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(shí)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(duì)高校教師自主研制的實(shí)訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用,以及對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的作用進(jìn)行了探討,分析了開(kāi)展自主研制實(shí)訓(xùn)設(shè)備的必要性,并以“智能小產(chǎn)品實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”為例,介紹了自主研制實(shí)訓(xùn)設(shè)備對(duì)教學(xué)改革的促進(jìn)作用,總結(jié)了應(yīng)用的成效。

實(shí)訓(xùn)設(shè)備； 實(shí)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(kāi)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(huì)對(duì)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(shí)、創(chuàng)新能力,培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能型人才,專業(yè)實(shí)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(shí)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(shí)踐教學(xué)各有特色，因此實(shí)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(duì)穩(wěn)定的需求。由于研發(fā)實(shí)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(huì)在這方面投入大量的資金進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)，或者企業(yè)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品由于技術(shù)較先進(jìn)投資相對(duì)較大、專用性強(qiáng)、社會(huì)需求量小、價(jià)格較貴,高校則因資金不足無(wú)法購(gòu)買(mǎi)。多種因素造成高校所需專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備大多無(wú)法從市場(chǎng)直接購(gòu)買(mǎi)到,即使能購(gòu)買(mǎi)到,這些專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備在使用和功能上也不能完全滿足專業(yè)實(shí)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(shí)訓(xùn)設(shè)備問(wèn)題的方法是自主研制。自主研制實(shí)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(qiáng)的實(shí)用性、先進(jìn)性,并且低成本、易維護(hù),能很好地與專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,滿足專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求。

1　自制實(shí)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(duì)人才的需求,教學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研制了一款“智能小產(chǎn)品實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”,硬件主要包括電源電路、單片機(jī)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(shí)時(shí)時(shí)鐘電路等。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以常用的單片機(jī)STC89C52作為核心,外圍功能模塊可根據(jù)需要進(jìn)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(jìn)行焊接、制作和測(cè)試。實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)物如圖2所示。

圖1　實(shí)訓(xùn)平臺(tái)原理圖

圖2　實(shí)訓(xùn)平臺(tái)實(shí)物圖

2　自制實(shí)訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用

本實(shí)訓(xùn)設(shè)備可用作電子類多門(mén)課程的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),比如單片機(jī)原理與應(yīng)用、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)、智能小產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)、接口技術(shù)、電子制作與工藝等。下面以本實(shí)訓(xùn)設(shè)備在單片機(jī)原理與應(yīng)用課程中的運(yùn)用為實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

傳統(tǒng)的單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)體系和方法是先原理后實(shí)驗(yàn),其授課順序多數(shù)為單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、尋址方式與指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)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(jì)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)多數(shù)在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)之后才開(kāi)始,軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)教學(xué)很難融合。這樣將導(dǎo)致該課程入門(mén)困難,學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)也不知有何用途和怎樣用,從而感到課程學(xué)習(xí)非?？菰锖头ξ?失去學(xué)習(xí)興趣和熱情。其次,理論講解過(guò)多會(huì)使得課程安排頭重腳輕、實(shí)踐課程比例縮小,學(xué)生實(shí)踐技能很難得到鍛煉,并且先理論后實(shí)踐容易造成實(shí)踐和理論脫節(jié),理論融入實(shí)踐的程度很難提升[10]。

要解決以上問(wèn)題,應(yīng)在理論講解的過(guò)程中不斷融入實(shí)踐環(huán)節(jié)。在學(xué)校教學(xué)過(guò)程中使用自主研制的實(shí)訓(xùn)設(shè)備,首先演示智能測(cè)溫系統(tǒng),邊演示邊講解工作原理,學(xué)生對(duì)于這種直觀的教學(xué)方式很容易接受。將課程分成5個(gè)學(xué)習(xí)單元,分別是單片機(jī)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(xiàng)目應(yīng)用。每個(gè)單元又分為若干項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目都包含軟件和硬件。所有的項(xiàng)目都是在自主研制的實(shí)訓(xùn)設(shè)備上進(jìn)行，學(xué)生先進(jìn)行模仿,實(shí)現(xiàn)典型功能，對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生,還可以在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很高。

自制實(shí)訓(xùn)設(shè)備在使用過(guò)程中如果出現(xiàn)故障也能夠及時(shí)維修，而傳統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)的實(shí)驗(yàn)箱價(jià)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(duì)實(shí)驗(yàn)箱的操作流程不熟練,經(jīng)常會(huì)誤操作,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)箱造成一定損壞,因此學(xué)生會(huì)畏首畏尾,不敢大膽嘗試,從而挫傷學(xué)生的積極性。

自制實(shí)訓(xùn)設(shè)備體積小、便攜、使用方便,只需在個(gè)人電腦上安裝相應(yīng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和下載工具軟件即可,學(xué)生可以把實(shí)訓(xùn)設(shè)備帶到宿舍,利用課余時(shí)間進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究。

3　自制實(shí)訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用成效

在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程充分使用自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,節(jié)約經(jīng)費(fèi),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(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái),取得了良好效果。

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

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

(3) 鍛煉了實(shí)踐教學(xué)隊(duì)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(píng)價(jià)教師水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。教師通過(guò)研制和使用實(shí)訓(xùn)設(shè)備,可提高科研水平。在自行研制實(shí)訓(xùn)設(shè)備中,研究人員需要調(diào)研、查閱大量文獻(xiàn)資料；設(shè)計(jì)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(shí)施。制作與調(diào)試過(guò)程要用到理論知識(shí),同時(shí)也要掌握許多解決工程實(shí)際問(wèn)題的方法和思路。由于實(shí)訓(xùn)教師對(duì)自己研制的實(shí)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(diǎn),有利于對(duì)設(shè)備的操作和維修。

(4) 促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展,培養(yǎng)了綜合素質(zhì)。自主研制實(shí)訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用提供了一種開(kāi)放式實(shí)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(shí)的興趣和學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生非常喜歡這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式,動(dòng)手能力得到加強(qiáng),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(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、開(kāi)展江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目研究、參加各類大學(xué)生電子競(jìng)賽,多次獲獎(jiǎng)。

4　結(jié)語(yǔ)

自主研制實(shí)訓(xùn)設(shè)備是對(duì)當(dāng)前商用教學(xué)設(shè)備的有效補(bǔ)充,成本低、使用靈活方便、針對(duì)性強(qiáng),非常適合高等學(xué)校實(shí)踐教學(xué)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)的促進(jìn)作用明顯,不但引進(jìn)了新的技術(shù),還有利于完善實(shí)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(shí)使理論與實(shí)踐有機(jī)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(shí)際問(wèn)題。高校自制實(shí)訓(xùn)設(shè)備,也促進(jìn)了實(shí)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(xiàng)目(1-1-2012-2)；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目(PPZY2015C237)

陳宜建(1979—),男,安徽阜陽(yáng)，碩士,高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)樾盘?hào)處理、嵌入式系統(tǒng).E-mail：cyjscama@163.com

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1002-4956(2016)10-0220-03