單片機實驗實訓教學模式改革的探索

摘要：本文分析了2000年以后一批新升格為本科院校的高校理工科相關專業在單片機的實踐技能培養模式上存在的弊端，并結合自身實踐闡述了建立“應用型開放實驗室”的必要性、優越性，探討了實施“單片機應用型開放實驗室”的途徑與方法。

關鍵詞：單片機；培養方式；應用設計；實踐教學

中圖分類號：G642.423文獻標識碼：A

文章編號：1672-5913(2007)14-0045-03

目前我國高等教育正處在高速發展的時期，各類院校基礎設施的建設發展很快，招生規模逐年增加，萬人高校比比皆是，辦學思想日益趨于成熟。而大學生就業難的問題卻已經演化為一個嚴重的社會問題，也是當今教育體系問題的集中體現。透過大學生就業問題的表面，深究造成如此現象的原因，我們才能更好的把握方向。從學生的角度來看，普遍存在的問題是：知識結構不夠健全，專業知識不系統，綜合技能水平不高(缺乏動手能力、創新能力)，缺乏一專多能的水平等多方面，北京某大學一學生讀完大學又讀中專，就是一典型例證。在如何提高學生的專業技術能力問題上仍然跟不上市場對人才能力的要求。培養模式的一成不變是主因。本文著重討論現行的單片機實踐性教學環節存在的弊端，提出一種能更好地適應學生需求的實踐性教學環節的新思路、新方法。

1目前教學體制中實踐性教學環節存在的弊端

1.1培養方案的先天不足

具體地說各高校在培養方案設置上仍然是基礎課、專業基礎課和專業課，實踐性教學環節的模式，即實驗、課程設計和畢業設計。

現行的實踐性教學體系，基本上是先理論教學，再到實驗室去做實驗來驗證理論的正確性。現在的教學計劃一般是為一門課程安排幾個實驗，每個實驗結合課堂的理論教學內容適時地穿插進行。表面上看，實驗與理論教學有機的融合在一起，能做到學生的動手能力與理論知識相長。但從多年的教學實踐中，不難發現，單純的實驗室方式不能滿足技術人才的培養。首先，實驗時數不能滿足現代的教學要求。一般一個實驗安排2~4課時之間，單片機原理及應用、DSP、嵌入式系統等課程，稍微復雜一點的實驗項目就難以在一次實驗或上機調試中完成，結果只能降低難度，從而犧牲了技術應用能力的要求去適應教學模式。而學生很多課程的實驗實踐部分，不能在這種實驗方式中得到提高的主要原因：首先是總課時的限制，其所導出的一個利益悠關問題，即實驗室的相關人員的課時利益；其次是教師的敬業精神，這里的精神可能更多的是一種奉獻精神(包含專業指導、超時工作的待遇、師生之間專業上的一種心靈溝通、淡泊論文和課題等)。三是實驗設備的“傻瓜”化問題，一個實驗箱，一本指導書。按照實驗項目要求設定初始條件，然后觀察結果，根本不關心過程中的原理設計。

1.2理論與實踐的無奈脫節

上述方式的一個必然結果是，從表現上看好象理論教學與實踐教學緊密結合，該做的實驗都做了(效果如何不管)。實質上理論與實踐脫節的現象突出表現在驗證性實驗能做，而設計性、創造性、綜合性及開放性的實驗就根本無從下手。甚至很多知名高校，也同樣面臨這樣的問題，這也是導致就業率上不去的學生個人內在原因之一。理論與實踐的密切結合是衡量一個合格學生的根本標準，也是提升學生面向就業市場競爭力的一柄利劍。這一點對于“發展中的新建本科院校”尤為重要。要想學生在嚴峻的就業形勢下有立足之地，一個積極的辦法就是加強學生實際動手能力的培養。

各院校學生所學的理論知識，從所使用的教材要求上來看與全國其他高校的學生所用大多相同。很多“優秀”的畢業生擁有扎實的理論基礎，成績是大學校園里的佼佼者，各類獎學金獲得者，或當過學生干部，在應聘工作時被用人單位拒之門外，除個人性格因素外，其主因就是缺乏實踐經驗和實踐能力。企業是以盈利為目的的，試想有誰愿意花錢請一個除了理論什么都不會的新手？

