自主研制實訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用

陳宜建

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系, 江蘇 常州　213164)

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自主研制實訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用

陳宜建

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系, 江蘇 常州213164)

對高校教師自主研制的實訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用,以及對實驗室建設(shè)的作用進行了探討,分析了開展自主研制實訓(xùn)設(shè)備的必要性,并以“智能小產(chǎn)品實訓(xùn)平臺”為例,介紹了自主研制實訓(xùn)設(shè)備對教學(xué)改革的促進作用,總結(jié)了應(yīng)用的成效。

實訓(xùn)設(shè)備； 實踐教學(xué)質(zhì)量； 科研水平

隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展及高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和崗位需求不斷調(diào)整變化,社會對應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求不斷增加[1]。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力,培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能型人才,專業(yè)實踐教學(xué)是最重要手段之一[2-5]。

由于學(xué)科發(fā)展和專業(yè)調(diào)整,專業(yè)知識更新較快、專業(yè)教學(xué)內(nèi)容變化較多,各高校和各專業(yè)的專業(yè)實踐教學(xué)各有特色，因此實訓(xùn)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)很難把控功能相同、規(guī)模較大和相對穩(wěn)定的需求。由于研發(fā)實訓(xùn)設(shè)備產(chǎn)生的效益難以保證,所以企業(yè)基本上不會在這方面投入大量的資金進行研發(fā)和生產(chǎn)，或者企業(yè)開發(fā)出的產(chǎn)品由于技術(shù)較先進投資相對較大、專用性強、社會需求量小、價格較貴,高校則因資金不足無法購買。多種因素造成高校所需專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備大多無法從市場直接購買到,即使能購買到,這些專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備在使用和功能上也不能完全滿足專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)需求,往往與教學(xué)內(nèi)容存在某些不一致[6-9]。

有效解決實訓(xùn)設(shè)備問題的方法是自主研制。自主研制實訓(xùn)設(shè)備通常是專業(yè)教師根據(jù)本校專業(yè)技能教學(xué)的特色和產(chǎn)業(yè)需求量身訂制的,具有很強的實用性、先進性,并且低成本、易維護,能很好地與專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)有機結(jié)合,滿足專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)要求。

1　自制實訓(xùn)設(shè)備

根據(jù)我校應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)方案和電子行業(yè)對人才的需求,教學(xué)團隊自主研制了一款“智能小產(chǎn)品實訓(xùn)平臺”,硬件主要包括電源電路、單片機電路、蜂鳴器電路、按鍵電路、LED指示電路、串口電路、LCD顯示電路、溫度傳感器電路、實時時鐘電路等。實訓(xùn)平臺以常用的單片機STC89C52作為核心,外圍功能模塊可根據(jù)需要進行選擇。原理圖如圖1所示。

將電路原理圖轉(zhuǎn)換成PCB板圖,由外協(xié)企業(yè)加工成單面板,電子元器件采用直插式。學(xué)校組織學(xué)生進行焊接、制作和測試。實訓(xùn)設(shè)備實物如圖2所示。

圖1　實訓(xùn)平臺原理圖

圖2　實訓(xùn)平臺實物圖

2　自制實訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用

本實訓(xùn)設(shè)備可用作電子類多門課程的實踐教學(xué)平臺,比如單片機原理與應(yīng)用、電子產(chǎn)品設(shè)計實訓(xùn)、智能小產(chǎn)品設(shè)計實訓(xùn)、接口技術(shù)、電子制作與工藝等。下面以本實訓(xùn)設(shè)備在單片機原理與應(yīng)用課程中的運用為實例進行說明。

傳統(tǒng)的單片機原理與應(yīng)用課程教學(xué)體系和方法是先原理后實驗,其授課順序多數(shù)為單片機硬件結(jié)構(gòu)、尋址方式與指令系統(tǒng)、匯編語言、系統(tǒng)構(gòu)成、外圍接口芯片原理與應(yīng)用、綜合系統(tǒng)設(shè)計等。實驗教學(xué)環(huán)節(jié)多數(shù)在匯編語言程序設(shè)計之后才開始,軟件設(shè)計和硬件設(shè)計教學(xué)很難融合。這樣將導(dǎo)致該課程入門困難,學(xué)生對所學(xué)理論知識也不知有何用途和怎樣用,從而感到課程學(xué)習(xí)非常枯燥和乏味,失去學(xué)習(xí)興趣和熱情。其次,理論講解過多會使得課程安排頭重腳輕、實踐課程比例縮小,學(xué)生實踐技能很難得到鍛煉,并且先理論后實踐容易造成實踐和理論脫節(jié),理論融入實踐的程度很難提升[10]。

要解決以上問題,應(yīng)在理論講解的過程中不斷融入實踐環(huán)節(jié)。在學(xué)校教學(xué)過程中使用自主研制的實訓(xùn)設(shè)備,首先演示智能測溫系統(tǒng),邊演示邊講解工作原理,學(xué)生對于這種直觀的教學(xué)方式很容易接受。將課程分成5個學(xué)習(xí)單元,分別是單片機并行I/O口應(yīng)用、顯示接口與應(yīng)用、串行通信接口與應(yīng)用、常用傳感器接口與應(yīng)用、綜合項目應(yīng)用。每個單元又分為若干項目,每個項目都包含軟件和硬件。所有的項目都是在自主研制的實訓(xùn)設(shè)備上進行，學(xué)生先進行模仿,實現(xiàn)典型功能，對于學(xué)有余力的學(xué)生,還可以在實訓(xùn)平臺上進行創(chuàng)新實驗。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很高。

