工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下單片機(jī)課程教學(xué)改革研究

金韋利+姜禮華

【摘要】從工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念及要求出發(fā)，針對(duì)單片機(jī)課程特點(diǎn)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，改革課程的理論及實(shí)踐教學(xué)體系，搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、改革考評(píng)機(jī)制凸顯過程性評(píng)價(jià)，健全跟蹤反饋機(jī)制促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，以提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、培養(yǎng)滿足相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域需求的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 教學(xué)改革 工程教育專業(yè)認(rèn)證 Protues

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）46-0221-02

2006年6月我國(guó)加入了《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議簽約成員，標(biāo)志著具有國(guó)際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證在我國(guó)正式啟動(dòng)，工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，其構(gòu)建我國(guó)工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、面向全體學(xué)生，以學(xué)生為本、以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)教育質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)和學(xué)生具備設(shè)計(jì)及實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新的能力。

一、單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，其應(yīng)用越來越廣泛。

但目前本校單片機(jī)課程教學(xué)仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，盡管該教學(xué)方法使得課程知識(shí)系統(tǒng)性較強(qiáng)，但長(zhǎng)時(shí)間教師主體式灌輸教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，且由于各次課上內(nèi)容沒有及時(shí)實(shí)踐消化，使得理論教學(xué)效果偏差。理論基礎(chǔ)薄弱導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上無(wú)從下手，更不用談創(chuàng)新！顯然，如此課程教學(xué)效果與工程教育專業(yè)認(rèn)證的合格評(píng)價(jià)要求背道而馳，因此，課程教學(xué)改革是必然要求。

二、以專業(yè)認(rèn)證為背景，對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行如下改革

（1）以學(xué)生為中心，以“產(chǎn)出導(dǎo)向”設(shè)計(jì)梯級(jí)教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施課堂教學(xué)。

研究工程教育專業(yè)認(rèn)證的通用標(biāo)準(zhǔn)、電氣類專業(yè)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)校的辦學(xué)思想和辦學(xué)定位、電氣類專業(yè)的行業(yè)需要，以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，依據(jù)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)大綱，以課程總體的知識(shí)目標(biāo)及能力目標(biāo)設(shè)計(jì)梯級(jí)教學(xué)項(xiàng)目，以項(xiàng)目的完成為單位實(shí)施課堂教學(xué)，并將課堂教學(xué)全部安排在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

實(shí)施課堂教學(xué)時(shí)教師應(yīng)依據(jù)每次課的具體知識(shí)及能力目標(biāo)選取教學(xué)項(xiàng)目，然后通過多媒體課件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行剖析，分解出所需知識(shí)點(diǎn)并進(jìn)行重難點(diǎn)點(diǎn)撥，接著通過Protues仿真軟件演示項(xiàng)目的預(yù)期結(jié)果，之后讓學(xué)生以2人為一組完成項(xiàng)目，每次課結(jié)束前10分鐘對(duì)各組的項(xiàng)目結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收并打分。如果學(xué)生課上的完成情況不理想，課下可自行仿真完善，并通過網(wǎng)絡(luò)將結(jié)果提交給教師，教師據(jù)此更新分?jǐn)?shù)。課堂教學(xué)的實(shí)施流程如圖1所示。

（2）更新實(shí)踐教學(xué)設(shè)備、編寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書，構(gòu)建階梯式實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生的實(shí)踐及創(chuàng)新能力。

現(xiàn)階段我校單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)主要有課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程作業(yè)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要是在實(shí)驗(yàn)箱完成基本的驗(yàn)證性軟硬件實(shí)驗(yàn)；而由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備受限，課程作業(yè)大多僅采用Protues仿真。但基于單片機(jī)課程自身設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性較強(qiáng)的特點(diǎn)，目前課程實(shí)踐環(huán)節(jié)遠(yuǎn)不能滿足畢業(yè)要求、培養(yǎng)目標(biāo)所需。因此，依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的合格評(píng)價(jià)原則，應(yīng)更新實(shí)踐教學(xué)設(shè)備，重新編寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書。

