馮 毅

（安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603）

單片機(jī)技能競(jìng)賽指導(dǎo)的探索與思考

馮 毅

（安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603）

文章通過對(duì)指導(dǎo)學(xué)生參加單片機(jī)類競(jìng)賽的實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)改革、工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目導(dǎo)向等問題進(jìn)行反思，力圖以賽促改、以賽促學(xué)，以賽促練，使單片機(jī)教學(xué)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

高職教育；單片機(jī)；技能競(jìng)賽

當(dāng)代社會(huì)，單片機(jī)以其優(yōu)良的性價(jià)比、嵌入性，廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制、消費(fèi)產(chǎn)品、汽車、智能儀器儀表和通信等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣泛。因此，單片機(jī)課程也成為高職院校電子、機(jī)電、自動(dòng)化、測(cè)控、通信等許多工科專業(yè)的核心課程。積極鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生單片機(jī)類技能競(jìng)賽，通過項(xiàng)目引領(lǐng)、工學(xué)結(jié)合、提高興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，不失為帶動(dòng)單片機(jī)課程教學(xué)改革的一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)。

我院的實(shí)踐證明,各類大學(xué)生單片機(jī)技能競(jìng)賽，不僅使學(xué)生在平時(shí)競(jìng)賽培訓(xùn)和實(shí)踐中拓寬視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力和就業(yè)能力，而且在潛移默化中不斷培養(yǎng)和提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力等。大學(xué)生單片機(jī)類競(jìng)賽，為我們提供了一個(gè)深化單片機(jī)課程教學(xué)改革，培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)與能力以適應(yīng)社會(huì)需要的契機(jī)。

1 參加單片機(jī)競(jìng)賽的作用

1.1 競(jìng)賽培養(yǎng)興趣和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，拓寬視野、激勵(lì)學(xué)生

單片機(jī)課程學(xué)時(shí)短、涉及學(xué)科多、學(xué)生學(xué)習(xí)困難，通過在大學(xué)生單片機(jī)類競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)施過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，就顯得尤為重要。在競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)施前，帶領(lǐng)學(xué)生參觀單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用情況，拓展學(xué)生視野，同時(shí)帶學(xué)生參觀優(yōu)秀學(xué)生的單片機(jī)成果、各類獲獎(jiǎng)證明及他們?cè)诠ぷ鲘徫粌?yōu)秀成就，給學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣和要達(dá)到的目標(biāo)，以此作為動(dòng)力來激勵(lì)自我，增強(qiáng)他們的自我學(xué)習(xí)和應(yīng)用意識(shí)，提高他們將計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)學(xué)建模、電子、機(jī)械等相關(guān)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，解決競(jìng)賽問題的能力，進(jìn)而在不斷實(shí)踐中，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)與合作精神，進(jìn)一步拓寬今后自我發(fā)展的空間[1]。如圖1所示參加溫度控制器制作競(jìng)賽的電路圖，該系統(tǒng)涉及多個(gè)學(xué)科，要求學(xué)生具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，分工協(xié)作、主動(dòng)學(xué)習(xí)，在日常集訓(xùn)和競(jìng)賽中不斷鍛煉和提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

圖1 溫度控制器電路圖

1.2 競(jìng)賽引導(dǎo)，項(xiàng)目載體，提高綜合技能

高職院校單片機(jī)教學(xué)，一般按照學(xué)科體系的課本流程或者教師安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目流程，演示性、驗(yàn)證性地一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)實(shí)驗(yàn)地展開學(xué)習(xí)，缺乏系統(tǒng)性、完整性。參與大學(xué)生單片機(jī)技能競(jìng)賽,讓學(xué)生至始至終、從頭到尾，完整地參與一個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)，這對(duì)于鍛煉學(xué)生自學(xué)能力和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性、單片機(jī)應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)與能力，效果顯著，從而使學(xué)生的單片機(jī)設(shè)計(jì)和應(yīng)用水平達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。如圖2所示參加智能機(jī)器人應(yīng)用設(shè)計(jì)競(jìng)賽的控制圖，該系統(tǒng)通過機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目為載體，涉及電子、機(jī)械、軟硬件、自動(dòng)控制等領(lǐng)域，要求學(xué)生具備全方位視野，能系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，綜合分析各方面的問題，權(quán)衡利弊，力爭(zhēng)達(dá)到系統(tǒng)的高可靠性，高穩(wěn)定性。

