張淑艷,朱娟,王金莉,肖萍萍,王超
摘要:分析了民辦高校電子信息工程專業單片機課程教學的現狀,根據課程的教學要求,對單片機課程教學內容、教學方法、教學手段及實踐教學進行了研究與實踐,構建了一套適合民辦高校電子信息工程專業單片機課程的教學模式。
關鍵詞:單片機;教學模式;教學過程;實踐教學
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0201-03
單片機又稱為微控制器(MCU),由于其體積小、功能強、價格便宜等優點,得到了廣泛的應用,現已被應用于自動測量、儀器儀表、工業控制及家用電器等各個方面。民辦高校電子信息工程專業是培養電子信息工程領域中的應用型人才,單片機課程是該專業重要的專業技術基礎課程;同時本課程所研究單片機技術是電子工程師必備的應用技能,因此本課程在專業人才培養中占有非常重要的地位與作用。
一、民辦高校電子信息工程專業單片機課程教學目標
根據民辦高校電子信息工程專業單片機課程教學大綱的要求和學生實際,單片機課程的教學目標如下:
1.知識目標:使學生掌握單片機的基本概念、典型應用電路、程序設計方法等知識。
2.技能目標:使學生具備單片機控制系統電路分析、設計,程序編寫,仿真,安裝,調試的能力。
3.素質目標:培養學生獨立思考、資料查詢、溝通協調、團隊協作、科技創新的素質。
二、傳統單片機課程教學的弊端與民辦高校電子信息工程專業學生的特點
(一)傳統單片機課程教學的弊端
1.理論與實踐脫節。傳統單片機教學都是以教學為主,實驗為輔。學生們對單片機的系統結構、硬件接口、編程語法都能學得很好,可是一提到利用單片機系統開發產品時,真正能動手的學生就寥寥無幾了。
2.教學內容與社會需求脫節。在教學過程中,往往單片機課程教學大綱得不到及時的更新[1],教材得不到及時的更換,因此出現教學內容跟不上社會對單片機人才的需求。
3.教學方法與教學手段落后。單片機課程授課過程中,仍是以教師為主,學生為輔,學生被動地學習知識,缺乏學習興趣,學習效率較低。
4.實驗簡單。許多高校都增加了實驗課的比重,盡管學生們可以在實驗設備上進行一些實驗,但由于實驗設備大多是由生產廠家做好的試驗設備,程序大多數也是由廠家提供好的,許多學生做實驗只是將現成的程序下載到實驗設備上,觀察一下結果,學生的動手能力得不到真正的提高。
5.實踐少,動手能力不強。目前許多高校都認識到提高學生動手能力的重要性,也鼓勵學生參加各種電子類競賽。但對于大多數學生來說,由于之前的實踐機會很少,動手能力不強,就沒有勇氣參加競賽。因此,在平時的教學當中就應該多為學生提供實踐的機會。
(二)民辦高校電子信息工程專業學生的特點
民辦高校電子信息工程專業學生男生比例大,思維活躍,愛動手操作,對喜聞樂見的實例感興趣,可塑性強,但是一部分學生缺乏良好的學習習慣,學習主動性不高,與專業相關的知識有限。
三、單片機課程教學模式的構建與實踐
根據民辦高校電子信息工程專業單片機課程的定位與學生的特點,對單片機課程教學內容、教學方法、教學手段及實踐教學進行了研究和改革,構建出了適合民辦高校電子信息工程專業單片機課程的教學模式[2],并且在我院電子信息工程專業進行了實踐,取得了非常好的教學效果。具體內容如下:
(一)教學內容的研究與改革
1.教材。教材的選擇上,應選擇應用性強、案例分析多的教材。例如,我院選用了哈爾濱工業大學出版社的、張毅剛主編的《單片機原理與應用》作為教材。該教材論述清楚、實例豐富、通俗易懂,適合民辦高校學生。