實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容主要是在實(shí)驗(yàn)箱調(diào)試完成，若學(xué)生課上沒有及時(shí)完成或消化相關(guān)內(nèi)容，可自行通過Protues仿真進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)以鞏固相關(guān)內(nèi)容。此外，學(xué)生也可逐次參與第二課堂、選修單片機(jī)課程作業(yè)、參加電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽、參與校企合作實(shí)訓(xùn)等階梯式實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練提高自己的實(shí)踐及創(chuàng)新能力，為專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)及能力功底。階梯式實(shí)踐教學(xué)體系及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置分別如圖2及圖3所示。

（3）以專業(yè)認(rèn)證合格評(píng)價(jià)為指導(dǎo)，搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)支撐平臺(tái)、改革考核評(píng)價(jià)體系。

高質(zhì)量的課程教學(xué)離不開優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支持，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的合格評(píng)價(jià)原則，在三峽大學(xué)求索學(xué)堂建立“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)網(wǎng)站，建立集教學(xué)、自學(xué)、交流、服務(wù)、管理等功能于一體的在線教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)應(yīng)包括課程門戶、教學(xué)資源、實(shí)踐教學(xué)、在線互動(dòng)及系統(tǒng)管理等多個(gè)模塊。在資源管理上采用共享共建機(jī)制，學(xué)生既是信息的使用者，又是信息的提供者，并通過考核機(jī)制激勵(lì)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)互助、資源上傳和協(xié)助學(xué)習(xí)。平臺(tái)還應(yīng)提供課程BBS、課后答疑、作業(yè)提交、興趣討論組等多種形式的師生及生生交流渠道，為學(xué)生的在線自主學(xué)習(xí)提供全面的信息支持。

隨著課程教學(xué)方式的改變，考核評(píng)價(jià)體系必須更為綜合及多元化，應(yīng)尤為重視過程考核。新的教學(xué)考核由以下幾部分構(gòu)成：1）APP考勤成績(jī)占總成績(jī)的10%，主要是監(jiān)督學(xué)生按時(shí)上課；2）項(xiàng)目考核成績(jī)占總成績(jī)的30%，由教師評(píng)價(jià)成績(jī)和設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)組成；3）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的20%，考核學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)活躍度（如討論參與度、資料上傳、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)）及實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果；4）末考成績(jī)占總成績(jī)的40%。新的考評(píng)體系注重過程評(píng)價(jià)，而淡化卷面考試成績(jī)，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及協(xié)助學(xué)生中的交流合作、工程素養(yǎng)等方面的能力考核。

（4）健全跟蹤反饋機(jī)制，促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。

依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的持續(xù)發(fā)展及改進(jìn)機(jī)制，建立完善的課程教學(xué)跟蹤評(píng)價(jià)反饋機(jī)制，將往屆學(xué)生的總體學(xué)習(xí)結(jié)果、對(duì)畢業(yè)從事單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)學(xué)生進(jìn)行的定期有效跟蹤與評(píng)估，反饋到單片機(jī)課程教學(xué)中，及時(shí)改進(jìn)與完善課程教學(xué)，達(dá)到教學(xué)質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的目的。

三、總結(jié)

單片機(jī)課程集實(shí)踐性、技能性、應(yīng)用性為一體，其用途越來越廣泛。以工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念和要求為導(dǎo)向、以培養(yǎng)學(xué)生較高的實(shí)踐能力為宗旨、以增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，從理論及實(shí)踐教學(xué)、考評(píng)體系、跟蹤健全反饋機(jī)制等方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行了相關(guān)改革，以培養(yǎng)高能力、高水平的創(chuàng)新人才，滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)單片機(jī)等嵌入式技術(shù)人才的強(qiáng)烈需求。

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作者簡(jiǎn)介：

金韋利（1984.7-），女，河南潢川人，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，工學(xué)碩士，講師，研究方向：測(cè)控技術(shù)、機(jī)械手控制技術(shù)。endprint