自制實訓(xùn)設(shè)備在使用過程中如果出現(xiàn)故障也能夠及時維修，而傳統(tǒng)購買的實驗箱價格昂貴、功能固定,由于學(xué)生多數(shù)是首次學(xué)習(xí)該課程,對實驗箱的操作流程不熟練,經(jīng)常會誤操作,從而對實驗箱造成一定損壞,因此學(xué)生會畏首畏尾,不敢大膽嘗試,從而挫傷學(xué)生的積極性。

自制實訓(xùn)設(shè)備體積小、便攜、使用方便,只需在個人電腦上安裝相應(yīng)集成開發(fā)環(huán)境和下載工具軟件即可,學(xué)生可以把實訓(xùn)設(shè)備帶到宿舍,利用課余時間進行開放實驗和創(chuàng)新研究。

3　自制實訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用成效

在實踐教學(xué)過程充分使用自制實驗設(shè)備,節(jié)約經(jīng)費,不僅提高了教師的科研水平,還提高了教學(xué)質(zhì)量,為學(xué)生提供了開放實驗平臺,取得了良好效果。

(1) 增加了實訓(xùn)設(shè)備,完善實訓(xùn)室建設(shè)。通過教師自制研發(fā)實訓(xùn)設(shè)備,實訓(xùn)室的規(guī)模擴大了,實訓(xùn)條件得到改善,提高了實訓(xùn)室利用率和實力。

(2) 豐富了實踐教學(xué)內(nèi)容,促進了實踐教學(xué)改革,提高了實驗教學(xué)效果。由于自主研制實訓(xùn)設(shè)備與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合緊密、針對性強,能凸顯本校專業(yè)特色,實訓(xùn)設(shè)備功能較多,能滿足不同層次學(xué)生的實驗需求,既可以開出滿足教學(xué)大綱的基礎(chǔ)實驗,也可以開出綜合型、設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗。實訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用也改變了實踐教學(xué)模式,增添了很多實踐環(huán)節(jié)和過程,有效提高了學(xué)生的實踐技能。

(3) 鍛煉了實踐教學(xué)隊伍,提高了專業(yè)教師的科研能力[11-12]。教師科研能力是高校評價教師水平的一項重要指標。教師通過研制和使用實訓(xùn)設(shè)備,可提高科研水平。在自行研制實訓(xùn)設(shè)備中,研究人員需要調(diào)研、查閱大量文獻資料；設(shè)計方案的制訂更是復(fù)雜,不僅理論原理要正確,還要有可行性、可操作性,并能順利實施。制作與調(diào)試過程要用到理論知識,同時也要掌握許多解決工程實際問題的方法和思路。由于實訓(xùn)教師對自己研制的實訓(xùn)設(shè)備各部件都比較熟悉,掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和特點,有利于對設(shè)備的操作和維修。

(4) 促進學(xué)生個性化發(fā)展,培養(yǎng)了綜合素質(zhì)。自主研制實訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用提供了一種開放式實訓(xùn)教學(xué),極大地提高、激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣和學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生非常喜歡這種個性化的學(xué)習(xí)方式,動手能力得到加強,專業(yè)技能得到提高。近幾年,我系學(xué)生利用自主研制的實訓(xùn)設(shè)備進行畢業(yè)設(shè)計、開展江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐項目研究、參加各類大學(xué)生電子競賽,多次獲獎。

4　結(jié)語

自主研制實訓(xùn)設(shè)備是對當前商用教學(xué)設(shè)備的有效補充,成本低、使用靈活方便、針對性強,非常適合高等學(xué)校實踐教學(xué)，對實踐教學(xué)的促進作用明顯,不但引進了新的技術(shù),還有利于完善實訓(xùn)室建設(shè)。教師的業(yè)務(wù)能力得到鍛煉,提高了科研水平,同時使理論與實踐有機結(jié)合,在一定程度上提高了教師的教學(xué)和科研水平,解決了教學(xué)與工程中的一些實際問題。高校自制實訓(xùn)設(shè)備,也促進了實踐教學(xué)改革,為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

References)

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Application of self-made practical training equipment in teaching

Chen Yijian

(Department of Electronical Engineering, Changzhou College of Information Technology,Changzhou 213164, China)

The application of the practical training equipment developed by university teachersin teaching and its effect on the laboratory construction are discussed, and the necessity of developing the self-made training equipment is analyzed. Taking the self-made training equipment of “Intelligent product training platform” as an example, this paper introduces the promotion of the self-made training equipment in the teaching reform and summarizes the application effect.

practical training equipment; quality of practical teaching; scientific research level

10.16791/j.cnki.sjg.2016.10.055

2016-04-28修改日期：2016-05-25

高等職業(yè)學(xué)校提升專業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力項目(1-1-2012-2)；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項目(PPZY2015C237)

陳宜建(1979—),男,安徽阜陽，碩士,高級工程師,主要研究方向為信號處理、嵌入式系統(tǒng).E-mail：cyjscama@163.com

G484

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1002-4956(2016)10-0220-03