創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程融合效果

時(shí)間:2022-10-14 08:52:56

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創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程融合效果

摘要:目前,我國(guó)已進(jìn)入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育4.0時(shí)代,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程教育的融合已成為必然趨勢(shì)。以單片機(jī)原理及應(yīng)用課程為例,通過(guò)梳理課程內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)、創(chuàng)新課程體系三個(gè)方面的分析,詳細(xì)闡述了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程教育深度融合的設(shè)計(jì)方法,有效提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專(zhuān)業(yè)教育的深度融合。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);專(zhuān)業(yè)課程;教學(xué)設(shè)計(jì);深度融合;單片機(jī)

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是機(jī)械電子工程、電氣自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的知識(shí)和技能,在學(xué)生未來(lái)的工作和進(jìn)一步深造中擁有舉足輕重的地位。但目前高等教育機(jī)構(gòu)多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法[1],多以課堂講述和實(shí)踐訓(xùn)練進(jìn)行課程教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,主觀(guān)能動(dòng)性較差,不能很好地開(kāi)闊學(xué)生視野,不利于提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。因此,如何在單片機(jī)課程改革中讓學(xué)生既能很好地達(dá)到知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo),又能提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,成了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程建設(shè)基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程融合的教學(xué)理念,重新梳理課程內(nèi)容,融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí),優(yōu)化課程教學(xué)活動(dòng),創(chuàng)新課程體系,構(gòu)建了一套完整的專(zhuān)創(chuàng)融合之路。在學(xué)生熟練掌握單片機(jī)基本應(yīng)用的前提下,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)業(yè)靈感,達(dá)到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專(zhuān)業(yè)課程教育的有效融合。

1創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程教育深度融合的方法

目前,許多高等教育機(jī)構(gòu)都在探索如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程教育深度融合的方法,旨在建立一個(gè)具有特色的專(zhuān)創(chuàng)融合之路[2]。本文以《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程為例,從單片機(jī)的課程內(nèi)容,教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)過(guò)程三個(gè)方面進(jìn)行分析,探索出了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程的融合之路。

1.1梳理課程內(nèi)容,融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

基于OBE教學(xué)理念組織教師團(tuán)隊(duì)趕赴相關(guān)企業(yè)考察,了解企業(yè)對(duì)單片機(jī)人才的需求,與企業(yè)工程師共同梳理課程內(nèi)容,深度挖掘單片機(jī)課程中有關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí),共同探討課程教學(xué)方案,結(jié)合課程特點(diǎn)重新制定課程教學(xué)目標(biāo)。聘請(qǐng)行業(yè)內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)專(zhuān)家開(kāi)展座談會(huì)議,與專(zhuān)家共同探討如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)業(yè)意識(shí)和提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,并制定一系列可以激發(fā)學(xué)生開(kāi)放性思維的課堂活動(dòng)。組織教師團(tuán)隊(duì)開(kāi)展教學(xué)會(huì)議,梳理單片機(jī)課程知識(shí),分析企業(yè)工程師和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專(zhuān)家意見(jiàn)和建議,在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)著重訓(xùn)練符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)(分享個(gè)人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷等),激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)業(yè)熱情。

1.2優(yōu)化教學(xué)活動(dòng),激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)

充分利用討論式、項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)式和線(xiàn)上線(xiàn)下混合式的教學(xué)方法,以學(xué)生為中心開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)[3]。1.2.1開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課堂討論在課堂上提出自動(dòng)化行業(yè)亟需解決的問(wèn)題(自動(dòng)化產(chǎn)品安全問(wèn)題、美國(guó)芯片封鎖問(wèn)題等),組織學(xué)生分組討論,并開(kāi)展辯論大賽,得出可實(shí)施性解決方案。1.2.2開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)線(xiàn)上教學(xué)活動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)課堂資源庫(kù),在線(xiàn)上課堂人臉識(shí)別技術(shù)、智能語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等單片機(jī)先進(jìn)科學(xué)知識(shí),開(kāi)闊學(xué)生視野,為學(xué)生未來(lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);“吸盤(pán)式高樓窗戶(hù)清潔裝置”“大卡車(chē)盲區(qū)識(shí)別系統(tǒng)”“智能數(shù)控劃線(xiàn)機(jī)控制系統(tǒng)”等單片機(jī)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目案例視頻,并組織學(xué)生討論,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。1.2.3開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練挑選創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目(DIY智能語(yǔ)音小車(chē)控制系統(tǒng))貫穿整個(gè)課外教學(xué)過(guò)程,使學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下可以順利完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)施流程如圖1所示。首先,帶領(lǐng)學(xué)生熟悉DIY智能語(yǔ)音小車(chē)的控制對(duì)象并制定具體控制方案。然后,要求學(xué)生統(tǒng)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)所需的輸入/輸出口數(shù)量。之后,根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和控制方案,選擇合適的單片機(jī)、電動(dòng)機(jī)和傳感器等器件。接下來(lái),要求學(xué)生分配單片機(jī)輸入/輸出口的具體功能。其后,指導(dǎo)學(xué)生搭建DIY智能語(yǔ)音小車(chē)控制電路,再要求學(xué)生編寫(xiě)并完成智能小車(chē)的控制程序,最后,完成DIY智能語(yǔ)音小車(chē)實(shí)物制作[4]。最終評(píng)選出優(yōu)秀項(xiàng)目小組,給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)。

