淺談學(xué)生創(chuàng )新實(shí)踐能力培養的單片機教學(xué)方法的改革論文
單片機從問(wèn)世以來(lái)，對于人類(lèi)的生活和社會(huì )的進(jìn)步起到了巨大的推動(dòng)作用。單片機的飛速發(fā)展也在越來(lái)越多地促進(jìn)人類(lèi)文明的進(jìn)步。對于當今接受工科高等教育的人群來(lái)說(shuō)，掌握單片機的實(shí)用技能，更好地利用單片機帶來(lái)的優(yōu)勢;掌握單片機的開(kāi)發(fā)技能，更好地設計實(shí)用產(chǎn)品;掌握單片機系統的維修維護技能，更好地發(fā)揮單片機的作用，都是必要的。
目前，單片機被廣泛地應用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，在控制系統、測試系統上發(fā)揮著(zhù)作用。如機床設備上的電子控制，能夠使勞動(dòng)生產(chǎn)率提高并保證產(chǎn)品質(zhì)量;汽車(chē)電子控制系統和電控技術(shù)的完善，也在促進(jìn)汽車(chē)的智能化、舒適化的發(fā)展;家電產(chǎn)品中的電控系統更是不可或缺的，為人類(lèi)生活質(zhì)量的提升提供了高效快捷的方法。
單片機課程是電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎主干課程，也是一門(mén)理論與實(shí)際密切結合的課程;是學(xué)生必修的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎主干課，也是一門(mén)理論與實(shí)際密切結合的課程，同時(shí)還是學(xué)生進(jìn)行完整的智能電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)必修的課程之一。學(xué)生對該課程內容掌握的程度直接影響其專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習和專(zhuān)業(yè)技能的提高，對于人才素質(zhì)的培養起著(zhù)舉足輕重的作用，因此，對于單片機課程在工科專(zhuān)業(yè)的設置是必要的;另外，對于單片機知識的了解、學(xué)習、掌握也都是必要的。這就對于單片機教學(xué)如何順利地開(kāi)展，教師教學(xué)能力的提高，學(xué)生學(xué)習程度的深化，提出了更高的要求。本文正是在實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗的基礎上，總結了近年來(lái)單片機教學(xué)的問(wèn)題和弊端，在與時(shí)俱進(jìn)的思想引導下，提出了基于學(xué)生創(chuàng )新實(shí)踐能力培養的單片機教學(xué)方法的改革思路。
一、單片機教學(xué)中存在的問(wèn)題分析
2010 年，教育部基于國務(wù)院《國家中長(cháng)期教育改革和發(fā)展規劃綱要(201—2010 年)》和《國家中長(cháng)期人才發(fā)展規劃綱要(2010—2020 年)》的相關(guān)內容，提出了卓越工程師培養計劃。該計劃的主要目標是：面向工業(yè)界、面向未來(lái)、面向世界，培養造就一大批創(chuàng )新能力強、適應經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為建設創(chuàng )新型國家、實(shí)現工業(yè)化和現代化奠定堅實(shí)的人力資源基礎，增強我國的核心競爭力和綜合國力。
筆者依據十余年的單片機教學(xué)經(jīng)驗，總結了單片機教學(xué)中存在的問(wèn)題，目的是根據存在的普遍問(wèn)題找到解決方法，更好地促進(jìn)單片機教學(xué)。
1.傳統的書(shū)本知識講解方式�，F在仍然在單片機的教學(xué)中存在單純的書(shū)本知識教授的實(shí)例。教師在課堂教學(xué)中，按部就班，照本宣科地把書(shū)本知識灌輸給學(xué)生。這種方法對于學(xué)生興趣的培養不利，單片機課程本身就是枯燥難懂的理論知識，這種講述方式不可能給學(xué)生以直接的刺激以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。有文獻指出單片機課程具有如下特點(diǎn)：實(shí)踐性強，課程本身對學(xué)生的理論基礎要求不是很高，它側重于具體技術(shù)在工程中的應用。但是這種認知也是有局限的，基礎和理論知識必不可少，只是把精力完全放在理論知識的教授與學(xué)習上，對于單片機的掌握是遠遠不夠的。