學以致用，用才是學的靈魂。若學生在校期間便參加過一些相關實踐鍛煉，對自己所要從事的專業在實踐上有過深入的涉獵，如果在校期間參加過一些具體單片機產品的研發，親身經歷過一些由“原理設計—程序設計—手工產品—開模—集成產品”的整個過程，或者說前三個環節的經歷，即具備相應的產品開發能力，那么這樣的畢業生就容易找到滿意的工作的。因此，如何在培養方案之外加強學生動手能力的培養，加強學生理論聯系實踐的機會，是提升學生就業競爭力的一個途徑。

1.3唯學歷環境下的教師業務畸形

隨高校大量擴招運行若干年來的另一個弊端顯現，即各地高校，尤其是這幾年新升格為本科院校的高校，在新進的年青教師中，絕大部分均為高校到高校，理工科專業九成以上的新老師無生產設計第一線工作的經歷或積累。他們擁有高學歷、高水平(發表論文、參與課題)，但相當一部分老師亦不能親自動手設計實踐。他們所教給學生的那些理論，只是按照書本所云。指導學生的實驗、實踐，也只能是對照實驗指導書來驗證實驗箱、實驗臺所提供的實驗。對多數老師而言，想引導可能都是問題。

本科院校的中心工作是教學，教師是教學工作的主要實施者。師資隊伍培養要圍繞教學來進行，以提高教學質量為出發點和歸宿。為此，師資培養計劃和內容都應以提高教師的教學水平為目的來制定和組織、實施。要改變一直以來的重學歷提高、忽視教學崗位職能培養和訓練的現狀。既要重視專業學術水平的提高，更要重視教學學術水平的提高，致力于培養學術大師和教學大師。[1]

學習的過程是“理論—實踐—理論”，尤其是對于開設單片機課程的學生，只有在學習理論之后，親自設計過一些軟硬結合的產品，才能對理論有更深的理解，也只有經過這樣鍛煉出來的學生在就業時才具備優勢，才能更好地適應市場。所以在傳統 “復制”教育中成長起來的學生，缺乏對實踐的思考，完全脫離了學以致用的軌道。直到有一天該就業了，才恍然想起自己知道的只是一些理論而已。

在教學過程中，老師的主要作用關鍵不是在教，而在引導。不少授課教師，正是缺乏這種引導學生的能力，一個兢兢業業、認真備課、認真授課的教師，若缺乏實踐引導(非實驗驗證指導)這一有效環節，對這一專業來講可能就不是一個真正意義來說的合格教師。

1.4學生的專業興趣問題

由于學生不能被正確的引導，不能將所學到的知識運用到實際的生活中，很大的一部分學生對專業缺乏熱情。他們真的是對專業沒有興趣嗎？不是的，我校組織的單片機產品開發組幾次的產品展示都引來了無數學生的觀摩，并且表現出極強的興趣，甚至在組里學習的某些同學，也有一些是原來經常逃課的，現在照樣學得很好。理論是枯燥的，但是一旦理論和實踐結合在一起，就會變得十分有趣，就能充分發揮學生的聰明才智、發揮學生學習專業的的主觀能動性。在這一點上，目前恰恰做得不夠，于是有很多學生去學習一些自己認為“有用的東西”，但終因缺乏老師的引導而失敗(不否認有部分成功人士)。甚至有學生干脆放棄學習，沉迷于網絡、游戲、或者其他不正當之道，最終模模糊糊的到了畢業。這種引導不是年級輔導員的說教所能做到的，也不是教師在課堂上苦口婆心所能做到的。我們這一開發組里就有幾個學生，也曾經沉迷過游戲，但終在組里氛圍的熏陶下，成長為一名優秀的設計開發工程師。

2揚長避短、解決問題的幾個途徑

2.1提供一個多專業通用平臺

在這平臺(或稱為開放式實驗室)中弱化現行的專業實驗室功能，即這種實驗室不是為一門課程服務，而是在課余為多門課程的結合服務。同時兼顧一些相關專業的教學實踐服務，如我們正在嘗試的一個產品設計開放式實驗室可為計算機科學技術、計算機應用、電子信息、通訊工程、電子電氣等專業所用。在這一平臺中，不強調專業課程的縱深，而要求多門課程知識之間的廣泛結合。

學生在正常的理論與實驗課程之外，其余時間均可自由的在研究室內以觀察、參與、討論、設計的方式渡過。持續參與者在實驗室內：(1)自行設計自己所想要的初步產品，老師可以及時給予指導；(2)在老師指導下多人合作設計相對復雜產品，不受時間的限制；(3)自行完成相關知識點的原理學習與相關實踐；(4)參與老師的真正工程項目的開發設計工作。讓學生能夠真正學習到在課堂上和一般的專業實驗室所不能學到的東西。

