張冬梅
沈陽工業(yè)大學 (遼陽 111003)
單片機自上世紀70年代問世以來,已廣泛地應用在各個方面。單片機技術開發(fā)和應用水平已成為一個國家工業(yè)化、智能化發(fā)展水平的標志之一。目前,國內(nèi)的所有的工科院校,無論是本科層次,還是職業(yè)技術學院,不僅是電類專業(yè),許多非電類專業(yè)都無一例外地開設了單片機課。
實踐教學是單片教學過程的重要環(huán)節(jié),是學生對理論知識內(nèi)化和升華的重要手段。但目前許多高等學校,單片機實踐主要以實驗教學為主,傳統(tǒng)的單片機實驗均以單片機實驗箱或者單片機技術開發(fā)裝置為實驗器材,開設的實驗大多數(shù)屬于驗證性實驗和訓練性實驗,學生根據(jù)實驗指導書進行操作,教學內(nèi)容不足,整個過程中,學生往往很被動,學生沒有循序漸進地去思考實驗的意義,而且與實際應用不接軌,以實驗為核心的單片機實踐教學方法、手段遠遠不能滿足實際需求。在單片機的實踐教學中,應以項目需求導入相關知識點,以電子產(chǎn)品設計作為任務,在任務實施過程中掌握課程所需的應用技能和知識點,培養(yǎng)分析問題和解決問題的思維和方法。
要想從根本上解決問題,應該根據(jù)培養(yǎng)能力的要求,建立單片機實踐教學體系,加強單片機實踐教學建設,進一步深入研究實踐教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容,以提高學生的工程實踐能力,創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學生自學、分析、綜合、創(chuàng)新和獨立完成設計調(diào)試系統(tǒng)任務的能力。充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛力,培養(yǎng)學生團隊合作能力,培養(yǎng)社會需要的適應能力強的高水平、高素質(zhì)的單片機應用系統(tǒng)開發(fā)人才。解決的關鍵問題:第一是調(diào)動學生的學習積極性,充分意識單片機課程的重要性。第二有良好的實驗室硬件設施基礎。第三要有較新的技術,新穎的教學方法。第四教師自身的知識儲備。
(1)實驗室開放方法
①教學周:執(zhí)行實驗教學,完成正常實驗教學基礎上,大力增加設計性實驗,逐步過渡到所有實驗均為設計性實驗;開設內(nèi)容豐富的單片機課程設計教學,課程設計是學好本門課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的過程,是知識轉(zhuǎn)化為能力和能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段;根據(jù)“2+1”人才培養(yǎng)方案,以提高學生的工程實踐能力,創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學生的獨立編寫、調(diào)試軟件、設計單片機應用系統(tǒng)的能力為目標,完成單片機應用技術實訓教學。
②雙休日:打破傳統(tǒng)的理論選修課觀念,試行開設跨專業(yè)實驗選修課─—單片機原理及應用。開設選修課程主要針對大一、大二學生以及對單片機應用有興趣的跨專業(yè)學生,以學生自己動手為主,老師輔助性指導;開設跨專業(yè)實驗選修課,為那些其他專業(yè)對單片機應用有興趣的學生提供實踐基地。在教學中應努力開發(fā)和充分利用單片機實驗室,使實驗室成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要陣地,讓實驗室為提高學生的整體素質(zhì)發(fā)揮其應有的作用。
③課余時間:對于學有余力的同學,成立單片機課外學習小組。實驗室采取完全開放式,成員自主學習,學生可自選實驗題目進行自主性實驗。也可為大一、大二學生提前學習單片機系統(tǒng)設計提供環(huán)境和場地。
(2)實驗室開放意義
