摘要：本文以創(chuàng)新的哲學內(nèi)涵為基礎，從培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力和創(chuàng)新思維的角度出發(fā)，結(jié)合單片機在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)中的課程地位和課程教學的現(xiàn)狀，對單片機課程教學的課程設計、實訓項目和授課模式進行了一些改革與探索，激發(fā)學生的學習動力，將學生的天生創(chuàng)新潛能轉(zhuǎn)化為顯能，以期望通過教學方法與教學內(nèi)容的演進來推動單片機教學的改革。

關(guān)鍵詞：單片機、創(chuàng)新、教學探索

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

前言

單片機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)類專業(yè)教學中具有承前啟后的地位。通過單片機的學習可以綜合應用相關(guān)電子技術(shù)與編程技術(shù)課程的知識，同時也為后續(xù)的傳感技術(shù)與嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的學習打下基礎。由于該課程在電子信息類專業(yè)中出現(xiàn)的較早的，在教學模式、方法與內(nèi)容相對成熟，所以在物聯(lián)網(wǎng)這個新興專業(yè)中也一并沿用了傳統(tǒng)的教學方法與內(nèi)容，但同時也陷入了“止步不前”的尷尬境地?！笆晃濉逼陂g，經(jīng)濟全球化進程仍將加快，綜合國力競爭的焦點將日趨落在人才、智力資源的開發(fā)和使用上。社會的發(fā)展需要一大批具有創(chuàng)新精神和能力的人才。2008年6月廣東省委、省政府在《關(guān)于爭當實踐科學發(fā)展觀排頭兵的決定》中明確提出“著力提高自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型廣東”。

從人才培養(yǎng)的需要、國家戰(zhàn)略層面和服務區(qū)域經(jīng)濟的三個層面來看，在新的形勢下對單片機的教學進行改革，順應科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)創(chuàng)新的必然選擇，是增強人才競爭力的現(xiàn)實要求。

1創(chuàng)新與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新從哲學上說是人的實踐行為，是人類對于發(fā)現(xiàn)的再創(chuàng)造，是對于物質(zhì)世界矛盾的利用再創(chuàng)造。人類通過對物質(zhì)世界的再創(chuàng)造，制造新的矛盾關(guān)系，形成新的物質(zhì)形態(tài)。從認識的角度來說，就是更有廣度、深度地觀察和思考世界，從實踐的角度說，就是能將這種認識作為一種日常習慣貫穿于具體實踐活動中。不通過創(chuàng)新性的教學，啟發(fā)學生的學習興趣、激活學生的思維、發(fā)掘?qū)W生的潛能、促進學生的個性發(fā)展就不可能培養(yǎng)出學生的創(chuàng)造精神和創(chuàng)造能力，要實現(xiàn)單片機課程教學過程中對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要遵循創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則，對現(xiàn)有的教學方法、模式和內(nèi)容的改變。創(chuàng)新能力培養(yǎng)的應遵循以人為本的原則、開放性原則、環(huán)境育人原則和激勵性原則。

2以人為本的教學設計

以人為本是教育發(fā)展的趨勢，其根本目的在于對于學習激情的喚醒和調(diào)動學習的積極性，最充分地激發(fā)學生的創(chuàng)造活力，最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性，激發(fā)潛能，通過合理的教學設計將以人為本原則落到實處。傳統(tǒng)的單片機教學大多是以知識點為中心進行的編排，按照章節(jié)內(nèi)容順序講授的教學設計，這一方式并未完全遵循以人為本的原則，不符合人的認知規(guī)律。應該以項目驅(qū)動的形式對現(xiàn)有的教學內(nèi)容進行重新設計，項目的設計應該分基礎理論、應用實踐和綜合設計三個階段。教學計劃如表1所示。

（1）基礎理論應該從學情分析出發(fā)，試圖以初學者的角度來編寫項目內(nèi)容，銘記大道至簡的原則。心理學研究表明思維往往是從動作開始的，切斷活動與思維的關(guān)系，思維就得不到發(fā)展，要解決理論抽象性與實踐的形象性之間的矛盾，關(guān)鍵是依靠動手操作并接合簡單的實踐因此，在基礎理論學習階段需要接合簡單的實踐項目進行訓練，在初期增強學生的學習信心，在這一階段的學習也會遇到許多“懸而未決”的問題，學生會出現(xiàn)“好奇”和“質(zhì)疑”的心態(tài)，這也正是培養(yǎng)創(chuàng)新能力所需要的驅(qū)動因素。

（2）應用實踐項目的設計應源自真實的生產(chǎn)生活中的案例，教師對于課程教學大綱以外的知識點進行技術(shù)性屏蔽，使學生只需要關(guān)注其中的一個部分或一個點，以便對指定的技能進行訓練。應用實踐項目的設計對于教師個人的綜合素質(zhì)要求較高，需要設計者具備“雙師”素質(zhì)，這一階段同時也是最關(guān)鍵的一個階段。