2.教學內容。單片機課程教學內容可分為單片機基本原理與單片機接口技術兩大部分。根據課程目標,以實際工程應用能力要求為核心、以工作項目為基本參照點、以學生的個性發展為根本,突出實用性與應用性,作為教學內容的選擇依據,舍去了第七章存儲器的擴展,因為現有的單片機片內存儲器資源已經足夠用了,不用再擴展,同時增加了編程仿真軟件的使用與單片機應用領域中的一些前沿知識。如果完全按教材順序進行授課,各知識點的學習相對獨立,因而學生很難掌握單片機開發的完整過程。本著“以應用能力開發為教學目標,以學習項目為教學載體,以行動導向進行教學過程”這些原則為依據,打破現有的教材體系,把教學內容重新整合為10個學習項目,具體有流水燈、電機控制器,鍵控彩燈、雙機通信,簡易計算器、數字電壓表、波形發生器等。這些項目從簡單到復雜,從單項到綜合,其教學目的具體而明確,能夠激發學生濃厚的學習興趣,有利于學生知識的掌握,更有利于學生動手能力及工程實際應用能力的培養。
(二)教學方法及手段的研究與改革
1.教學過程的研究與改革。傳統的教學方式以“教師中心,教材中心,課堂中心”的“三中心”為理論核心,強調教師的主導作用,這種教學模式不利于學生實踐能力與創新能力的培養。在單片機課程教學改革中,根據教學目標、課程體系及學生特點,為了更好地提高教學效果,精心構建了教學過程[3-4]。下面以鍵控彩燈項目為例說明教學過程的設計,整個教學過程共分為5個階段。
第一階段:任務布置。在上一個學習項目完成時,利用20分鐘布置下一個學習項目。具體操作為首先用單片機開發板或實驗箱演示鍵控彩燈項目實驗現象,讓學生感受控制現象,從而激起學生的濃厚的學習興趣,調動學生學習的積極性,提高學習效率;然后下達項目任務書,每個項目任務分為4個層次,以滿足不同層次學生的需要。項目4的任務描述:沒有鍵按下時,控制8個LED循環點亮(流水燈)。通過按鍵(采用外部中斷方式)隨時改變彩燈的運行方式。(1)基本任務1:按一次K1,8個LED同時閃爍4次,然后恢復按鍵前的狀態。(2)基本任務2:按一次K2,8個LED反向循環點亮一次。(3)提高任務3:按兩次K1,LED以自定義花樣閃亮1次。(4)發揮任務4:K2按下后,同時按下K1,中斷嵌套。(5)課后電子創新:音樂彩燈。這樣學生就可以利用課余時間自己去查資料,發揮自己的能動性和想象空間來完成任務。同時可以提高學生獨立解決問題的能力,學生有很大的發揮空間。第二階段:知識學習。分為三方面:(1)理論講解。講解中斷系統的結構、原理及使用方法等必需的知識點。(2)示例分析。通過實例分析,引導學生掌握中斷的應用模式,同時突出重點,突破難點。(3)課堂提問。通過課堂隨機提問,檢查和強化學生對中斷知識的學習效果。第三階段:系統設計。具體實施分為三步:第一步分組討論,以小組為單位進行討論,論證鍵控彩燈項目設計方案;第二步共同決策,老師下到每一組,對設計的方案進行評價,師生共同決策,選擇最佳方案;第三步分工合作,每小組根據分工分別設計硬件電路和程序。第四階段:操作實施。分為三步:首先用軟件仿真驗證軟硬件設計的正確性,調試直至成功,然后使用實驗箱進行軟件調試,調試直至成功,最后學生可以利用課余時間制作電路板實物。第五階段:評價總結。可以分為三步:第一步教師檢查每組學生的實際完成情況;第二步根據考核標準進行評分,考核標準見表1;最后總結本項目中學生的完成情況,提出優點和不足,并總結本項目涉及的知識點,強調重點。endprint
鍵控彩燈項目的學時安排為第一階段和第二階段2學時,第三階段2學時,第四階段和第五階段2學時,共計6學時。
2.教學方法的研究與改革。以“實用、有趣、建立學生自信”為指導思想,本課程采用了多種教學方法。(1)項目教學法。它的關鍵是緊緊圍繞這10個學習項目組織教學。通過這種教學方法確實激起了學生極大的學習興趣,從而在教學內容的掌握和動手能力的培養方面取得了顯著地效果。(2)分層次教學法。考慮到學生學習基礎的差異性,對于學習基礎好的,提高要求;對于學習基礎差的,只要求達到基本目標。例如在學習項目4中,項目任務分為四個層次,即基本任務、提高任務、發揮任務、課后電子創新。(3)啟發式教學。為了讓學生順利完成相關學習任務,在教學中注意通過“設計問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”等過程啟發學生,從而使學生積極主動地探索問題、解決問題。(4)分組教學與角色扮演法。