①通過開放實驗室,充分認識實驗教學的作用。理論教學與實驗教學不是主從關系,主輔關系,而是辨證統(tǒng)一的關系,是兩個相對獨立、相互依存、又相互促進的教學體系。
②通過開放實驗室,多方位的發(fā)現(xiàn)問題。在教學計劃的制訂和修訂中,應充分體現(xiàn)實驗教學應有的重要地位。保持與理論教學學時的恰當比例;無論是獨立設課的實驗教學環(huán)節(jié)還是非獨立設課的實驗教學環(huán)節(jié),均必須有獨立的實驗教學大綱,明確能力培養(yǎng)目標等。
③改變傳統(tǒng)觀念,促進實驗室建設。要改變實驗教學依附、從屬于理論課,實驗教學內(nèi)容各自獨立、零散、重復的現(xiàn)狀,根據(jù)“平臺+模塊”課程結構體系的人才培養(yǎng)模式的要求重組實驗教學項目和內(nèi)容。
單片機的實踐教學由基礎性實驗、擴展性實驗、綜合實驗設計、創(chuàng)新性實驗、課程設計、實訓環(huán)節(jié)幾部分組成,各部分針對課程的重點內(nèi)容和難點有層次有步驟的由淺入深的開設,以提高學生的工程實踐能力,創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學生的獨立編寫、調(diào)試軟件、設計單片機應用系統(tǒng)的能力。實現(xiàn)實驗室的實踐教學功能:實驗內(nèi)容由基本驗證性實驗過渡到設計性、綜合性實驗,再到開放性自主實驗,實驗室全天開放,學生可自選實驗題目進行自主性實驗,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力及新器件、新技術的應用能力。重點是大力增加設計性實驗,逐步過渡到所有實驗均為設計性實驗,調(diào)動學生的學習主動性,開拓思維,培養(yǎng)探索精神和提高創(chuàng)造能力。
合理的實訓教育是電氣類教育的一個重要組成部分,要提高實訓教學效果,增強學生的動手能力和操作技能水平,需要多方面的努力。實訓基地是實訓教學過程實施的實踐訓練場所,其基本功能為:完成實訓教學與職業(yè)素質(zhì)訓導、職業(yè)技能訓練與鑒定的任務,并逐步發(fā)展為培養(yǎng)高等職業(yè)教育人才的實踐教學、職業(yè)技能培訓、鑒定和高新技術推廣應用的重要基地。不斷總結教學經(jīng)驗,探討和研究教學方法,盡職盡責,就可以全面地提高應用型人才培養(yǎng),把工作做得越來越好。
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一;有助于學生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;利用寒暑假時間,將單片機實驗室作為電子大賽的實訓基地,組織競賽培訓學習班,全天開放實驗室,選拔優(yōu)秀學生,為參加“全國電子大賽”、“挑戰(zhàn)杯”等競賽奠定基礎。
(1)完成單片機實驗教學內(nèi)容改革,大力增加設計性實驗,逐步過渡到所有實驗均為設計性實驗,以提高自動化系全體學生的工程實踐能力,創(chuàng)新能力。
(2)通過開設選實驗修課程,使得大一、大二學生以及對單片機應用有興趣的跨專業(yè)學生,提前達到對知識的靈活掌握。
(3)針對本專業(yè)學有余力的學生,成立單片機課外學習小組,擴大學生管理學方面的知識面,開闊學生的視野。
(4)成立假期培訓班,對學生采取個別輔導、全面培養(yǎng),使學生以先進帶動后進。參與課題研究,使他們能參加各種可能的競賽并找到好的工作單位。
單片機課程是電氣電信類專業(yè)學生最重要的專業(yè)核心課,如何協(xié)調(diào)好單片機課程的課堂教學和實踐動手能力之間的關系,一直是單片機教學工作者長期討論的課題?,F(xiàn)有的教學模式對學生實踐能力的培養(yǎng)具有一定的局限性,結合該課程實踐性、應用性強的特點,經(jīng)過以上對單片機實踐教學體系的改革,可以達到較好的實現(xiàn)提高學生實踐能力的目的。
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