（3）綜合設計項目性、可行性和難度適中的原則。并鼓勵學生嘗試用不同方法實現(xiàn)項目功能，通過對比不同實現(xiàn)方法，增強師生之間的互動，加強學生之間的協(xié)作與交流，提高學生的技術(shù)應用能力，進一步激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情和成就感。

3開放式教學的模式

所謂開放式教學是指在教學中以學生為主體，從培養(yǎng)學生學習和實踐的態(tài)度、思維和能力出發(fā)，以激活學生主動地去發(fā)現(xiàn)、去想象、去探索，形成科學品質(zhì)、創(chuàng)新意識和實踐能力為目標的一種教學實踐。在充分發(fā)揮學生主體作用的基礎上，變“學知”為“知學”。如何在單片機教學中有效地實行開放，全面提高學生的學習效益，可以通過開放師生關(guān)系和開放教學過程進行實現(xiàn)。這里重點談談開放單片機教學過程的開放性，要從以教師為中心轉(zhuǎn)向以教師為主導、以學生為主體，提倡啟發(fā)式、交互式、討論式、探究式教學方法，強化學生的主體意識和作用，把學生看作是充滿活力的知識探索者和潛在的知識創(chuàng)造者，讓知識獲得的過程成為創(chuàng)造能力培養(yǎng)和創(chuàng)新人格養(yǎng)成的過程；以項目3流水燈討論單片機項目的具體實施過程。本項目通過4學時要求學生掌握CC2530GPIO口的輸出控制，其中2學時完成開發(fā)板上集成的2盞LED燈點亮、熄滅、閃爍。教師詳細講解硬件電路原理，軟件編程思想，并鼓勵學生自主修改delay（）函數(shù)改變閃爍時間，提出能否通過其他方法來改變閃爍時間的疑問，為后續(xù)項目系統(tǒng)時鐘做鋪墊。另2學時完成控制如圖1的八盞流水燈模塊：教師只提出控制要求，鼓勵學生自己識讀原理圖，找出擴展口，相互探討如何使用杜邦線連接，編寫程序使LED燈按照自己的創(chuàng)意來閃爍。

4環(huán)境育人的多維度教學模式

環(huán)境對于創(chuàng)新人才的培育和熏陶具有至關(guān)重要的作用，只有優(yōu)化人才成長的物質(zhì)與精神環(huán)境，通過建立三個維度的教育與教學模式。第一，縱向維度，即教師與學生，以教師與學生的知識傳授和學習反饋為主要手段，這在個空間上主要完成基礎理論和專業(yè)技能的培養(yǎng)，學生可以使用單片機完成如傳感數(shù)據(jù)檢測、電機控制、模數(shù)處理這些基本的操作單元，教師在學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上只能起到啟發(fā)和激發(fā)的作用。第二，垂直維度，即學生的自主學習。其主要實現(xiàn)形式是課程設計和課程大作業(yè)，在這個空間上，應該盡可能的提供更多的學習途徑，如網(wǎng)絡課堂、精品課程學習等。第三，橫向維度，即學生與學生維度，在這個空間重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力?？梢酝ㄟ^學科與專業(yè)競賽等形式進行實現(xiàn)。如今的很多大學生科技競賽賽的很多題目都與單片機系統(tǒng)結(jié)合，比如“賽百特”杯全國大學生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應用設計大賽，“恩智浦”杯全國大學生智能汽車競賽，全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽等等。

5以激勵為主的多元化考核方式

在傳統(tǒng)的筆試與機試的形式上拓展更為多元化的考核方式，采取過程性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合的方法，特別要構(gòu)建基于競賽獲獎分數(shù)置換的考核方法，對于參加全國或省級大學生電子設計競賽、全國或省級電子類職業(yè)技能大賽以及其他相關(guān)競賽并獲獎的同學，單片機課程可以根據(jù)自己意愿選擇免考，直接進行分數(shù)置換。具體置換規(guī)則可根據(jù)學生、學校的具體情況進行定制。

6結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展和軟硬件開發(fā)水平的不斷提高，單片機技術(shù)應用水平將不斷提高。單片機應用的范圍越來越廣泛，也是電子信息、自動化等專業(yè)的核心課程，因此單片機的教育教學改革非常必要。應用型本科院校良好的發(fā)展有很多因素，但是在這些因素中，我認為學生的創(chuàng)新能力的訓練是重要環(huán)節(jié)，創(chuàng)新也是學生步入社會后職業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力。

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作者簡介：劉雪花（1984—），女，湖北大冶人，廣州大學華軟軟件學院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)設計。