施凱 徐培鳳 孫宇新 刁小燕

摘要：單片機與嵌入式系統(tǒng)是電類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課，同時也是工科其他非電類專業(yè)的一門專業(yè)選修課，在許多專業(yè)的工程教育認證標準都被列為一個重要考察指標。針對專業(yè)認證的要求，并結合該課程的特點，提出通識、特色和工程教育相結合的課程教學新體系，進一步提高該實踐類課程教學的教學水平和教學效果，以滿足各專業(yè)工程教育認證的要求。

關鍵詞：專業(yè)認證；單片機與嵌入式系統(tǒng)；教學改革

0、引言

參照英、美等《華盛頓協(xié)議》成員國的通用做法[1]，我國于2005年10月正式成立中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會，該協(xié)會由工程教育相關的機構和個人組成的全國性社會團體，主要負責我國工程教育認證工作的組織實施，由教育部主管，是中國科協(xié)的團體會員[2]。通過開展工程教育專業(yè)認證，提高我國工程教育質量，為工程教育改革和發(fā)展服務，為工程教育適應政府、行業(yè)和社會需求服務，為提升中國工程教育國際競爭力服務。協(xié)會建立了國際實質等效的工程教育認證體系，認證工作得到了國際社會的廣泛認可。2016年6月，我國正式加入國際上最具影響力的工程教育學位互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》，通過認證協(xié)會認證的工程專業(yè)，畢業(yè)生學位得到《華盛頓協(xié)議》其他組織的認可，極大地提高了我國工程教育的國際影響力[3]。

近年來，工程教育專業(yè)認證已在我國逐步發(fā)展起來，針對專業(yè)認證的要求，各高校均實行了不同程度的專業(yè)改革、教學計劃改革和課程改革。單片機與嵌入式系統(tǒng)課程是一門電類專業(yè)的必修專業(yè)基礎課，同時也是汽車、機電等其他非電類工科專業(yè)的選修專業(yè)基礎課，它在許多專業(yè)的工程教育專業(yè)認證標準中都被列為一個重要考察指標。這門課程屬于理論知識和實踐能力并重的一門課程，對于電類專業(yè)而言實踐教學比重更大。

單片機與嵌入式系統(tǒng)課程內容涉及知識包括單片機的基礎知識、嵌入式系統(tǒng)的硬件設計和軟件編寫知識等多方面，屬于多課程知識的交叉融合、應用和實踐為一體的產物。學生需要在掌握計算機組成原理、匯編語言和C語言程序設計等多門課程知識的基礎上，面向實踐和應用能力的學習和拓展，難度較大。此外，經過多年的發(fā)展，各學校之間的課程體系不同、學生程度各異、教材風格和內容差別等，也造成了這門課程教學成為了一個比較難以統(tǒng)一的難題。如何在課堂教學、實踐教學、教學手段和方法、教學評價體系等方面找到一個平衡點，促進和提高教學效果，同時又符合各專業(yè)的工程教育專業(yè)認證要求，值得我們去深入思考和探索。

1、課程教學中存在的問題

1.1教材的使用

本課程的相關教材和內容大多偏重于理論和單片機內部結構的介紹，對于單片機與實際結合的應用介紹較少，尤其是案例分析更是缺少，甚至不做任何介紹。此外，教材內容大多滯后于我們現(xiàn)在的電子技術和工業(yè)發(fā)展，未體現(xiàn)出單片機技術在我國工業(yè)生產和應用領域已得到廣泛使用的現(xiàn)狀。

1.2教學方法

針對教材內容使用PPT講解，缺乏具體的案例上學生自己動手，邊學邊做，造成學生在學習時對單片機與嵌入式系統(tǒng)的使用及實際應用開發(fā)等問題無從下手。即便課堂教學的PPT中使用了一定數(shù)量的案例，也與實際應用嚴重脫節(jié)，缺乏應用自己所學知識處理實際問題的思路和想法，還停留在照本宣科的狀態(tài)，無法達到一門實踐性較強的專業(yè)基礎課程的教學目的。

1.3教學手段

課堂教學以老師講學生聽為主，案例分析時學生始終在跟蹤老師的思路和步伐，師生之間沒有形成良好的互動和溝通，不能調動學生學習的積極性，造成實踐性環(huán)節(jié)學生無法達到理想的學習效果。

1.4成績評價

對學生的成績評價仍然以考試+平時+實驗成績加權評價為主，缺乏對學生的全面學習成績的評價手段或體系。

2、課程改革與探索

2.1輔助教學材料編寫

目前的教材內容普遍滯后于實際，需針對此現(xiàn)狀補充目前的前沿知識，基于地區(qū)發(fā)展與專業(yè)所在行業(yè)發(fā)展，與教材相結合；此外，教材的內容過于寬泛和理論化，聯(lián)系實際不夠，應定期更新單片機與實際應用結合的案例，多開展案例教學，以提高教材的實用性和可讀性。