2.單片機知識的孤立講解，與前續知識的銜接困難。單片機技術(shù)是與數字電子、模擬電子、計算機基礎等理論知識密切相關(guān)的學(xué)科，孤立的講解一定是不見(jiàn)成效的，如何使前續知識可以融合于后續的單片機學(xué)習也是教學(xué)環(huán)節必須注意的問(wèn)題。
3.學(xué)生學(xué)習興趣難以保證，課堂教學(xué)質(zhì)量難以保證�；谝陨系慕虒W(xué)現狀，學(xué)生的學(xué)習狀態(tài)可想而知，完全是晦澀的知識傳授，學(xué)生不知道學(xué)到什么程度，怎么學(xué)以致用，導致學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性不高，很多學(xué)生對單片機的學(xué)習是知難而退，提不起興趣，干脆放棄。
4.單片機的實(shí)驗環(huán)節設置不足。幾個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗環(huán)節，基本上只能滿(mǎn)足演示實(shí)驗的時(shí)間要求，因此，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力培養流于形式。
5.現有考核形式的弊端，以試卷的形式考核單片機知識的掌握無(wú)疑是不恰當的。這種考核形式也是與采用傳統的教學(xué)方法的弊病之一，對于學(xué)生的考核還停留在對于知識點(diǎn)的記憶上，而忽視了單片機教學(xué)是要學(xué)以致用的宗旨。
二、單片機教學(xué)方法改革的系統化措施
注重能力培養無(wú)疑是單片機教學(xué)的重中之重，單片機課程在所有的工科專(zhuān)業(yè)課程中是最容易與實(shí)踐結合的一門(mén)課程，對于學(xué)生自主學(xué)習能力的培養，創(chuàng )新思維的鍛煉，實(shí)踐能力的拓展都具有積極的意義。關(guān)于單片機教學(xué)的幾點(diǎn)改革意見(jiàn)可以概括為：
1.從課程導入環(huán)節入手，設置實(shí)物展示與學(xué)生制作的產(chǎn)品展示環(huán)節，形象直觀(guān)地告訴學(xué)生，通過(guò)單片機課程的學(xué)習，能學(xué)到什么，通過(guò)學(xué)習可以做什么。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，學(xué)生才有可能在學(xué)習碰到困難時(shí)，正視困難，不逃避，不半途而廢。這節導入課，對于單片機這門(mén)比較特殊的課程來(lái)說(shuō)，是關(guān)鍵，是必不可少的環(huán)節。
2.克服傳統教學(xué)的弊端，做到知識講授與掌握程度的最大化。這就要求對課堂的教學(xué)時(shí)間的有效利用，教師對于教授內容的合理設計，有效地利用教學(xué)視頻，與應用仿真軟件的有效結合，豐富學(xué)習的手段，取得高效的學(xué)習收獲。
3. 學(xué)生自主學(xué)習能力培養的必要性。單片機的實(shí)際應用特征決定，對于單片機的學(xué)習不能單純局限于對課堂時(shí)間的利用，課下的消化理解，實(shí)踐動(dòng)手，都是必不可少的環(huán)節。學(xué)生要有效地利用網(wǎng)絡(luò )學(xué)習資源，對于疑難問(wèn)題尋根溯源，對于相關(guān)軟件進(jìn)行學(xué)習與操作，對于單片機開(kāi)發(fā)系統進(jìn)行實(shí)際操作，這樣才能真正地學(xué)好單片機，用好單片機。
4.依靠開(kāi)展學(xué)習興趣小組，以團隊學(xué)習的形式，鞏固課堂知識。僅憑學(xué)生吃大鍋飯喝大鍋粥，使所有學(xué)生都能夠在單片機學(xué)習中得到好成績(jì)是不現實(shí)的，特別是對于非計算機電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言。依靠學(xué)生的興趣選擇，成立針對不同目標的學(xué)習興趣小組，劃分的依據可以是以對于課程掌握要求一類(lèi)，做實(shí)際的不同產(chǎn)品設計一類(lèi)。團隊學(xué)習的形式可以實(shí)現優(yōu)勢互補，取長(cháng)弊短，促進(jìn)共同學(xué)習，小組之間也可以以實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等成果進(jìn)行交流，進(jìn)而帶動(dòng)其他學(xué)生的學(xué)習積極性。
