探討學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)下的單片機(jī)教學(xué)的改革

曹洪奎　沈陽

【摘要】創(chuàng)新能力是當(dāng)前教學(xué)改革中強(qiáng)調(diào)的一個學(xué)生培養(yǎng)能力的重點，而傳統(tǒng)的單片機(jī)課程的實踐性教學(xué)安排的般是驗證性實驗，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗，從教學(xué)項目、課程設(shè)計、創(chuàng)新實驗裝置以及產(chǎn)品報告和考核方法方面提出了基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的單片機(jī)教學(xué)改革思路，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新能力；單片機(jī)教學(xué)；改革

中圖分類號：TP368.1-4

隨著知識經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)對于綜合型人才的需求更加的迫切，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才已被確定為我國高等教育發(fā)展的根本目標(biāo)。單片機(jī)課程是電子類專業(yè)的一門核心課程，具有很強(qiáng)的綜合性與實踐性特征，該課程不僅為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，并且也提供了一種培養(yǎng)創(chuàng)新能力的良好手段。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)在提升學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面還存在很大的欠缺性，因此，為了在單片機(jī)課程教學(xué)中強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，必須對傳統(tǒng)單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革。

1.教學(xué)與實踐改革存在的問題

1.1教學(xué)方式有待改進(jìn)

在單片機(jī)的教學(xué)過程中不少教師常常以單片機(jī)理論為教學(xué)的重中之重，實驗常安排一些與實踐結(jié)合不緊密的基礎(chǔ)實驗，從而難以與實踐緊密結(jié)合起來；再加上一些教師強(qiáng)調(diào)筆試的重要性，勢必造成學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣和積極性，將更多精力用于考試過關(guān)，而難以使理論知識得到實踐和應(yīng)用。例如循環(huán)左移和右移指令的講解，只做理論上的推導(dǎo)，很難加深學(xué)生的印象，若能引入適當(dāng)?shù)腅DA技術(shù)將這個循環(huán)左移和右移過程形象地展示出來，既能加深學(xué)生的印象還能提高其學(xué)習(xí)興趣[1]。

1.2傳統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容問題

由于單片機(jī)教材與實際應(yīng)用有一定的差距，教材中提到的理論與實物已經(jīng)是幾年前的市場產(chǎn)品或者是面臨淘汰的產(chǎn)品，這樣就會使學(xué)生接觸到一些過時的知識卻沒有看到新的改進(jìn)，從而在一定程度上影響了學(xué)生的知識面和實踐能力。實驗課程體系驗證性實驗過多、綜合性、啟發(fā)性實驗太少，沒有大型設(shè)計性和綜合性實驗，基本沒有對學(xué)生動手實踐能力達(dá)到提高和訓(xùn)練[2]。

1.3學(xué)生對實踐和動手缺乏積極性

不少學(xué)生對單片機(jī)的實踐性缺少認(rèn)識，不主動參與實踐和設(shè)計，他們寧愿將時間放在英語考試或計算機(jī)等級考試上，卻對單片機(jī)技術(shù)的實踐和操作缺少興趣，因此培養(yǎng)和調(diào)動學(xué)生積極性顯得尤為重要。

2.教學(xué)實踐改革中的有效建議

2.1教學(xué)項目的創(chuàng)新設(shè)計

教學(xué)項目是課程教學(xué)內(nèi)容的載體，教學(xué)項目設(shè)計的好壞直接關(guān)系到單片機(jī)課程的教學(xué)效果。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，筆者設(shè)計了一些創(chuàng)新性的教學(xué)項目，旨在為學(xué)生提供更大的創(chuàng)新設(shè)計空間。比如：設(shè)計智能打鈴器、盆栽自動灌溉裝置、自動避障小車等。這些教學(xué)項目不僅可以鍛煉學(xué)生的單片機(jī)開發(fā)能力，也可以為學(xué)生提供很大的創(chuàng)新空間。學(xué)生在完成這些項目的基本功能后，還可以根據(jù)自己的想象力對其進(jìn)行改進(jìn)，使其功能更加完善。

