)理念，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)法采用自主學(xué)習(xí)法和小組合作法，教法采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，混合教學(xué)法，配合情境創(chuàng)設(shè)的方式，采用信息化教學(xué)手段，使學(xué)生在四化課堂當(dāng)中，反復(fù)感知、理解、運(yùn)用同一知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)知識(shí)遷移、拓展應(yīng)用能力，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體，做中學(xué)、學(xué)中做的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生興趣，打好學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

第二層次：開(kāi)闊視野。雖然掌握了單片機(jī)基本知識(shí)，學(xué)生并不知道如何去應(yīng)用。因此在授課的同時(shí)介紹國(guó)內(nèi)自動(dòng)控制領(lǐng)域單片機(jī)產(chǎn)品，包括常用的比如可以用來(lái)發(fā)短信等日常應(yīng)用，也包括國(guó)際知名最新應(yīng)用到單片機(jī)的產(chǎn)品，鼓勵(lì)學(xué)生課外進(jìn)一步自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。

第三層次：打破環(huán)境。打造“便攜實(shí)驗(yàn)室”，是指將實(shí)驗(yàn)設(shè)備微型化、便于攜帶，允許實(shí)驗(yàn)者自選場(chǎng)合、自選時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的一種 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是一種全新的自主教學(xué)理念。目前，我國(guó)已有少數(shù)高校的課程開(kāi)始引進(jìn)“便攜實(shí)驗(yàn)箱”教學(xué)和管理理念，創(chuàng)建開(kāi)放式實(shí)踐空間。

第四層次：比賽打磨。當(dāng)前為了培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，積極讓學(xué)生們參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)比賽，研發(fā)出創(chuàng)新產(chǎn)品，應(yīng)用于實(shí)踐。

4、實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)施

第一層次采用的“四化”教學(xué)模式應(yīng)用效果較好，現(xiàn)已經(jīng)運(yùn)用到教學(xué)做評(píng)一體化相關(guān)理實(shí)際一體課程當(dāng)中，這里不再過(guò)多強(qiáng)調(diào)。

第二層次包括兩個(gè)方面（1）對(duì)編程設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展。（2）在講解靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示之前首先講該理論知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)合，顯示器，鐘表和各種家用電器中，以及點(diǎn)陣式顯示屏的擴(kuò)展應(yīng)用，感興趣的學(xué)生再進(jìn)行課外自學(xué)。

第三層次打造開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境。2014年，便攜式試驗(yàn)箱這一概念由斯坦福大學(xué)克利夫頓 （Pocket Lab 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官）首次提出，旨在設(shè)計(jì)一款能夠滿足教師和學(xué)生在課堂上方便學(xué)習(xí)和使用的實(shí)驗(yàn)裝置，這一概念一經(jīng)提出就得到了耶魯大學(xué)、斯坦福大學(xué)和TI公司的大力支持和響應(yīng)，完成了多款 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)并開(kāi)始推廣應(yīng)用。利用便攜式試驗(yàn)箱把實(shí)驗(yàn)過(guò)程從固定時(shí)間、固定地點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室搬移到自習(xí)室、圖書(shū)館、寢室等其他場(chǎng)合，在開(kāi)放的空間和環(huán)境下，隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，主動(dòng)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，邊學(xué)邊練，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

第四層參加比賽培養(yǎng)實(shí)戰(zhàn)能力。當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的浪潮下，學(xué)校擁有比賽的各方面資源，引導(dǎo)學(xué)生參加各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽及一些創(chuàng)新的科技活動(dòng)。通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程的改革與實(shí)施，現(xiàn)已形成了“以應(yīng)用為主線，項(xiàng)目引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的單片機(jī)課程特色，教學(xué)團(tuán)隊(duì)參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列比賽累計(jì)了很多獎(jiǎng)項(xiàng)。通過(guò)比賽激發(fā)學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和熱情，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

結(jié)語(yǔ)：經(jīng)過(guò)多年的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，教學(xué)模式的優(yōu)化對(duì)學(xué)生了解單片機(jī)以及能力的開(kāi)發(fā)培養(yǎng)都有幫助。學(xué)生從原來(lái)學(xué)習(xí)情緒的“輕”、“懼”、“厭”、“重”，無(wú)從下手，到對(duì)單片機(jī)知識(shí)有興趣，愿意積極的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并能夠自主創(chuàng)新參加比賽的轉(zhuǎn)變。本團(tuán)隊(duì)摸索的“四層一體”教學(xué)模式對(duì)于電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)講，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)踐興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與研發(fā)意識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用、實(shí)際動(dòng)手和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王朋.“單片機(jī)原理”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（ 5） ：107108.

基金：吉林省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度一般規(guī)劃課題“高職院校電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)低年級(jí)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力提高研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GH180899）;吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年院級(jí)一般課題“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下混合教學(xué)模式提高職業(yè)教育技能型人才供給質(zhì)量實(shí)踐研究-以單片機(jī)應(yīng)用課堂為例”（YJQN2019-43）。