5.對于單片機學(xué)習的教學(xué)政策支持，也是尤為關(guān)鍵的。對于電子控制技術(shù)發(fā)展在社會(huì )生活各個(gè)環(huán)節的普及，使得單片機越來(lái)越重要，工科院校的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)不僅要開(kāi)設單片機課程作為專(zhuān)業(yè)必修課，更要在實(shí)驗條件、師資上給予重視和支持，老師教得好，有方法，可以更好地引導學(xué)生。實(shí)驗條件和配套設施的.購置和使用，使學(xué)生的動(dòng)手能力得到鍛煉。學(xué)校的學(xué)生創(chuàng )新項目的立項和資助上也應該向單片機控制方向的課題傾斜，讓學(xué)生有更多的機會(huì )實(shí)現自己的創(chuàng )新思維，把idea 轉化為產(chǎn)品。鼓勵學(xué)生積極參加和參與各類(lèi)各項的單片機方面的比賽，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力將不再是紙上談兵。
三、單片機的有效學(xué)習法總結
對于有效的單片機學(xué)習方法進(jìn)行總結，具體的學(xué)習過(guò)程按照理論學(xué)習→入門(mén)→能力訓練→創(chuàng )新與實(shí)踐→產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設計→產(chǎn)品成果的過(guò)程進(jìn)行，其中理論學(xué)習與能力訓練作為基礎環(huán)節，兩者相輔相成，在同步的學(xué)習中，找到單片機的學(xué)習技巧，培養技能，從編程軟件的運用，硬件設計的環(huán)節獲得能力提升。但是，單片機的學(xué)習不會(huì )只局限于理論學(xué)習能力和虛擬軟件的應用能力，就連單片機開(kāi)發(fā)板也只能作為學(xué)習單片機的工具。對于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設計環(huán)節要求學(xué)生首先有一個(gè)創(chuàng )新思想的切入點(diǎn)，對于某個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際的設計理念，從硬件設計，到硬件系統的合理搭建，再進(jìn)行相關(guān)的軟件編程。而實(shí)現產(chǎn)品的功能，最終，進(jìn)行性能的可靠性調試，完成了單片機產(chǎn)品的設計。設計的產(chǎn)品成果可以充分體現學(xué)生的學(xué)習能力，學(xué)生的創(chuàng )新性思維，學(xué)生的實(shí)踐能力。
近幾年的教學(xué)實(shí)踐證明了從教學(xué)方法進(jìn)行改革和采用系統化的學(xué)習方法可以有效地促進(jìn)學(xué)生對于單片機學(xué)習效率的提高。學(xué)生的實(shí)際產(chǎn)品成果，包括了汽車(chē)電動(dòng)窗簾、藥丸分裝機、菌袋打孔機、自動(dòng)裝卸系統設計等。這些成果也充分證實(shí)了單片機的教學(xué)方法和學(xué)習方法的有效性，可以提高學(xué)生的學(xué)習能力，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力，使得學(xué)生更早地接觸產(chǎn)品設計，促進(jìn)了能力培養。
四、結論
對于單片機課程的掌握和良好運用無(wú)疑是一項巨大的工程，無(wú)論從教學(xué)方面而言，還是對學(xué)生的個(gè)體而言，學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的培養都被蘊含在具體的產(chǎn)品設計與開(kāi)發(fā)中。對于當代大學(xué)生實(shí)現知識體系的完善化、系統化，通過(guò)單片機課程的學(xué)習和單片機控制產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，無(wú)疑是一個(gè)好的切入點(diǎn)和有效手段。因此，今后工科學(xué)校的學(xué)生和教師不妨從單片機的學(xué)習入手，突破大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新能力培養的瓶頸。
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