以大學生電子設計大賽為導向的高職單片機實踐教學改革

【摘要】分析大學生電子設計大賽對高職單片機實踐教學改革的推動作用，闡述高職單片機實踐教學存在的問題，以及大學生電子設計大賽導向下的高職單片機實踐教學改革。

【關鍵詞】大學生電子設計大賽單片機實踐教學改革

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號10450-9889（2013）03C-0032-02

由教育部高等教育司和信息產業部人事司共同舉辦的全國大學生電子設計大賽，其參賽的規模和對社會的影響力不斷擴大，現在發展為每兩年一次，逢單數年舉行。由此可看出大學生電子設計大賽越來越得到重視，并且社會的認可度越來越高。大賽的目的是為了促進高校相關課程體系以及授課內容的改革，提高高校的素質教育質量，培養大學生的創新意識與動手能力、團隊合作精神。所以大學生電子設計大賽不僅有利于鍛煉學生對具體方案進行電子設計制作的能力和創新能力，同時也有利于促進實踐教學的教學內容、教學模式、考核機制等方面的改革，使實踐教學更加符合社會科學發展的需要。

一、大學生電子設計大賽對高職單片機實踐教學改革的推動作用

以往的單片機綜合應用課程都在大三才開展，而參加電子設計大賽的選手大多是剛升人大三的學生，他們剛學習單片機原理、數字電路和模擬電路等相關課程，但是所學的各門課程相對獨立，并沒有綜合在一起。這樣學生往往缺乏相應的大規模應用電路設計經驗，難以在大賽中取得好成績。對此，可以在大二第二學期開設單片機綜合應用選修課，給學生提供更多的鍛煉機會。在這門課中，根據比賽的流程，按照電路設計制作、調試、撰寫實驗報告步驟對學生進行訓練。可見，大學生電子設計大賽貴單片機實踐教學改革能夠起到積極的作用。此外，大學生電子設計大賽對教師實踐教學中教學方法的改善以及教學水平的提高都有很大的促進作用，因為幾乎所有學校的電類專業學生都會參加這項比賽，比賽的成績在一定程度上反映了學校的教學水平，這就大大調動了參賽學校及教師改善實踐教學的積極性。

二、高職單片機實踐教學存在的問題

大學生電子設計大賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式，統一命題，時間為4天3夜。每隊參賽選手下載大賽試題后，在規定時間可以通過網絡查閱相關資料，制訂設計方案，設計并制作相應作品。最后需要提交作品實物、設計報告、測試報告等相關材料。大學生電子設計大賽檢驗了學生的綜合素質，同時也暴露了高職單片機實踐教學中存在的問題。

（一）學生獲取信息的能力不高。在大學生電子設計比賽開始時，學生面對設計題目，需要先審題，從題目要求中獲取信息，結合自己的知識面，選擇適合自己的題目。但是學生往往理解題意不夠深切，不能從題目中獲取有效信息，不能理解出題者的意圖。確定題目后，就開始進入比賽的設計階段，參賽選手可以通過網絡查找需要的資料，但是很多參賽學生不清楚從何處查資料，不懂得下載芯片使用說明書，缺乏獲取對比賽有用信息的能力。這是因為平時的實踐教學沒有加強這方面的訓練。

（二）學生的知識不夠全面。大學生電子設計大賽是一項綜合性的比賽，對學生各方面的要求比較高。但是學生在基礎知識方面得分不高，對知識掌握不夠全面。這與平時的實踐教學有一定的關系，很多教師在實驗課中，沒有做到理論與實踐有機結合，致使學生只是機械地完成實驗，對實驗知識目標、能力目標以及素質目標不清楚；也沒有實現舉一反三，讓學生達到以點到面的學習效果。

（三）學生設計的報告質量較低。在大學生電子設計比賽結束后，每隊參賽成員需要提交設計報告。從多次比賽結果來看，學生設計的報告質量比較低，格式不規范，語句不通順，電路設計沒有理論分析以及相應公式推導。這體現了平時實踐教學中對學生的實驗報告要求不嚴，沒有按照一定要求規范編寫。