在完成學習項目時,以3人為一個團隊,讓每個學生扮演相應的角色,如項目經理、軟件工程師、硬件工程師,通過這種教學方法能夠激起學生的學習興趣,而且進一步培養了他們的團隊協作能力。(5)案例教學法。興趣是學好單片機這門課程的前提和基礎。如果我們能夠通過引入一些有趣的教學案例,讓枯燥的知識趣味化,就可以引發學生的學習激情,激發學生的學習潛能,點燃學生的智慧火把。例如在講授PWM知識時,我們引入“小星星”播放控制的教學案例,學生面對的不再只是寄存器、分頻、占空比等一些抽象枯燥的概念理論,而且可以欣賞到一段美妙的音樂。他們對所學的內容立即會變得興趣盎然,甚至躍躍欲試。這樣學習的興趣和積極性就調動起來了。
3.教學手段的研究與改革。為了提高教學效果,本課程采用了多種教學手段輔助教學。(1)實物教學。課堂上利用實驗箱、仿真器、開發板等實物輔助教學,有利于學生動手能力的培養。(2)虛擬仿真技術。虛擬仿真技術受到了學生的普遍歡迎。例如,傳統的單片機控制交通燈實驗,需要購買元器件,并進行焊接,然后進行調試,成本較高,耗時較長,效率較低。若設計方案有誤,還要重新進行制作。給學生實驗帶來了一定的困難。通過虛擬仿真技術,可以有效克服這些問題,學生想做什么實驗,都可以完成。而且通過仿真驗證后的控制系統,可以直接做成電路板實物。因此虛擬仿真技術可以有效地激發學生的成就感,從而提高學生的求知欲和學習興趣,提高學習效率。(3)技能競賽。組建電子協會、鼓勵學生積極參加校內外競賽,有利于學生單片機系統應用水平和創新能力的提高。(4)板書與多媒體的和諧配合。對需要精講的重點內容用板書邊講邊寫,而對一般性的內容、理論聯系實際的大電路圖、動畫及模擬仿真電路等用多媒體講,以提高課堂實效。(5)網絡技術。制作單片機教學網站,為學生提供了豐富的網絡資源,如授課課件、授課計劃、項目任務書等,有利于學生課前預習與課后復習,網站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”等內容。
通過教學過程的精心設計與教學方法和教學手段的改革和創新,能夠很大程度上踐行因材施教,有效調動學生學習的積極性和主動性,提高學生的學習興趣,受到學生的普遍歡迎,教學效果明顯。
(三)實踐教學的研究與改革
單片機是一門技術性很強的課程。為了使得學生的應用能力符合社會對單片機人才的需求,設計了多層次的實踐環節,提供了大量的實踐機會,提高了學生的實踐水平。
1.精心設計課程實驗。通過在實驗室授課,把課堂實驗貫穿在整個教學過程的10個學習項目中,使它由原來的20學時變為現在的40學時,大大增強了課堂實踐環節。
2.充分重視課程設計。課程設計是在課程結束后對課程內容進行綜合性應用。要求學生在兩周時間內以小組為單位協作完成一個簡單的實際單片機課題開發,包括資料查閱、方案設計、軟硬件開發。通過一些實際的例子,讓學生系統掌握單片機系統的設計方法,具有單片機系統設計開發的實踐能力以及獨立分析、解決問題的能力。
3.加強科技創新。科技創新是學生自發組隊,利用課余時間預約實驗室,自主開發創新項目。目前參加科技創新的學生積累了豐富的單片機開發經驗,進一步培養了創新能力。最近兩年我院學生在全國大學生電子設計競賽、飛思卡爾智能車競賽、全國電腦鼠競賽等中都取得了優異的成績。
4.鼓勵學生參與競賽與科研課題。為了更好地培養學生從系統角度設計和開發單片機產品,積極培養和組織學生參與各種層次的競賽,通過準備和參與競賽,學生完成方案確定、元器件選擇、原理圖設計、PCB板繪制、程序設計和調試整個開發過程,使得學生充分增強了自身的實踐創新意識、團隊協作意識和理論聯系實際的綜合應用能力。另外,教師根據自身的科研課題可以設計多個功能比較完善、規模較小的子課題,讓感興趣與有能力的學生參與進來,充分培養學生的自主學習、科技創新和知識綜合應用的能力。