2.2課程題目的創(chuàng)新設(shè)計

單片機(jī)課程設(shè)計是單片機(jī)教學(xué)的一個重要檢驗環(huán)節(jié)，其題目的設(shè)計對于培養(yǎng)和考核學(xué)生的創(chuàng)新能力非常重要。題目的設(shè)計和選取可以從以下幾個方面入手：借鑒歷屆電子設(shè)計大賽的題目；從日常生活中尋找與們課堂教學(xué)相關(guān)的資源，將其改良為可行性課題；以在研的教師科研課題為藍(lán)本，將部分研究內(nèi)容作為設(shè)計制作的題目供學(xué)生練習(xí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。比如，筆者根據(jù)自己的日常生活經(jīng)驗，設(shè)計了智能水杯題目，不限定水杯的具體功能，要求學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)新能力，分組設(shè)計出不同功能的智能水杯。各個小組完成了不同的創(chuàng)新設(shè)計，有的小組設(shè)計了具有自動顯示水溫功能的水杯，有的小組設(shè)計了具有定時提醒喝水功能的水杯，有的小組設(shè)計了具有音樂播放功能的水杯，等等。

2.3開發(fā)單片機(jī)創(chuàng)新實驗裝置

傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗箱內(nèi)部電路固定，學(xué)生只能按照實驗指導(dǎo)書的步驟，機(jī)械地做一遍驗證性實驗，無法進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計。針對傳統(tǒng)單片機(jī)實驗箱的缺點，筆者開發(fā)了一套靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)、易于升級的單片機(jī)創(chuàng)新實驗裝置。其設(shè)計思路是將搭建各種不同功能單片機(jī)系統(tǒng)所必需的組成電路分離，設(shè)計出各個獨立的功能模塊，在該裝置上學(xué)生可自主選擇功能模塊，完成創(chuàng)新性單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計。另外，利用Proteus與Keil軟件整合構(gòu)建單片機(jī)創(chuàng)新虛擬仿真實驗室，它可為學(xué)生提供豐富的虛擬儀器和元器件資源，為學(xué)生提供良好的創(chuàng)新平臺。

2.4請高校研究生作有趣易懂的產(chǎn)品設(shè)計報告

以往常有教師向院上提出應(yīng)該多請專家給學(xué)生作專題報告以拓展學(xué)生的知識面，盡管學(xué)院作出了一定的努力，然而許多國內(nèi)專家總是忙于手頭工作，或者因為路程問題最后不能完成這一愿望，即便有的專家過來作完報告，卻也難以收到預(yù)期的效果，一些學(xué)生往往反映太過深奧，或者難于理解或者與所學(xué)知識關(guān)聯(lián)不大。對此我們可以請來高校一些發(fā)表過優(yōu)秀論文的研究生，利用周末過來講解和展示他們的設(shè)計成果這些研究生往往非常樂意奉獻(xiàn)自己的論文成果，因此講解得較為詳細(xì)具體，并且可以做到淺顯易懂而本科生在具有一定理論基礎(chǔ)情況下都能聽懂。

2.5 考核方法的創(chuàng)新設(shè)計

通常來說考核就是對教師教學(xué)效果的檢驗和學(xué)生水平的測試，同時也是督促和激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的原因和動力。在單片機(jī)的教學(xué)與實踐改革過程中，我們提出了一種注重實踐能力和應(yīng)用能力培養(yǎng)的考核方式，課堂考勤占10%，平時成績占30%期末考試占60%。這種考核方式突出的特點是平時成績比例較高，同時對其考核將一半的分值設(shè)定為實驗成績，并對學(xué)生在實驗中的具體表現(xiàn)從實驗態(tài)度、完成實驗的情況、實踐動手能力和課程設(shè)計等幾方面進(jìn)行量化。

3.結(jié)語

單片機(jī)技術(shù)是電子類專業(yè)的核心課程，有較強(qiáng)的實踐性，因此學(xué)生只有在單片機(jī)開發(fā)實踐中才能真正掌握其開發(fā)方法、鍛煉創(chuàng)新能力。但加強(qiáng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力并不是一件容易的事情，需要教師首先轉(zhuǎn)變教學(xué)的觀念，從教學(xué)的教學(xué)項目、課程題目上大膽創(chuàng)新，并在實驗裝置上下功夫，做出創(chuàng)新，并通過產(chǎn)品設(shè)計報告、以及考核方法創(chuàng)新的輔助，全面的提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，相信在堅持不斷的推進(jìn)、實踐和努力中，一定能在學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用及創(chuàng)新能力提升上有所收獲。

參考文獻(xiàn)：

[1]張鑫，朱智林，張巖，閆龍. 在單片機(jī)教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力[J]. 中國電力教育，2010，03：92-93.

[2]馮國富，駱解民，周汝雁，池濤，張云. 一種單片機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新能力實踐教學(xué)方案[J]. 計算機(jī)教育，2012，02：95-98+102.