圖2 智能機(jī)器人系統(tǒng)控制圖

1.3 競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)改革，展示學(xué)院風(fēng)采

通過參加技能大賽，克服了傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)模式中只注重理論知識(shí)傳播，而忽略實(shí)際應(yīng)用的弊端，加快校企合作、工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式和單片機(jī)課程改革與創(chuàng)新的步伐，進(jìn)一步落實(shí)推動(dòng)高校課程建設(shè)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)，探索培養(yǎng)企業(yè)需要的單片機(jī)技術(shù)使用、維護(hù)、維修的高素質(zhì)技能型人才新途徑、新方法，引導(dǎo)高職院校關(guān)注行業(yè)在“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”方面的發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)的應(yīng)用；展示高職院校在信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域的教學(xué)改革與實(shí)踐成果，普及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)；促進(jìn)高職院校間相關(guān)專業(yè)教學(xué)改革成果交流，促進(jìn)單片機(jī)技術(shù)綜合應(yīng)用高技能人才的培養(yǎng)[2]。

2 競(jìng)賽探索與思考

通過多次帶隊(duì)參加大學(xué)生單片機(jī)技能競(jìng)賽的實(shí)踐與探索，筆者認(rèn)為，工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中不斷提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力，從而滿足社會(huì)需求，是當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)改革發(fā)展方向之一。

2.1 參賽理念形成和單片機(jī)課程改革

2.1.1 單片機(jī)技能競(jìng)賽與教學(xué)改革相結(jié)合 以大學(xué)生單片機(jī)類技能競(jìng)賽為平臺(tái)，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)高技能人才的需求，通過學(xué)生、教師、企業(yè)科技人才組成競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)，共同學(xué)習(xí)，邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，從而以賽促改、以賽促學(xué)、以賽促練，推進(jìn)工學(xué)結(jié)合的單片機(jī)課程改革。如圖3所示參加智能機(jī)器人循跡和搬運(yùn)材料競(jìng)賽。學(xué)生通過光電循跡看誰跑得有穩(wěn)又快；通過機(jī)械手與小車密切配合，看誰抓取物件又準(zhǔn)又快，在做中學(xué)，學(xué)中做，在項(xiàng)目實(shí)踐中逐步完成單片機(jī)教學(xué)。

圖3 智能機(jī)器人外觀圖及主要的構(gòu)成部件表

2.1.2 學(xué)校與企業(yè)、理論與實(shí)踐相結(jié)合

通過單片機(jī)技能競(jìng)賽實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)不同基礎(chǔ)、不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生根據(jù)其能力，階梯式參與到技能競(jìng)賽實(shí)踐中；同時(shí)，由于讓企業(yè)指導(dǎo)并實(shí)質(zhì)性參與競(jìng)賽項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，企業(yè)以其雄厚的技術(shù)資金支持和緊跟社會(huì)發(fā)展需要的步伐，從而能夠?yàn)橘N近行業(yè)需求設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)踐，提供全面的技術(shù)支持和全方位的保障，突出單片機(jī)先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，重視經(jīng)濟(jì)因素、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、社會(huì)責(zé)任與服務(wù)意識(shí)，進(jìn)而在競(jìng)賽實(shí)踐過程中，不斷磨煉學(xué)生，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，在共同進(jìn)步中提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，深度推進(jìn)工學(xué)結(jié)合、校企合作[3]。

2.2 參賽梯隊(duì)建設(shè)

以往參加單片機(jī)技能大賽，高職院校在梯隊(duì)建設(shè)方面存在嚴(yán)重問題，每年都出現(xiàn)技術(shù)脫節(jié)的現(xiàn)象，高年級(jí)同學(xué)一旦畢業(yè)，低年級(jí)的幾乎又是從零開始，團(tuán)隊(duì)之間的學(xué)習(xí)合作也比較缺乏。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和協(xié)作能力，可以組建一支具有梯隊(duì)培養(yǎng)計(jì)劃的單片機(jī)參賽隊(duì)伍，采用基礎(chǔ)培訓(xùn)，層次性階段性培養(yǎng)，把技術(shù)和團(tuán)隊(duì)逐步培養(yǎng)出來。