5.選擇提供畢業設計課題。畢業設計是大學四年所學知識的綜合檢驗。教師可結合單片機的實際應用,提供與學生實踐創新及實際工作相關、受益面大的畢業設計課題,比如監控系統、智能家電等,不僅要求學生從系統的角度進行分析與設計,還要求考慮系統的可靠性、準確性等功能要求。通過畢業設計,學生的綜合應用能力大大提高,為畢業生擇業奠定基礎。
四、根據自身條件改善師資
單片機專業的知識更新很快,民辦高校需要鼓勵參與單片機教學的任課教師參加各種單片機技術專題的會議和培訓,使其了解行業技術發展的動態。定期派遣教師到相關企業進行學習,把實際的工程經驗和企業的技術發展方向引入到單片機教學中,從而豐富教學內容,同時更多地參加工程和科研項目,把最新的應用技術和最前沿的研究成果吸納到課程中。因此也培養出了適應民辦高校學情和培養目標的雙師型青年教師。
五、結語
根據單片機課程的教學目標、課程體系的自身特點以及學生特點,在教學中整體采用基于工作過程的項目驅動法,具體實施采用教、學、做結合,理論、實踐一體化模式,同時根據實際需要采用多種教學方法與手段,能夠取得較好的教學效果,提升學生的就業能力。
參考文獻:
[1]吳伶錫,詹杰,周仁龍.電子信息科學與技術專業特色課程體系研究[J].當代教育理論與實踐,2010,2(1).
[2]張淑艷,馬春龍,等.嵌入式系統課程教學改革與實踐[J].中國科教創新導刊,2012,11(1).
[3]趙方,趙霞,等.“教學做一體化”教學模式在高職單片機教學中的應用[J].中國現代教育裝備,2010,(22).
[4]許芝龍.項目教學法在單片機課程教學中的應用[J].中國科技信息,2008,(17).
基金項目:吉林省教育科學“十二五”規劃課題“民辦高校電子信息工程專業實踐教學體系改革研究”(GH12351)。
作者簡介:張淑艷(1978-),女,吉林磐石人,工學碩士,講師,研究方向:嵌入式系統應用的研究。endprint
鍵控彩燈項目的學時安排為第一階段和第二階段2學時,第三階段2學時,第四階段和第五階段2學時,共計6學時。
2.教學方法的研究與改革。以“實用、有趣、建立學生自信”為指導思想,本課程采用了多種教學方法。(1)項目教學法。它的關鍵是緊緊圍繞這10個學習項目組織教學。通過這種教學方法確實激起了學生極大的學習興趣,從而在教學內容的掌握和動手能力的培養方面取得了顯著地效果。(2)分層次教學法。考慮到學生學習基礎的差異性,對于學習基礎好的,提高要求;對于學習基礎差的,只要求達到基本目標。例如在學習項目4中,項目任務分為四個層次,即基本任務、提高任務、發揮任務、課后電子創新。(3)啟發式教學。為了讓學生順利完成相關學習任務,在教學中注意通過“設計問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”等過程啟發學生,從而使學生積極主動地探索問題、解決問題。(4)分組教學與角色扮演法。在完成學習項目時,以3人為一個團隊,讓每個學生扮演相應的角色,如項目經理、軟件工程師、硬件工程師,通過這種教學方法能夠激起學生的學習興趣,而且進一步培養了他們的團隊協作能力。(5)案例教學法。興趣是學好單片機這門課程的前提和基礎。如果我們能夠通過引入一些有趣的教學案例,讓枯燥的知識趣味化,就可以引發學生的學習激情,激發學生的學習潛能,點燃學生的智慧火把。例如在講授PWM知識時,我們引入“小星星”播放控制的教學案例,學生面對的不再只是寄存器、分頻、占空比等一些抽象枯燥的概念理論,而且可以欣賞到一段美妙的音樂。他們對所學的內容立即會變得興趣盎然,甚至躍躍欲試。這樣學習的興趣和積極性就調動起來了。
