導(dǎo)語：學(xué)生科技競賽促進(jìn)單片機(jī)課程改革研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:單片機(jī)是一門理論與實(shí)踐充分結(jié)合的課程，其中融合了電子、計(jì)算機(jī)、傳感器和自動(dòng)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的時(shí)候普遍反映課程難度大、知識(shí)點(diǎn)多、理解困難等諸多問題，為此提出了以學(xué)生科技競賽促進(jìn)單片機(jī)課程改革的全新教學(xué)模式，突出科技競賽對(duì)本科生課程學(xué)習(xí)和知識(shí)掌握的引領(lǐng)作用。

關(guān)鍵詞:單片機(jī);課程改革;學(xué)生科技競賽

一、緒論

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和信息化時(shí)代的到來，智能制造、工業(yè)4．0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主流，在這樣大的背景下單片機(jī)技術(shù)以其體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉、可靠性和可拓展性好受到了人們的廣泛關(guān)注和重視［1］。但是單片機(jī)包含了硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、通訊接口、AD及DA轉(zhuǎn)換等眾多基本知識(shí)點(diǎn)，這對(duì)學(xué)生在理論學(xué)習(xí)上提出了很高的要求，容易導(dǎo)致一知半解的現(xiàn)象。學(xué)生科技競賽作為高校本科生實(shí)踐創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的重要手段，對(duì)學(xué)生的成長成才具有重要的促進(jìn)和引導(dǎo)作用。因此，以“學(xué)以致用”為目標(biāo)，以學(xué)生科技競賽中遇到的實(shí)踐問題為基本出發(fā)點(diǎn)，突出“實(shí)踐”環(huán)節(jié)，以整體方案設(shè)計(jì)和軟硬件訓(xùn)練相結(jié)合的方式，針對(duì)單片機(jī)課程改革中的典型環(huán)節(jié)開展實(shí)踐研究，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、產(chǎn)生知識(shí)的能力。

二、目前單片機(jī)教學(xué)存在的問題

(一)理論描述抽象，缺乏對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)把握。“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程是一門職業(yè)能力基礎(chǔ)課程，但是卻有很強(qiáng)的理論性。大多高校的單片機(jī)課程以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線，按照教科書的章節(jié)排列順序，針對(duì)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等理論知識(shí)進(jìn)行著重而詳細(xì)的講解［2］。對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外設(shè)的應(yīng)用部分一筆帶過，而最重要的單片機(jī)基本電路、軟硬件綜合運(yùn)用等偏向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分卻很少涉及。雖然按照此順序教學(xué)有利于夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)理論，但是這些課程大多偏重理論體系完備性，略顯抽象，要學(xué)生憑借自己的想象來理解單片機(jī)的工作原理不太現(xiàn)實(shí)。此外，學(xué)生因形式化教學(xué)導(dǎo)致知識(shí)比較零散、沒有建立與模電、數(shù)電等先修課程的聯(lián)系，知識(shí)體系不完備，學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)也無法全面地了解單片機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生無法用單片機(jī)解決實(shí)際問題，阻礙了學(xué)生在實(shí)際系統(tǒng)與抽象的理論方法之間建立自然聯(lián)系，以及系統(tǒng)分析解決實(shí)際問題能力的提高。(二)重理論、輕實(shí)踐，缺乏有效的實(shí)踐方式。因教學(xué)課時(shí)的限制，很多教師在進(jìn)行單片機(jī)知識(shí)教學(xué)的時(shí)候，過于強(qiáng)調(diào)理論課程講述，壓縮了實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)，而單片機(jī)的實(shí)踐正是其一大特色，如果只展開理論知識(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)生根本沒有辦法充分認(rèn)識(shí)到這些晦澀難慬的知識(shí)實(shí)現(xiàn)過程，知其然而不知其所以然，久而久之，他們的學(xué)習(xí)興趣會(huì)變得越來越低，最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)也只是為了通過考試。雖然很多高校也開設(shè)了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，但這些課程往往以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書步驟就能完成，完成實(shí)驗(yàn)時(shí)連最基本的單片機(jī)電路都不了解。學(xué)生在試驗(yàn)過程中根本不需要?jiǎng)幽X思考為什么要這樣操作，學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)遇到的問題，大多是軟件編程的問題，割裂了單片機(jī)工作過程中的軟硬結(jié)合的特點(diǎn)，使做實(shí)驗(yàn)變成生搬硬套的完成任務(wù)［3］。長此以往，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完這門課程后仍然不了解單片機(jī)設(shè)計(jì)要領(lǐng)，更不能運(yùn)用單片機(jī)解決實(shí)際的工程問題。(三)課程考核失衡，缺乏合理的考核機(jī)制。當(dāng)前大部分院校在進(jìn)行單片機(jī)課程考核的時(shí)候，所采用的評(píng)價(jià)考核的主要手段依舊是閉卷考試［4］，試卷上的內(nèi)容偏向于基本概念，題目大多需要記憶，學(xué)生考前突擊也能取得不錯(cuò)的成績。對(duì)教師的考核則是查看是否完成了足量甚至超量的備課、作業(yè)、筆記、教學(xué)評(píng)價(jià)等內(nèi)容，而沒有將學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力這一重要指標(biāo)納入教師教學(xué)成果評(píng)價(jià)體系中。這種落后的評(píng)價(jià)考核方法擁有極大的局限性，為了獲得更好的成績，學(xué)生不得不進(jìn)行各種理論以及公式知識(shí)的死記硬背，而且還會(huì)很快遺忘，根本沒有辦法體現(xiàn)出學(xué)生的真實(shí)水平，學(xué)生也很難理解運(yùn)用。對(duì)于教師而言，學(xué)生學(xué)習(xí)成果無法對(duì)教師形成正向反饋，教好教壞一個(gè)樣，缺乏結(jié)合最新科技寓教于樂的動(dòng)力。