因此，在單片機(jī)技能競(jìng)賽實(shí)踐中，為了加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，引導(dǎo)高年級(jí)學(xué)生主動(dòng)幫助低年級(jí)學(xué)生，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、傳幫帶和管理能力；同時(shí)也為了提高經(jīng)費(fèi)的使用效率，克服高職教育學(xué)年短，也為了滿足今后競(jìng)賽的需要，在競(jìng)賽隊(duì)伍的構(gòu)建中，隊(duì)伍建設(shè)必須以梯度建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，要求高低年級(jí)學(xué)生搭配組隊(duì)，這樣構(gòu)建起來的隊(duì)伍，一方面，加強(qiáng)和提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)和管理能力，讓單片機(jī)競(jìng)賽這把火炬不斷傳遞下去；另一方面，也在一定程度上緩解了指導(dǎo)教師和企業(yè)人員把過多的時(shí)間用于基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的構(gòu)建上，把節(jié)省下來的時(shí)間用于和學(xué)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深入了指導(dǎo)、合作和提高，從而提高了學(xué)習(xí)、指導(dǎo)的效率[4]。

根據(jù)技能競(jìng)賽要求，我們可在組織每個(gè)標(biāo)配人員隊(duì)伍的同時(shí)，額外的為每個(gè)隊(duì)增加安排1-4名隊(duì)員，從而形成競(jìng)爭(zhēng)和傳幫帶效應(yīng)?？紤]到隊(duì)員基礎(chǔ)的參差不齊，可在每個(gè)團(tuán)隊(duì)里面合理安排基礎(chǔ)好的同學(xué)來帶領(lǐng)，在實(shí)踐和競(jìng)爭(zhēng)中不斷形成核心戰(zhàn)斗成員，從而滿足組員在自我學(xué)習(xí)過程中可以及時(shí)請(qǐng)教的需求，不斷提高自身素質(zhì)和能力。

2.3 團(tuán)隊(duì)合作

社會(huì)的進(jìn)步、企業(yè)的發(fā)展、個(gè)人綜合素質(zhì)和能力的提高，都離不開良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和合作密切的團(tuán)隊(duì)。大學(xué)生單片機(jī)技能競(jìng)賽均為團(tuán)體比賽，在展示團(tuán)隊(duì)合作結(jié)晶、個(gè)人風(fēng)采的同時(shí)，注重考核參賽選手的職業(yè)道德、協(xié)作精神及賽場(chǎng)的拼搏合作精神；并且在單片機(jī)課程教學(xué)改革中，單片機(jī)項(xiàng)目的實(shí)施僅僅依靠一個(gè)人是不行的，必須依賴于團(tuán)隊(duì)的合作，才能使單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)順利展開。

在單片機(jī)類技能競(jìng)賽實(shí)踐中，為了便于展開學(xué)習(xí)與合作，應(yīng)結(jié)合指導(dǎo)教師和企業(yè)科技骨干人才的時(shí)間，將學(xué)生集合在指定的時(shí)間和地點(diǎn)（如單片機(jī)開發(fā)室、單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等）進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)，采用教師啟發(fā)、小組討論、師生互評(píng)、頭腦風(fēng)暴、企業(yè)科技人員指導(dǎo)等多種方式，更好地促進(jìn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)施、以及技術(shù)方面的突破。

在競(jìng)賽實(shí)踐過程中，隊(duì)員必須要有具體分工，重點(diǎn)有別。根據(jù)學(xué)生興趣愛好和基礎(chǔ)不同，隊(duì)友間相互討論相互商量，結(jié)合指導(dǎo)教師指導(dǎo)，分為以硬件為主或以軟件為主。

強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作，每個(gè)組要定時(shí)開討論會(huì)，了解進(jìn)度和分析存在問題，便于發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)和老師與企業(yè)工程師協(xié)商解決問題，并做好會(huì)議討論記錄。