3.教學手段的研究與改革。為了提高教學效果,本課程采用了多種教學手段輔助教學。(1)實物教學。課堂上利用實驗箱、仿真器、開發板等實物輔助教學,有利于學生動手能力的培養。(2)虛擬仿真技術。虛擬仿真技術受到了學生的普遍歡迎。例如,傳統的單片機控制交通燈實驗,需要購買元器件,并進行焊接,然后進行調試,成本較高,耗時較長,效率較低。若設計方案有誤,還要重新進行制作。給學生實驗帶來了一定的困難。通過虛擬仿真技術,可以有效克服這些問題,學生想做什么實驗,都可以完成。而且通過仿真驗證后的控制系統,可以直接做成電路板實物。因此虛擬仿真技術可以有效地激發學生的成就感,從而提高學生的求知欲和學習興趣,提高學習效率。(3)技能競賽。組建電子協會、鼓勵學生積極參加校內外競賽,有利于學生單片機系統應用水平和創新能力的提高。(4)板書與多媒體的和諧配合。對需要精講的重點內容用板書邊講邊寫,而對一般性的內容、理論聯系實際的大電路圖、動畫及模擬仿真電路等用多媒體講,以提高課堂實效。(5)網絡技術。制作單片機教學網站,為學生提供了豐富的網絡資源,如授課課件、授課計劃、項目任務書等,有利于學生課前預習與課后復習,網站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”等內容。
通過教學過程的精心設計與教學方法和教學手段的改革和創新,能夠很大程度上踐行因材施教,有效調動學生學習的積極性和主動性,提高學生的學習興趣,受到學生的普遍歡迎,教學效果明顯。
(三)實踐教學的研究與改革
單片機是一門技術性很強的課程。為了使得學生的應用能力符合社會對單片機人才的需求,設計了多層次的實踐環節,提供了大量的實踐機會,提高了學生的實踐水平。
1.精心設計課程實驗。通過在實驗室授課,把課堂實驗貫穿在整個教學過程的10個學習項目中,使它由原來的20學時變為現在的40學時,大大增強了課堂實踐環節。
2.充分重視課程設計。課程設計是在課程結束后對課程內容進行綜合性應用。要求學生在兩周時間內以小組為單位協作完成一個簡單的實際單片機課題開發,包括資料查閱、方案設計、軟硬件開發。通過一些實際的例子,讓學生系統掌握單片機系統的設計方法,具有單片機系統設計開發的實踐能力以及獨立分析、解決問題的能力。
3.加強科技創新。科技創新是學生自發組隊,利用課余時間預約實驗室,自主開發創新項目。目前參加科技創新的學生積累了豐富的單片機開發經驗,進一步培養了創新能力。最近兩年我院學生在全國大學生電子設計競賽、飛思卡爾智能車競賽、全國電腦鼠競賽等中都取得了優異的成績。
4.鼓勵學生參與競賽與科研課題。為了更好地培養學生從系統角度設計和開發單片機產品,積極培養和組織學生參與各種層次的競賽,通過準備和參與競賽,學生完成方案確定、元器件選擇、原理圖設計、PCB板繪制、程序設計和調試整個開發過程,使得學生充分增強了自身的實踐創新意識、團隊協作意識和理論聯系實際的綜合應用能力。另外,教師根據自身的科研課題可以設計多個功能比較完善、規模較小的子課題,讓感興趣與有能力的學生參與進來,充分培養學生的自主學習、科技創新和知識綜合應用的能力。
5.選擇提供畢業設計課題。畢業設計是大學四年所學知識的綜合檢驗。教師可結合單片機的實際應用,提供與學生實踐創新及實際工作相關、受益面大的畢業設計課題,比如監控系統、智能家電等,不僅要求學生從系統的角度進行分析與設計,還要求考慮系統的可靠性、準確性等功能要求。通過畢業設計,學生的綜合應用能力大大提高,為畢業生擇業奠定基礎。
四、根據自身條件改善師資
單片機專業的知識更新很快,民辦高校需要鼓勵參與單片機教學的任課教師參加各種單片機技術專題的會議和培訓,使其了解行業技術發展的動態。定期派遣教師到相關企業進行學習,把實際的工程經驗和企業的技術發展方向引入到單片機教學中,從而豐富教學內容,同時更多地參加工程和科研項目,把最新的應用技術和最前沿的研究成果吸納到課程中。因此也培養出了適應民辦高校學情和培養目標的雙師型青年教師。
五、結語
根據單片機課程的教學目標、課程體系的自身特點以及學生特點,在教學中整體采用基于工作過程的項目驅動法,具體實施采用教、學、做結合,理論、實踐一體化模式,同時根據實際需要采用多種教學方法與手段,能夠取得較好的教學效果,提升學生的就業能力。
參考文獻:
[1]吳伶錫,詹杰,周仁龍.電子信息科學與技術專業特色課程體系研究[J].當代教育理論與實踐,2010,2(1).