三、學(xué)生科技競賽對(duì)單片機(jī)課程改革的促進(jìn)手段

(一)結(jié)合教學(xué)大綱和科技競賽的要求，促進(jìn)課程內(nèi)容的調(diào)整和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。針對(duì)單片機(jī)教學(xué)課程存在的諸多不足，對(duì)培養(yǎng)方案予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在滿足教學(xué)大綱要求的同時(shí)，對(duì)教材進(jìn)行相應(yīng)刪減，對(duì)于深?yuàn)W的理論的內(nèi)容進(jìn)行刪除，增加一些在科技競賽中應(yīng)用比較廣泛的實(shí)際案例和最新的單片機(jī)理論知識(shí)。在理論教學(xué)模式的改革中，建立以具體項(xiàng)目為教學(xué)主線，通過有趣的實(shí)例引出問題，帶著問題學(xué)習(xí)理論內(nèi)容。在課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，根據(jù)任務(wù)教學(xué)需要，將單片機(jī)“基于斷電保護(hù)的智能門禁系統(tǒng)”“基于單片機(jī)控制的快遞紙箱包裝機(jī)”“基于單片機(jī)的智能排風(fēng)扇”等國家級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目作為教學(xué)案例開展案例教學(xué)。通過案例教學(xué)，把分散知識(shí)點(diǎn)通過合適的邏輯關(guān)系整合到一起，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析問題的能力。(二)以參與競賽為依托，促進(jìn)教師和學(xué)生的良性互動(dòng)?！耙再惔賹W(xué)”，通過組織學(xué)生利用單片機(jī)參加學(xué)科競賽培養(yǎng)學(xué)生的興趣，提高老師的教學(xué)能力。一方面，學(xué)生在參賽的過程中了解自己知識(shí)漏洞，激勵(lì)自己及時(shí)鞏固課內(nèi)內(nèi)容，完善知識(shí)體系。另一方面，開展學(xué)科競賽也是推動(dòng)教師教育觀念的轉(zhuǎn)變和教學(xué)方法的革新方式之一。教師在教學(xué)過程中，對(duì)因材施教、師生互動(dòng)的教學(xué)理念有更深的體會(huì)，并嘗試使用各種靈活而有效的教學(xué)方法。例如:根據(jù)競賽要求讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)，讓學(xué)生自己來講授單片機(jī)學(xué)習(xí)心得，培養(yǎng)學(xué)生和教師的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，在兩者間形成相輔相成的良性循環(huán)。此外，比賽成果聚集了學(xué)?？蒲袑?shí)驗(yàn)資源、導(dǎo)師智慧、學(xué)生創(chuàng)新能力，是三者風(fēng)采展示的舞臺(tái)。(三)以科技競賽結(jié)果和教學(xué)滿意率為達(dá)成度，促進(jìn)課程評(píng)價(jià)體系的轉(zhuǎn)變。引入競賽學(xué)分制和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。學(xué)生通過參與競賽并取得成績可以申請(qǐng)創(chuàng)新學(xué)分來換取相應(yīng)的選修課學(xué)分、獎(jiǎng)金、獎(jiǎng)狀以及各類榮譽(yù)評(píng)選資格，逐漸減輕理論考試的比重，加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的成績比例。將指導(dǎo)學(xué)生競賽成果高低作為教師教學(xué)成果考核的一部分，把考核重心轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)上，以教學(xué)滿意率為達(dá)成度，動(dòng)態(tài)調(diào)整教師教學(xué)工作量、獎(jiǎng)金等評(píng)比指標(biāo)。相較于其他課程，這種考驗(yàn)學(xué)生實(shí)踐能力、合作精神，考驗(yàn)教師教學(xué)能力、競爭意識(shí)的“實(shí)戰(zhàn)”課程更易引起學(xué)生和教師的興趣與積極性。在這個(gè)過程中學(xué)生的綜合應(yīng)用能力也得到了提升，教師的教學(xué)水平也不斷的提高。

四、結(jié)語

單片機(jī)是一門兼具理論性和實(shí)踐性的課程，解決實(shí)際問題是其主要宗旨，而“以賽促學(xué)，以賽促改”恰是解決實(shí)際問題的一種有益嘗試。一方面，參加科技競賽是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、解決實(shí)際工程問題的有效方式;另一方面，指導(dǎo)科技競賽是激勵(lì)教師全面提高授課水平、了解學(xué)生課程訴求的良好手段。

參考文獻(xiàn):

［1］劉大偉．AT89C51單片機(jī)的微控制測試器開發(fā)［J］．無線互聯(lián)科技，2012(12):113．

［2］李敏．從電子競賽看三本院校單片機(jī)課程改革［J］．電子世界，2014(16):287-288．

［3］高明亮．基于全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽探究單片機(jī)教學(xué)模式的改革［J］．信息系統(tǒng)工程，2012(4):151-152．

［4］莫秀英．從電子設(shè)計(jì)競賽探討單片機(jī)教學(xué)改革［J］．文藝生活•下旬刊，2018，(5):199-200．

作者:郭媛 易燦燦 單位:武漢科技大學(xué)