針對(duì)一些階段性需求、重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，可以請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，進(jìn)行技術(shù)上的溝通和幫助；也可上門到企業(yè)，利用其在行業(yè)先進(jìn)的技術(shù)裝備和深厚的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)底蘊(yùn)，進(jìn)行持續(xù)深入地指導(dǎo)，這方面學(xué)校要提前和企業(yè)進(jìn)行良好的溝通，明確利益共同體[5]。

2.4 技能競(jìng)賽實(shí)施和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理

由于單片機(jī)類技能競(jìng)賽實(shí)施過程較長(zhǎng)，涉及運(yùn)用到許多公用、專用設(shè)備、設(shè)施和耗材，需要一定的場(chǎng)地，因此，開放特定的實(shí)驗(yàn)室，合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，都要引起指導(dǎo)老師的足夠重視。

（1）由于參賽隊(duì)伍多，隊(duì)伍以老帶新，人員較多，必需加強(qiáng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理。有條件的學(xué)校，最好把日常單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室分開，讓參加競(jìng)賽的同學(xué)到單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。為了明確責(zé)任，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)一個(gè)管理員（可由特定學(xué)生負(fù)責(zé)），按實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例認(rèn)真負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室管理，對(duì)出入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生進(jìn)行登記管理，管理員對(duì)違反實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例者，有權(quán)勒令其退出實(shí)驗(yàn)室[6]。

（2）每隊(duì)對(duì)分配的儀器及工具都標(biāo)上自己隊(duì)名的標(biāo)簽整齊擺放好。各隊(duì)隊(duì)員可以把自己的工具帶到實(shí)驗(yàn)室自己保管。屬于實(shí)驗(yàn)室的工具丟失了要進(jìn)行賠償。各隊(duì)之間借用工具或儀器要告知對(duì)方，用完及時(shí)歸還，不得帶實(shí)驗(yàn)儀器出實(shí)驗(yàn)室。如有特殊需要，需實(shí)驗(yàn)管理員和老師批準(zhǔn)，方可帶出實(shí)驗(yàn)室。

（3）一方面，在空間夠的前提下，鼓勵(lì)隊(duì)員把自己的電腦搬進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，便于一起學(xué)習(xí)；另一方面，在許可的情況下，允許學(xué)生在寢室里做一些安全系數(shù)高、力所能及的、主要是偏向軟件設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

2.5 基礎(chǔ)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)資源緊密結(jié)合

為了彌補(bǔ)高職學(xué)生學(xué)制短、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高的缺失，可以結(jié)合單片機(jī)技能競(jìng)賽的需要，引導(dǎo)學(xué)生在完成日常學(xué)習(xí)任務(wù)外，在教學(xué)資源平臺(tái)上提供與單片機(jī)競(jìng)賽相關(guān)課程和專門講座的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。學(xué)生通過對(duì)相關(guān)課程和軟硬件工具的自我學(xué)習(xí)，以競(jìng)賽項(xiàng)目為導(dǎo)向，逐步學(xué)會(huì)和掌握軟件編程思想、技能和硬件的認(rèn)知、組合與設(shè)計(jì)能力，從而在不斷實(shí)踐過程中，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

3 結(jié)束語

我們通過對(duì)指導(dǎo)學(xué)生參加單片機(jī)類技能競(jìng)賽的實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)改革、工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目導(dǎo)向等問題進(jìn)行新形式和內(nèi)涵的探索，力圖以賽促改、以賽促學(xué)、以賽促練，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和綜合能力，使單片機(jī)教學(xué)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，為社會(huì)培養(yǎng)合格的技能人才。

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1674-1102(2011)06-0140-03

2011-10-10

2011年省級(jí)質(zhì)量工程-省級(jí)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)-卓越技能型人才研究項(xiàng)目；安徽省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目（2008jyxm205）；安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教科研重點(diǎn)項(xiàng)目（2011XJKT35）。

馮毅（1975-），男，安徽績(jī)溪人，安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)。

[責(zé)任編輯：桂傳友]