[2]張淑艷,馬春龍,等.嵌入式系統課程教學改革與實踐[J].中國科教創新導刊,2012,11(1).
[3]趙方,趙霞,等.“教學做一體化”教學模式在高職單片機教學中的應用[J].中國現代教育裝備,2010,(22).
[4]許芝龍.項目教學法在單片機課程教學中的應用[J].中國科技信息,2008,(17).
基金項目:吉林省教育科學“十二五”規劃課題“民辦高校電子信息工程專業實踐教學體系改革研究”(GH12351)。
作者簡介:張淑艷(1978-),女,吉林磐石人,工學碩士,講師,研究方向:嵌入式系統應用的研究。endprint
鍵控彩燈項目的學時安排為第一階段和第二階段2學時,第三階段2學時,第四階段和第五階段2學時,共計6學時。
2.教學方法的研究與改革。以“實用、有趣、建立學生自信”為指導思想,本課程采用了多種教學方法。(1)項目教學法。它的關鍵是緊緊圍繞這10個學習項目組織教學。通過這種教學方法確實激起了學生極大的學習興趣,從而在教學內容的掌握和動手能力的培養方面取得了顯著地效果。(2)分層次教學法。考慮到學生學習基礎的差異性,對于學習基礎好的,提高要求;對于學習基礎差的,只要求達到基本目標。例如在學習項目4中,項目任務分為四個層次,即基本任務、提高任務、發揮任務、課后電子創新。(3)啟發式教學。為了讓學生順利完成相關學習任務,在教學中注意通過“設計問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”等過程啟發學生,從而使學生積極主動地探索問題、解決問題。(4)分組教學與角色扮演法。在完成學習項目時,以3人為一個團隊,讓每個學生扮演相應的角色,如項目經理、軟件工程師、硬件工程師,通過這種教學方法能夠激起學生的學習興趣,而且進一步培養了他們的團隊協作能力。(5)案例教學法。興趣是學好單片機這門課程的前提和基礎。如果我們能夠通過引入一些有趣的教學案例,讓枯燥的知識趣味化,就可以引發學生的學習激情,激發學生的學習潛能,點燃學生的智慧火把。例如在講授PWM知識時,我們引入“小星星”播放控制的教學案例,學生面對的不再只是寄存器、分頻、占空比等一些抽象枯燥的概念理論,而且可以欣賞到一段美妙的音樂。他們對所學的內容立即會變得興趣盎然,甚至躍躍欲試。這樣學習的興趣和積極性就調動起來了。
3.教學手段的研究與改革。為了提高教學效果,本課程采用了多種教學手段輔助教學。(1)實物教學。課堂上利用實驗箱、仿真器、開發板等實物輔助教學,有利于學生動手能力的培養。(2)虛擬仿真技術。虛擬仿真技術受到了學生的普遍歡迎。例如,傳統的單片機控制交通燈實驗,需要購買元器件,并進行焊接,然后進行調試,成本較高,耗時較長,效率較低。若設計方案有誤,還要重新進行制作。給學生實驗帶來了一定的困難。通過虛擬仿真技術,可以有效克服這些問題,學生想做什么實驗,都可以完成。而且通過仿真驗證后的控制系統,可以直接做成電路板實物。因此虛擬仿真技術可以有效地激發學生的成就感,從而提高學生的求知欲和學習興趣,提高學習效率。(3)技能競賽。組建電子協會、鼓勵學生積極參加校內外競賽,有利于學生單片機系統應用水平和創新能力的提高。(4)板書與多媒體的和諧配合。對需要精講的重點內容用板書邊講邊寫,而對一般性的內容、理論聯系實際的大電路圖、動畫及模擬仿真電路等用多媒體講,以提高課堂實效。(5)網絡技術。制作單片機教學網站,為學生提供了豐富的網絡資源,如授課課件、授課計劃、項目任務書等,有利于學生課前預習與課后復習,網站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”等內容。