2.2教學方法變革

（1）教學中多注重書本知識和實際應用相結合。為了讓學生學習單片機與嵌入式系統(tǒng)這門課程時不覺得所學知識過于理論和空洞，多加入學生感興趣的案例，以鮮活的案例出發(fā)，將理論知識與實際應用結合一起，不僅可以增加學生對課程的喜歡度，還能激發(fā)他們的積極性，提高學習效果。（2）將理論課與實踐課相結合?？梢詫⒍〞r器/計數(shù)器、串口通訊等部分課程教學內容放到實踐課中講授，讓學生在自己動手的過程中領悟理論知識的重要性，同時又能提高學生對理論知識應用于實踐的認識，便于在課后自己自學和拓展課程的學習。（3）將科研的基礎內容引入到教學中。針對電氣工程和控制工程等領域對于單片機與嵌入式系統(tǒng)課程密切相關的科研領域，舉例說明在解決高深、前沿的科學研究時，該課程能夠扮演重要角色，不僅可以加深學生對課程重要性的認識，也能促動學生迫切學好課程知識，以便后期投入科研和生產中去。（4）提高電子競賽或者專題競賽與課程教學的關聯(lián)度。讓學生在學習中形成比較和競爭，培養(yǎng)他們的好勝心和動手熱情，豐富學習環(huán)境和氛圍，這也是對培養(yǎng)和選拔各專業(yè)參加各種競賽提供了一個很好的途徑。

2.3教學手段豐富

改變目前單一的采用多媒體教室+PPT的教學手段模式，增加視頻案例、實踐課與部分課堂教學合并統(tǒng)一、特殊的教具等多種模式的教學手段，不僅能夠增加學生的新鮮感，增大課程教學的信息量，還能豐富老師的教學思維，全方位的提高教學效果。針對課堂教學用的多媒體課件，應多補充與實際應用密切相關的案例，增加與科研、競賽、未來工作就業(yè)環(huán)境中與本課程密切相關的產業(yè)或領域等方面的相關知識，豐富多媒體課件的內容。此外，還可以引進雨課堂等智慧教學方案，使得課堂教學更加立體和便捷。

2.4成績評價改進

基于學生的課堂學習、實踐學習和課外實踐，建立多方面相結合的一套完備的成績評價體系。針對課堂學習，更多注重基礎知識的考核，以及對基礎知識應用能力的考察，因此應該多加入應用案例，增加系統(tǒng)設計和嵌入式技術開發(fā)的內容，體現(xiàn)出課程的特點和發(fā)展趨勢。針對實踐學習，應該完全摒棄以報告和出勤率為依據的考核和評價模式，應該能體現(xiàn)出實踐主動性和實踐質量的區(qū)分，按照多題目、多方案的形式，根據難易程度和學生的思路及解決方案，給出相應的實踐學習成績，既公平公正，又能體現(xiàn)可行性和先進性。針對課外實踐類，可以適當加入較少比例的加分環(huán)節(jié)，鼓勵學生在掌握課堂知識的同時，走出課堂，針對單片機與嵌入式系統(tǒng)這類實踐性較強的課程，體現(xiàn)實踐能力在課程考核中的重要性，讓學生能夠真正的學到知識、學會知識和掌握知識。

3、結語

針對工程教育專業(yè)認證需求，通過對“單片機與嵌入式系統(tǒng)”課程的改革，將該課程的教材編寫、教學內容、教學方法、教學手段與課程實踐性較強的特性緊密結合，提出更科學、更合理、更有發(fā)展前景的課程教學改革方法。通過教材內容補充或者改編、完善教學內容、增加實踐教學、將課程教學和科研相結合、豐富教學手段、以及建立一套完備的成績評價和考核體系，可以不斷完善該課程的教學，提升學生的興趣和能力，滿足工程教育的培養(yǎng)要求。當然，這門課程屬于多專業(yè)的交叉課程，各專業(yè)應該根據自己專業(yè)的特色和特殊性，專門定制一些特殊的教學改革方法，以豐富該門課程的教學改革和思路，最終達到開展該門課程的教學目的，提高學生的學習能力和學習效果，為國家培養(yǎng)高質量的工程專業(yè)人才。

參考文獻：

[1]蔣復量，李向陽，譚凱旋.專業(yè)認證背景下的安全工程專業(yè)特色教育研究與實踐[J].中國安全科學學報，2010，20（1）：12-18.

[2]中國工程教育認證協(xié)會.中國工程教育認證單位[EB/OL].http：//ceeaa.heec.edu.cn/result_search.php.

[3]周凌波，王芮.從《華盛頓協(xié)議》談工程教育專業(yè)建設[J].高等工程教育研究，2014（4）：6-14.