1.3創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)深度融合

通過(guò)“上課→擴(kuò)展學(xué)習(xí)→實(shí)踐練習(xí)→學(xué)科競(jìng)賽→創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽→創(chuàng)辦企業(yè)”實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程的深度融合,使學(xué)生經(jīng)歷多個(gè)階段的學(xué)習(xí),最大程度強(qiáng)化所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí),進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在第一階段,學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過(guò)課堂學(xué)習(xí)熟練掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工作技能。在第二階段,學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)一步開(kāi)拓自我視野,掌握更深層次的單片機(jī)知識(shí)和應(yīng)用技能。在第三階段,學(xué)生需要在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地完成綜合訓(xùn)練,從而使學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐技能得到提高。在第四階段,組織學(xué)生參加大學(xué)生課外學(xué)術(shù)競(jìng)賽,從而使學(xué)生所學(xué)知識(shí)與技能的運(yùn)用能力得到進(jìn)一步提高。在第五階段,組織優(yōu)秀學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一生產(chǎn)力,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),提高自主創(chuàng)新能力。在第六階段,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)辦與學(xué)科相關(guān)的企業(yè),引導(dǎo)學(xué)生走上創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的道路,使學(xué)生通過(guò)所學(xué)知識(shí)引領(lǐng)世界潮流,為中華民族的科技發(fā)展而努力奮斗。圖2為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程深度融合實(shí)施流程,下面以定時(shí)/計(jì)數(shù)器為案例闡述實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程深度融合實(shí)施的具體方法。圖2創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程深度融合實(shí)施流程1.3.1篩選課程內(nèi)容,講解課程知識(shí)在完成大綱要求教學(xué)工作的前提下,篩選出課程內(nèi)容中關(guān)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí)點(diǎn),并對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行著重訓(xùn)練。知識(shí)點(diǎn)的選取既要符合課程教學(xué)的要求,又要滿(mǎn)足學(xué)生在未來(lái)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中的需求。定時(shí)/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)課程中必須熟練掌握的重要知識(shí),也是課程考核的重中之重。定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能在日常生活中應(yīng)用非常廣泛,而且在“電阻焊機(jī)的保壓時(shí)間”“機(jī)器人的姿態(tài)控制”以及“消除瞬時(shí)干擾”等應(yīng)用場(chǎng)合也非常重要,很適合作為一個(gè)專(zhuān)創(chuàng)融合的知識(shí)點(diǎn)。篩選出專(zhuān)創(chuàng)融合知識(shí)點(diǎn)后,通過(guò)線(xiàn)下課堂講解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理、TCON和TMOD兩個(gè)控制寄存器的基本知識(shí),并使用Keil編程軟件和Proteus仿真軟件講解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的編程方法,完成課堂教學(xué)內(nèi)容。1.3.2擴(kuò)展學(xué)習(xí)課程內(nèi)容完成課堂教學(xué)內(nèi)容后,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)定時(shí)/計(jì)數(shù)器符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí),延伸出“基于PWM的舵機(jī)角度控制”。舵機(jī)角度控制在遙控汽車(chē)和遙控飛機(jī)等領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用,其通過(guò)不斷調(diào)節(jié)PWM的占空比,從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)角度的連續(xù)變化。要求學(xué)生在線(xiàn)上課堂學(xué)習(xí)PWM的基本原理及應(yīng)用,線(xiàn)上作業(yè),要求學(xué)生完成舵機(jī)角度控制的程序編寫(xiě)和線(xiàn)上仿真。學(xué)生在學(xué)習(xí)舵機(jī)角度控制的過(guò)程中可以進(jìn)一步開(kāi)闊視野,更深層次的掌握單片機(jī)知識(shí)和技能。1.3.3練習(xí)機(jī)器人姿態(tài)控制通過(guò)機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人不同的姿態(tài)變化,而機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)都是通過(guò)控制舵機(jī)角度的不斷變化實(shí)現(xiàn)的。因此,機(jī)器人姿態(tài)控制是舵機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。練習(xí)機(jī)器人姿態(tài)控制可以鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力,深化課堂所學(xué)知識(shí),達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)效果。具體實(shí)施步驟如下:首先,教師在實(shí)訓(xùn)中心講解機(jī)器人姿態(tài)控制的理論知識(shí),復(fù)習(xí)PWM脈寬調(diào)制波的內(nèi)容。然后,教師通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示機(jī)器人姿態(tài)控制,讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人姿態(tài)控制有一定的感性認(rèn)識(shí)。之后,學(xué)生自由組合為三人一組,完成機(jī)器人姿態(tài)控制的練習(xí),觀(guān)察學(xué)生在遇到有代表性的問(wèn)題時(shí),學(xué)生可以暫時(shí)中止練習(xí),聽(tīng)教師對(duì)相關(guān)問(wèn)題講解。當(dāng)學(xué)生全部完成練習(xí)后,組織學(xué)生提出練習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題,由學(xué)生自主討論如何解決,遇到學(xué)生無(wú)法自主解決的問(wèn)題時(shí),再由教師進(jìn)行講解。1.3.4帶領(lǐng)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽在上述教學(xué)過(guò)程中學(xué)生已經(jīng)掌握單片機(jī)課程知識(shí),并具備了較好的動(dòng)手能力。然后,由教師機(jī)器人比賽項(xiàng)目,學(xué)生獨(dú)立完成機(jī)器人控制方案的制定、控制電路的搭建、控制程序的編寫(xiě)以及機(jī)器人實(shí)物的制作。之后,由教師帶領(lǐng)學(xué)生參加“中國(guó)工程機(jī)器人大賽暨國(guó)際公開(kāi)賽(見(jiàn)圖3)”“中國(guó)服務(wù)機(jī)器人大賽”等單片機(jī)控制類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽。通過(guò)參加機(jī)器人大賽使學(xué)生擁有扎實(shí)的理論知識(shí)和過(guò)硬的技能運(yùn)用能力。1.3.5帶領(lǐng)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽在學(xué)生能夠熟練運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí),擁有過(guò)硬的動(dòng)手能力,并可以自主完成單片機(jī)項(xiàng)目時(shí),教師團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”“ICAN”和“玉洛匯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成市場(chǎng)調(diào)研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目申報(bào)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目規(guī)劃和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)等內(nèi)容。讓學(xué)生提前面對(duì)未來(lái)可能遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn),提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[5]。學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲獎(jiǎng)證書(shū)見(jiàn)圖4。1.3.6指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)辦企業(yè)向?qū)W生展示歷屆學(xué)長(zhǎng)創(chuàng)辦的企業(yè),例如:神州機(jī)器人有限公司等,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)業(yè)熱情,對(duì)有意愿的學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)業(yè)指導(dǎo),提供公司選址、公司注冊(cè)以及資金等方面的幫助,引導(dǎo)學(xué)生走上創(chuàng)業(yè)道路。

