面向電子設(shè)計(jì)競賽的C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)模式

伍建輝 黃婷婷 許 艷 楊宣兵

（湖南理工學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 岳陽 414006）

當(dāng)今世界的競爭，主要是經(jīng)濟(jì)和科技的競爭，歸根到底是人才的競爭。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造實(shí)踐能力的專業(yè)人才已成為我國高等教育普遍關(guān)心的問題[1,2]。按照知識、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式，突出和加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新知識的傳授、創(chuàng)新能力的和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，以造就適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代和我國社會主義建設(shè)事業(yè)需要的創(chuàng)新型高級專業(yè)人才，無疑是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。通過對大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)模式的研究，在實(shí)踐中總結(jié)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革[4-6]，有助于高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。筆者以地方高校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽━C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)為例，嘗試建立一套面向電子設(shè)計(jì)競賽的C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)體系，培養(yǎng)一支可持續(xù)發(fā)展的“會想會做會寫會說”高素質(zhì)學(xué)生隊(duì)伍，為地方高校電子、信息及通信類人才培養(yǎng)長效機(jī)制。

1 面向電子設(shè)計(jì)競賽的C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)內(nèi)容建設(shè)

為進(jìn)一步提升參賽學(xué)生的參賽作品軟件開發(fā)能力，下面從課程體系、驅(qū)動機(jī)制、學(xué)生梯隊(duì)和質(zhì)量監(jiān)控評價機(jī)制四個方面闡述面向電子設(shè)計(jì)競賽的C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)內(nèi)容。

1.1 實(shí)踐平臺C語言模塊化課程體系構(gòu)建

根據(jù)我院學(xué)生個體的知識能力結(jié)構(gòu)及發(fā)展需求，結(jié)合大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽軟件編程能力需求，提出以C語言程序設(shè)計(jì)和實(shí)踐平臺相結(jié)合的模塊化課程，包括數(shù)據(jù)、數(shù)組及函數(shù)定義、順序、選擇及循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、液晶顯示、A/D數(shù)據(jù)采集、D/A函數(shù)信號發(fā)生、FFT算法、PID算法和數(shù)字濾波器8個模塊化課程。實(shí)踐平臺C語言模塊化課程體系的設(shè)置為參加電子設(shè)計(jì)競賽學(xué)生打下了良好的理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

1.2 開放式、多層次項(xiàng)目驅(qū)動機(jī)制建設(shè)

選取符合行業(yè)需求且符合學(xué)生實(shí)際的項(xiàng)目，通過采用開放式項(xiàng)目預(yù)演機(jī)制，達(dá)到項(xiàng)目的難易度和學(xué)生的能力最佳匹配，從而達(dá)到項(xiàng)目教學(xué)最佳效果。項(xiàng)目實(shí)施過程中，指導(dǎo)老師通過組織、引導(dǎo)、交流、討論和共同學(xué)習(xí)，做到充分了解學(xué)生，適時點(diǎn)撥學(xué)生，以充分發(fā)揮學(xué)習(xí)主體的能動性，可激發(fā)學(xué)生的求知欲望，形成學(xué)習(xí)的良性循環(huán)。

1.3 競爭性、協(xié)助型學(xué)生梯隊(duì)建設(shè)

針對我院電子設(shè)計(jì)競賽參賽學(xué)生規(guī)模，通過考核、面試等多種方式擬建30支左右的學(xué)生梯隊(duì)，每個標(biāo)準(zhǔn)梯隊(duì)由3人組成，其中包含一名大一學(xué)員，梯隊(duì)成員結(jié)構(gòu)分層次，實(shí)現(xiàn)高、中、低多層次相結(jié)合，以此起到傳幫帶作用。通過合作完成課程項(xiàng)目，以此提高學(xué)生梯隊(duì)的協(xié)作能力。通過嚴(yán)格考核，淘汰梯隊(duì)中的部分成員，及時調(diào)整補(bǔ)充各梯隊(duì)的人員結(jié)構(gòu)，提升梯隊(duì)的整體水平。

1.4 全方位、立體式質(zhì)量監(jiān)控評價機(jī)制設(shè)計(jì)

從實(shí)際需要和重要性出發(fā)，提煉出具體問題供學(xué)生解決，建立一套全過程質(zhì)量監(jiān)控體系。通過題目分析、資料查詢、方案論證、軟件設(shè)計(jì)和方案總結(jié)五階段的過程監(jiān)控，不但能分解細(xì)化項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)的整體難度，還可以及時發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)的問題，提高過程學(xué)習(xí)的效率，保證項(xiàng)目驅(qū)動的成功率，形成自主學(xué)習(xí)的長久驅(qū)動力。從課程項(xiàng)目篩選到課程項(xiàng)目總結(jié)，采用由團(tuán)隊(duì)內(nèi)部組織對成員進(jìn)行綜合評價。

2 C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)實(shí)施方法

為落實(shí)C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)內(nèi)容，下面從前期調(diào)研、內(nèi)容制定、教學(xué)實(shí)踐和成果總結(jié)四個方面闡述C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)的實(shí)施辦法。

2.1 前期調(diào)研

熟悉C語言與單片機(jī)技術(shù)在歷年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目中的所涉及具體應(yīng)用情況，著重關(guān)注新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的應(yīng)用，同時熟知C語言與單片機(jī)技術(shù)的最新研究成果，并針對大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽所涉及的各種新技術(shù)、新業(yè)務(wù)應(yīng)用和互連互通等進(jìn)行內(nèi)容培訓(xùn)。

2.2 內(nèi)容制定

結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)平臺及教學(xué)資源，針對電子設(shè)計(jì)競賽學(xué)生展開的教學(xué)內(nèi)容商討。擬通過“實(shí)踐平臺+8模塊課程”結(jié)構(gòu)，對電子設(shè)計(jì)競賽學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)能力、核心能力、綜合創(chuàng)新能力進(jìn)行考量，全面提升學(xué)生素質(zhì)。

2.3 教學(xué)實(shí)踐

課程教學(xué)以“電子設(shè)計(jì)競賽”為前導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)有理論與實(shí)踐教學(xué)資源，促使學(xué)生“帶著任務(wù)”來主動探索解決問題的可行途徑，不斷將課程內(nèi)部的知識進(jìn)行重組，將不同課程的知識進(jìn)行交叉組合，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。其激勵特征體現(xiàn)在周期性很強(qiáng)的目標(biāo)驅(qū)動下的學(xué)習(xí)進(jìn)程，可使學(xué)生有計(jì)劃地、高效率地安排學(xué)習(xí)活動。

2.4 成果總結(jié)

教學(xué)實(shí)踐完成后，與學(xué)生共同討論培訓(xùn)模式建設(shè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與問題分析，針對電子設(shè)計(jì)競賽學(xué)生培養(yǎng)方式進(jìn)行交流，對實(shí)踐教學(xué)過程中產(chǎn)生的經(jīng)典問題以及如何更好地完善所建設(shè)課程體系提出行之有效的解決方案。

3 結(jié)語

通過C語言與單片機(jī)融合培訓(xùn)內(nèi)容建設(shè)，可豐富理論與實(shí)踐教學(xué)資源，教學(xué)質(zhì)量和師資水平得到提升，課程體系得到優(yōu)化，能提升參賽學(xué)生動手實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，培養(yǎng)出滿足市場需求和行業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。

長期以來，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)已成為湖南理工學(xué)院電子信息類高素質(zhì)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的一大特色，2017年獲4項(xiàng)全國一等獎、2019年獲3項(xiàng)全國一等獎、2020年獲1項(xiàng)全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽—模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽（TI杯）。