汽車單片機實驗教學改革探索與實踐

鄒浙湘，王思卓，李明揚

摘要：本文針對高等職業教育的培養目標是培養高技能的應用型人才，以車輛工程專業開設的汽車單片機及車載總線技術作為改革示范課程，針對傳統的汽車單片機實驗教學存在的不足，進行一系列實驗教學改革，深入探討實驗教學新舉措。實踐證明，新的實驗教學模式更符合獨立院校培養技能型應用型高級人才的目標，更符合社會人才需求。

關鍵詞：汽車；單片機；實驗教學

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A?搖 文章編號：1674-9324（2012）09-0027-02

引言

各大專院校汽車類專業普遍開設了汽車單片機課程。單片機教學和實驗如何開設已逐漸成為衡量各院校汽車電子類專業學生應用水平高低的重要指標之一。實驗教學在學生能力培養和綜合素質提高方面是一般課堂教學無法替代的，是學生理論聯系實際的重要手段之一。《汽車單片機及車載總線技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，在重視理論教學的同時，必須重視實驗教學。學生通過編寫程序、軟件仿真、硬件電路設計、仿真等實驗過程，可以更好地掌握單片機的理論知識和應用技能。因此，要真正掌握好這門課，必須強調實驗教學在能力培養和學習中的主體地位，加強實驗教學，嚴格實驗考核。我校是個三本獨立性院校，對學生的培養定位是“復合型、應用型”人才，如何改革現有實驗教學效果、提高學生動手能力是我們的當務之急。

一、實驗教學存在的問題

首先，實驗教學模式單一，以往我校傳統單片機實驗教學模式為在規定的時間內，按照教學大綱的要求，遵照教師規定的操作，學生跟著老師完成規定的實驗。這種相對呆板、封閉的實驗模式很難提高學生的學習興趣，更無從談起他們的主動性和創造性的發揮。其次，在理論教學學時內，安排學生上機實驗。實驗課時少，例如車輛工程專業，實驗學時只有10個學時。學生在教師安排下上機實驗，在課后整理實驗報告上交給實驗老師，最后實驗老師根據學生平時實驗的表現給學生打本次實驗的實驗成績。學生沒有明確實驗目標，實驗興趣不大，實驗過后沒有自主學習的積極性，過分依賴實驗輔導老師，加上實驗課本身學時較少，導致多數學生實驗課程結束以后很難掌握單片機的編程方法，甚至部分同學連調試環境都不熟練，實驗教學效果比較差。我校的單片機實驗成績仍依附于理論成績，按整個學時的一定比例計入總成績，所占比重較少。考試雖然不是檢查和促進學生學習的唯一手段，但是沒有正規的考試會給學生造成一個誤區，學生常常以為可以為其它的考試課程讓路。

二、改進措施

汽車單片機實驗教學改革的目的是要培養具有創新性、掌握系統設計方法和能夠設計基于單片機系統的汽車電子產品的汽車電器方向的學生，因此課程內容的選擇、實驗和設計項目的設置都要圍繞這個目的。首先要對實驗內容進行全面改革，對課程教學進行整體設計和整體規劃。將實驗課程內容應按照“基礎型、綜合型、設計型、創新型”的原則循序漸進分層次構建，注重于專業技能的訓練。在教學內容的改革上，實行實驗室開放，可以充分發揮現有實驗室的作用，提高實驗室空間、時間上的利用率，有利于激發學生積極性、獨立性和創新能力。解決傳統實驗室計劃性、強制性管理對教學帶來的弊端。通過研制靈活、合理的開放型實驗室排課方案，讓學生自由地選擇實驗教學內容和實驗時間，不斷發揮學生學習的主動性、創造性，同時引導學生進行個性化學習。其次，應該采用靈活的教學手段，鼓勵實驗教師根據實驗課程制作單片實驗教學課件，采用多媒體進行教學。比如：利用proteus軟件設計一些實例進行講解演示，這種方式比較生動形象，有助于提高學生的學習興趣。在實驗過程中，采用啟發式、討論式進行指導。當學生遇到問題時，教師不能急于馬上解決，應該給出相應的提示，就某一關鍵問題展開討論，盡可能讓學生自己解決問題，這樣一個過程可以避免學生的惰性和依賴性，加強他們學習能力，提高他們的實踐能力。最后，現行的考核辦法注重學生的實驗操作表現，但對學生實踐技能不能完全考核，會有少數同學蒙混過關。為此我們應考慮在原有考核的基礎上采用更為全面的考核方式。實驗平時成績不但按整個學時的一定比例計入總成績，同時，在理論教學與實驗教學結束后，為學生統一安排實驗考試。實驗考試形式為通過性考試，實驗考核未通過者取消期末筆試考試資格。為了有效地測試學生的操作技能，考查內容即給出項目要求，讓學生用所學知識說出解決思路，探究解決問題的方法，考察學生是否具有設計能力和創新能力。學生通過C語言編程實現計算機仿真。此次實驗考核辦法在機械與車輛學院2008級車輛工程專業中試點實施，參加實驗考試學生人數為137人，考試時間為90分鐘。實驗考試分為三個考場，每個考場安排兩名監考老師，由監考教師安排座位，學生按照正規考試要求帶好證件，嚴格考場紀律。實驗考試內容主要考察學生對PROTEUS軟件和KEIL軟件的掌握情況，對單片機C語言編程的掌握情況。要求學生會使用PROTEUS軟件按要求設計硬件電路圖，根據實驗內容要求設計程序，并使用KEIL軟件修改已知程序，實現軟件和硬件的聯調，達到特定要求的功用。實驗考核結果由學生實驗完成情況以及實驗完成所需時間，綜合得分。此種考試形式引起學生對本門課程的足夠重視。促進學生重視實驗課程，避免了少部分學生企圖蒙混過關，減少了平時實驗的抄襲現象。由于實驗學時少，為了能夠通過實驗考試，學生自覺地在課下利用業余時間熟悉和練習軟件操作方法，鞏固復習理論教學內容，加大了自主學習的力度。有些同學在試驗考試中沒有能夠調試出正確結果。考試結束后主動找到任課教師要求老師為其講解實驗內容。同學們在自主學習的過程中，培養了這門課程的學習興趣，取得了良好的學習效果。

三、具體成效

經過長期的實踐教學，各項改革措施不斷深化和完善，教學效果十分明顯，學生的學習積極性高漲，學生在課程中的實踐項目完成情況比預期的要好，學生動手實踐能力提高很快。通過考核反映出學生掌握理論知識和實踐技能的效果比改革前大有提高。通過調查問卷，普遍對改革后的實驗教學方式表示歡迎。學生普遍認為自己在這一門課程的學習過程中不但掌握了以前難于掌握的理論知識，更重要的是通過親自動手實踐提高了自己的動手能力和認知能力。學生利用開放的實驗環境參加多項國家賽事，2011年全國“飛思卡爾”杯智能汽車比賽榮獲廣東省三等獎，2011年全國大學生電子設計競賽榮獲全國二等獎，這對于三本類院校學生是一個極大挑戰。改革后的教學方式，使從事該課程的教師感受到了教學改革后帶來的優越性，教師的教學工作效率得到了提升，實踐指導環節的教學質量顯著提高，教師的理論教學負擔反而減輕。教與學通過改革與實踐很好地融合在了一起。同時說明通過汽車單片機實驗教學改革，可以使學生在實驗過程中有效地運用所學的理論知識，提高實踐學習的興趣，增強學生創新的能力，培養了學生獨立分析和解決實際問題的能力。

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