2創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專(zhuān)業(yè)課程融合之路在單片機(jī)課程中的教學(xué)效果

洛陽(yáng)理工學(xué)院的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程從2018年開(kāi)始采用專(zhuān)創(chuàng)融合的教學(xué)模式,以2018級(jí)、2019級(jí)和2020級(jí)機(jī)械電子工程和機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)15個(gè)班級(jí)450名學(xué)生為例,分析專(zhuān)創(chuàng)融合課程教學(xué)設(shè)計(jì)方法在單片機(jī)課程中的教學(xué)效果。單片機(jī)課堂采用專(zhuān)創(chuàng)融合教學(xué)設(shè)計(jì)方法的三年內(nèi),學(xué)生對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)積極性增強(qiáng),對(duì)理論知識(shí)的掌握更加牢靠,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力大幅提升。近三年,學(xué)生參加“中國(guó)工程機(jī)器人大賽”“中國(guó)服務(wù)機(jī)器人大賽”及“挑戰(zhàn)杯”等學(xué)科競(jìng)賽,獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)44項(xiàng);參加“互聯(lián)網(wǎng)+”“I-CAN”和“創(chuàng)青春”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)大賽,獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)32項(xiàng),還有一個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)獲得洛陽(yáng)市“玉洛匯”項(xiàng)目10萬(wàn)元?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)費(fèi)支持。近幾年,學(xué)生已在洛陽(yáng)理工學(xué)院大學(xué)科技園創(chuàng)辦公司5家,其中2家已實(shí)現(xiàn)盈利。

3結(jié)語(yǔ)

本文以洛陽(yáng)理工學(xué)院《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程為例,探索出了專(zhuān)創(chuàng)融合課程的教學(xué)設(shè)計(jì)方法。任課教師與企業(yè)專(zhuān)家共同梳理課程內(nèi)容,篩選出符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí)點(diǎn),融入課程教學(xué),并著重訓(xùn)練符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的知識(shí)點(diǎn);優(yōu)化了課堂教學(xué)活動(dòng),開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課堂討論和線(xiàn)上教學(xué)活動(dòng),并開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練,以此激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;并創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)“上課→擴(kuò)展學(xué)習(xí)→實(shí)踐練習(xí)→學(xué)科競(jìng)賽→創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽→創(chuàng)辦企業(yè)”的專(zhuān)創(chuàng)融合教學(xué)體系。專(zhuān)創(chuàng)融合課程教學(xué)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用使學(xué)生既擁有過(guò)硬的理論知識(shí)和技能運(yùn)用能力,又大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

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作者:楊海軍 趙世星 單位:洛陽(yáng)理工學(xué)院