2.2依托平臺培養學生興趣

知識和技能是學校課程最基本的元素，但課程不等于單獨知識、技能的堆積和灌輸，還包括教師指導下的學生活動，即學生通過有計劃地掌握系統的知識、技能，用以解決各種問題的同時，發展一定的能力、態度和體驗。[2]

興趣是需要培養的，而大學教學的任務之一也是引導學生自己去學習。理論與實踐的結合是培養興趣的最好方式，讓抽象的理論運用到具體的現實中，在實踐中發現自己的長處、優點，從而更加投入某一專業的研究，只有這樣，四年下來才能學到真本領，才能真正地做到“一專多能”。只有一專多能的人才，才能吸引招聘人員的目光，叩開企業的大門。這樣的學生走入市場，才更具有與名校大學生競爭的優勢。

2.3增加學生動手的機會

人才終將走入市場，市場也無非是要有經驗的人，對于現在的中國市場，并不是市場不需要高學歷的人才，而是市場更需要有經驗的人才。如果多為學生多安排一些這樣的機會。由專門的老師指導，學生能夠在里面搞一些設計，做出一些產品。那么這樣就發揮了學生主觀能動性，不僅提高了學生的動手能力，對學生而言，也完全是一種經驗的積累。如果在校期間能夠根據需要，自己動手設計出一些較為適用的應用產品，那么學生應聘的時候，出示這些具體的作品，比起那些只靠一張簡歷應聘的學生來說，無疑更容易引來用人單位的目光。

3我們所做的工作及目前所取得的效果

我們于2004年10月采用上述方式組建了單片機產品開發組。學習模式完全脫離了傳統的授課方式，將引導學生自主學習為出發點，著重培養學生的動手能力。已經完全形成了一種濃厚的學習氛圍，學生自覺地應用所有的業余時間在學習上，有一些平時看來厭學的學生，在這樣的環境感染下，也表現很出色。遇到難題時，全組學生便集中起來，各抒己見，討論的面紅耳赤，經常討論到深夜，回到寢室也在思考解決方案，積極性被完全的調動起來。對于有些含糊不清問題的問題，可以立刻通過實驗的方式尋找答案。通過這樣不但完全理解知識點，更重要的是能做到活學活用。對于學得較好的學生，鼓勵他們涉足研究更為復雜、更為深奧的電路，接觸更高的電子領域。現在同學所研究的內容已經遠遠超出了課本內容。實踐證明：這是完全可行、有效的一種教學方式。其直接效果是參與同學所設計的東西，其它未參與的同學已經完全看不懂。不少同寢室的同學感到在這么短的時間內，所產生差距之大，參與同學將各種枯燥難懂的原理性東西，設計成直觀可愛、功能多樣化的產品之后，紛紛要求參與。

這種開放式實驗室制度比一般專業實驗室制度在調動學生的積極上更有優越性，值得大膽的去改革、實踐、創新。這一作法是在多年的教學實踐中總結探索的初步嘗試。

因此，我國大學可從課程改革切入，通過“以團體項目研究方式為主的高峰體驗課程教學。學生個體研修與團隊合作->團體項目研究成果匯報、學生個體實踐能力提高、自我成就感充分滿足與高度自我認何”這樣一條環環相扣的“培養鏈”，從心理和能力兩個層面幫助大學生順利實現人生成長與發展階段的過渡，讓他們在不斷體驗成功、感受快樂的過程中順利完成社會化進程。[3]

Abstract：After investigated some science and technology field of newly promoted undergraduate colleges， we analyzed the shortage which existed incultivating student'spractice skill of singlechip， combined own experience ， elaborated the necessity and superiority of establishing \"Application opening laboratory\" ， have initially discussed the method of implementating \"Singlechip Application opening laboratory\".

Keyword：single-chip; cultivated mode; application design; practice teaching

參考文獻

[1] 閻華榮，吳明君. 新建本科院校教師繼續教育的思考[J]. 繼續教育， 2006，(8).

[2] 鐘啟泉. 現代課程論[M]. 上海教育出版社， 2005.

[3] 董盈盈，文新華.“高峰體驗”課程：大學生實踐能力建設的新探索[J]. 江蘇大學學報(高教研究版)， 2006，28(3): 21.

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