通過教學過程的精心設計與教學方法和教學手段的改革和創新,能夠很大程度上踐行因材施教,有效調動學生學習的積極性和主動性,提高學生的學習興趣,受到學生的普遍歡迎,教學效果明顯。
(三)實踐教學的研究與改革
單片機是一門技術性很強的課程。為了使得學生的應用能力符合社會對單片機人才的需求,設計了多層次的實踐環節,提供了大量的實踐機會,提高了學生的實踐水平。
1.精心設計課程實驗。通過在實驗室授課,把課堂實驗貫穿在整個教學過程的10個學習項目中,使它由原來的20學時變為現在的40學時,大大增強了課堂實踐環節。
2.充分重視課程設計。課程設計是在課程結束后對課程內容進行綜合性應用。要求學生在兩周時間內以小組為單位協作完成一個簡單的實際單片機課題開發,包括資料查閱、方案設計、軟硬件開發。通過一些實際的例子,讓學生系統掌握單片機系統的設計方法,具有單片機系統設計開發的實踐能力以及獨立分析、解決問題的能力。
3.加強科技創新。科技創新是學生自發組隊,利用課余時間預約實驗室,自主開發創新項目。目前參加科技創新的學生積累了豐富的單片機開發經驗,進一步培養了創新能力。最近兩年我院學生在全國大學生電子設計競賽、飛思卡爾智能車競賽、全國電腦鼠競賽等中都取得了優異的成績。
4.鼓勵學生參與競賽與科研課題。為了更好地培養學生從系統角度設計和開發單片機產品,積極培養和組織學生參與各種層次的競賽,通過準備和參與競賽,學生完成方案確定、元器件選擇、原理圖設計、PCB板繪制、程序設計和調試整個開發過程,使得學生充分增強了自身的實踐創新意識、團隊協作意識和理論聯系實際的綜合應用能力。另外,教師根據自身的科研課題可以設計多個功能比較完善、規模較小的子課題,讓感興趣與有能力的學生參與進來,充分培養學生的自主學習、科技創新和知識綜合應用的能力。
5.選擇提供畢業設計課題。畢業設計是大學四年所學知識的綜合檢驗。教師可結合單片機的實際應用,提供與學生實踐創新及實際工作相關、受益面大的畢業設計課題,比如監控系統、智能家電等,不僅要求學生從系統的角度進行分析與設計,還要求考慮系統的可靠性、準確性等功能要求。通過畢業設計,學生的綜合應用能力大大提高,為畢業生擇業奠定基礎。
四、根據自身條件改善師資
單片機專業的知識更新很快,民辦高校需要鼓勵參與單片機教學的任課教師參加各種單片機技術專題的會議和培訓,使其了解行業技術發展的動態。定期派遣教師到相關企業進行學習,把實際的工程經驗和企業的技術發展方向引入到單片機教學中,從而豐富教學內容,同時更多地參加工程和科研項目,把最新的應用技術和最前沿的研究成果吸納到課程中。因此也培養出了適應民辦高校學情和培養目標的雙師型青年教師。
五、結語
根據單片機課程的教學目標、課程體系的自身特點以及學生特點,在教學中整體采用基于工作過程的項目驅動法,具體實施采用教、學、做結合,理論、實踐一體化模式,同時根據實際需要采用多種教學方法與手段,能夠取得較好的教學效果,提升學生的就業能力。
參考文獻:
[1]吳伶錫,詹杰,周仁龍.電子信息科學與技術專業特色課程體系研究[J].當代教育理論與實踐,2010,2(1).
[2]張淑艷,馬春龍,等.嵌入式系統課程教學改革與實踐[J].中國科教創新導刊,2012,11(1).
[3]趙方,趙霞,等.“教學做一體化”教學模式在高職單片機教學中的應用[J].中國現代教育裝備,2010,(22).
[4]許芝龍.項目教學法在單片機課程教學中的應用[J].中國科技信息,2008,(17).
基金項目:吉林省教育科學“十二五”規劃課題“民辦高校電子信息工程專業實踐教學體系改革研究”(GH12351)。
作者簡介:張淑艷(1978-),女,吉林磐石人,工學碩士,講師,研究方向:嵌入式系統應用的研究。endprint