（四）學生的創新能力不強。學生除完成比賽試題的基本要求外，很少有創新。究其原因，是因為平時的實踐教學內容陳舊、形式比較呆板、方法單一，沒有從培養創新精神和實踐能力的角度出發，培養基本功扎實、知識面廣、富有競爭意識的高技能型專門人才；在實驗教學中過多強調共性訓練，沒有根據單個學生的特征，有針對性地開展個性訓練。在訓練學生的理性思維的同時，應加強學生非理性思維方面的訓練，因為加強學生的非理性思維對創新能力的培養是非常重要的。

三、大學生電子設計大賽導向下的高職單片機實踐教學改革

在大學生電子設計大賽的導向下，高職單片機實踐教學應加強以下方面的改革：

（一）加強單片機實驗室的建設。大學生電子設計大賽是對學生綜合能力和創新意識的檢驗，但目前的實驗室在很大程度上制約了學生的發展。大學生電子設計大賽比賽的時間長，學生需要在競賽場地內完成全部工作，而高職院校目前的實驗室大多是“封閉式”的，所以建設開放性的實驗室顯得尤為重要。由于近幾年的比賽試題跟社會科技發展主題密切相關，比如增加了環保、節能等方面內容。這些試題融合了當前的前沿知識和先進的芯片技術，這需要及時更新實驗室設備，使學生在平時的實驗、實訓中有更多機會接觸這方面的知識。

（二）加強教學內容和教學方法的改革。根據社會和企業發展需要，應優化單片機實踐教學內容。把現有的教材中一些過時的、過于理論化的內容刪掉，增加一些跟生活密切相關的以及與當前先進技術相關的實驗。多增設一些綜合性的實驗項目，減少一些驗證性實驗。采用循序漸進的步驟，實驗由易到難。每次實驗內容分基本部分、發揮部分，重點指導學生完成發揮部分，并引導學生采用多種方法完成實驗。

在單片機實踐教學中，采用任務驅動、項目導向的實踐教學模式。在單一的實驗課教學中，以學生為中心，按照學生接受任務、學生自學、學生提問、學生觀摩、學生訓練、學生評價這六個步驟完成教學項目，如圖1所示。最開始由教師根據教學內容和培養目標，設計實踐教學項目，向學生布置教學項目后，學生通過課外自學，查找相關資料。這一環節可以培養學生的信息獲取能力。學生在經過課外自學后，會有很多疑惑，在提問階段進行師生互答，回答完學生的疑問后，學生觀摩教師的演示，理解項目的實施過程。然后讓學生分組訓練，根據完成情況學生互相評價，最后教師對本次任務進行總結，布置新的任務。

對于綜合性的實驗、實訓，按照電子設計大賽的競賽流程，教師布置綜合實驗項目后，學生分成3人一組，采用信息、計劃、確定、實施、檢驗、評估六步法進行項目的實施，如圖2所示。在這類綜合實驗中，學生的自我發揮空間更大。在接到教師的任務后，學生自己獨立收集制訂項目計劃以及項目實施所需要的資料，然后根據項目要求制訂切實可行的計劃。為了提高項目的成功率，教師對該計劃進行總體把關，分析其是否可行，并分析項目的關鍵點以及難點。接著學生按照項目計劃獨立完成項目，再按要求獨立檢驗項目完成情況，進行自我評價。最后教師同學生對每組的結果進行評估，并對項目進行總結。

（三）提高教師的專業水平。大學生電子設計大賽試題知識面越來越寬，難度也越來越大。大賽不僅檢驗了學生的水平，同時也反映了教師的教學水平以及專業水平。如果指導教師沒有扎實的基本功，過硬的專業水平，則很難指導學生獲得優異成績。這就要求教師不僅要提高自己的教學能力，更要提高自己的專業技能。在途徑上可以采用多種方式，比如現在流行的導師制，由經驗豐富、技術過硬的老教師帶領年輕教師，在業務上、專業上對其進行指導，指導年輕教師申請科研課題，通過課題來提高他們的專業水平。同時，年輕教師自己也可以多關注電子行業的新技術，多使用新的芯片。

（四）引導學生參加第二課堂活動。“社會是一所最好的大學”，因此應鼓勵學生多開展第二課堂的學習活動。每門課程的課時有限，可以把一些教學環節放到課外完成。讓學生加入電子協會以及提前進入創新實驗室，使他們有更大的空間和更多的時間去挖掘自己的潛力。同時，電子協會中大多是有共同愛好的同齡人，便于交流溝通，這樣也能更好地培養學生的團隊協作能力。此外，應鼓勵學生多參加社會實踐，在實踐中獲得更多實戰經驗。