以创新教育为核心的单片机与接口技术课程改革研究

摘要：单片机与接口技术课程改革重视开发与培养学生的能动性、创造性与创新性，侧重因材施教，尊重学生自由发展，改变教育观念，是多种人才培养方式的探索，是适应国家和社会发展需要，实行素质教育、创新教育的体现。

关键词：课程改革；教育观念；创新教育；素质教育

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0090-02

单片机与接口技术课程一直是计量仪表类专业、自动化专业、通信类专业的专业必修课，是综合性、实用性和实践性课程的重要代表。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》（以下简称 《教育规划纲要》）指出：“适应国家和社会发展需要，遵循教育规律和人才成长规律，深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。”天津科技大学（以下简称“我校“）“十二五”教育教学改革规划课题单片机与接口技术课程改革针对课程存在的问题，按照上述《教育规划纲要》精神要求对教学内容、教学方法、师资力量、教育理念、观念进行一系列有利于推进素质教育与创新教育的改革，突出实践教学，强调创新情感、创新能力的培养，对培养全面发展的素质型人才、创新能力型人才具有重要意义。

一、更新教育观念，推动教学改革

课程改革要本着以人为本的原则，建立以学生为主体，教师为辅的新型师生关系。转变教育思想，改变以往“唯师是从”的师生观，树立现代教育观念，认识到教学应该是老师与学生之间情感和知识的双向交流，从单纯的知识传授和思想的培养迈向深厚的人文关怀和道德情感熏陶，[1]让学生感受尊重与理解、重视与爱护，做到言传身教。引导广大教师树立以人为本的教育理念，尊重学生的人格和个性，真心关爱每一个学生，不仅关心学习，而且关心学生的生活、安全、健康、心理等各个方面；[2]要改变主动教与被动学的教育现状，要善于发掘学生的潜在能力，要以启发式、讨论式、探究式为主，遵循人才成长规律，探索多种人才培养方式。推行双师型教师就是一个好方法，双师型的教师既具备理论教学能力，也具备实际操作能力，同时了解社会实际，有利于培养实践能力强的高素质大学生，值得提倡。[3]

二、重视师资队伍建设，传承素质教育

素质教育要通过学校和老师才能落实到学生身上，因此必须要有勇于更新教育观念，积极投身教育教学改革的结构合理、素质优良的教师队伍。学校要站在可持续发展的战略高度上，同时抓好学校硬件建设和教师队伍这一“软件”的建设。[4]

大力引进海外高层次、博士学位或高级技术职称且具有丰富实践经验的中青年教师，在这些学术带头人的带领下，实行传、帮、带，保证人才培养和教学改革的可持续性发展；加强师德建设，深刻领会热爱学生，热爱教育的信念；通过进修、培训、学术交流和外出考察等一系列活动提高教师自身素质；实施改革的教师付出的时间与精力都要比普通教师多得多，采取评选教改成果奖、个人付出奖等措施不断激励与调动教改教师的工作积极性，传承素质教育。

三、整合教学内容，深化实践教学

学生的素质和接受能力是因人而异的，在教学中要尊重学生的自由发展。单片机与接口技术课程具有综合性、实践性、应用性特点，适合以小智能玩具或家电产品来展开教学。让2～3个学生自由组成研发小组（组名最好突出个性），每个小组发挥想象力先设想一个自己喜欢小家电、小玩具智能产品等作为单片机与接口技术课程学习的最终设计产品，组织学生讨论这些设计产品的可行性、实用性、创新性与新颖性，以及如何用单片机来设计自己的产品；同时老师要对每一个产品重点部分进行剖析，引导同学们更深层次地理解与认识自己的产品与单片机的联系。

带着涉及到这个产品设计的各种问题与设想，老师分化讲解用到的单片机基本知识，并介绍 keil 软件和C51编程。同时让每个学生应用所学到每一点知识在单片机实验系统上进行一些小的设计实验，比如流水灯、串口通信、波形产生、温度信号处理等试验。课程可以直接在同时具有授课与实验的实验室上课，这样边学边做，寓教于学，可以给学生全新的课程新鲜感，激发他们的求知欲。这样单片机定时器/计数器、中断系统、系统扩展和单片机应用等知识会逐渐被同学们理解和掌握，循序渐进地，有目的地学习与扩展单片机知识。

最后要求学生小组独立完成最初的设想产品，从硬件电路设计、电路板制作、焊接与调试、软件固化、系统脱机运行等方面全面培养学生自己解决问题的能力，让学生亲身体验团队合作、创新与创造。整个过程，教师认真观察，做好记录，随时提问，引导学生积极地思考，充分发挥学生的主动性；并恰当地表扬有创新、有进步的学生，使他们产生向上的动力。设计结束教师要及时给予评价与评分，肯定学生的劳动成果，让其体验成功感与自豪感，为以后的学习与工作树立信心与雄心。

四、注重创新引导，改革教育教学方式

单片机与接口技术课程应重点突出能力培养，根据学生知识和能力差异，实行“开放式教学”、“交互式教学”和“个别化教学”，运用演示、情境、点拨、谈话、讲授、实践等各种教学方法进行教学，营造和谐的课堂教学氛围，取得优质高效的教学效果。

指导学生学会使用中国知网等正规学术网站查找需要的资料，利用网络平台与学生进行交流等多种多样的教育手段，指导学生增加获取知识的途径，引导学生会学习、爱学习，真正做到“授人以渔”，使学生成为具有终身学习能力的人才。[4]

加大实验室资金与人力投入力度，从管理、设备更新到经费划拨等方面均采取了一系列的改革措施，有效保证了教学与改革的推进。向学生全面开放实验室，督促学生自由组成开发小分组，发挥个人所长团结协作设计科技作品，如多功能太阳能充电器、自动识别弯道的智能车、人体生理参数检测仪、无线测温仪等。开放的实验室为学生提供了更广阔的学习环境与机会，促进了学生的主动发展、全面发展和多样化发展，是个性化教学的具体体现，有利于培养高素质人才、创新人才。

五、改革考核制度，突出综合素质

在对课程学习进行评价时，将理论考核、实践能力考核以及产品设计、创新情感和创新能力评价等考核形式结合起来，对学生掌握知识、使用知识和创新能力做出合理的评分。

理论考核占成绩30%，闭卷考试，重点考核单片机基本原理。实践能力考核占成绩20%，分值为每个实验成绩的平均值。每个实验评分标准为实验设备仪器基本操作技能5分，动手能力5分，分析问题解决问题能力5分，题目完成情况3分，实验报告2分。课程综合设计考核占成绩35%，评分标准为设计方案前瞻性、创新性5分，查找资料5分，团结协作能力3分，实验设备仪器基本操作技能2分，分析问题解决问题能力3分，组装与调试2分，元器件选择、绘制设计图、焊接电路板10分，实验报告5分。创新情感与创新能力考核占成绩15%，主要从团结协作、设计的新颖性、实用性，对问题的举一反三等方面进行评价，各占5分。这种考核形式是理论与实践并重，能力与创新双飞的考核，适应多样化人才培养要求。

六、推进素质教育，立足学生长远发展

为了培养学生解决实际问题的能力，掌握从事科研创新的基本方法和技能，促进科研创新能力的发展，应在专业教师的直接指导下，成立以学生为主体的学术性社团。学术性社团可以作为使学生的求学方式由“被动接受型”向“主动探求型”转变的重要载体，对大学生知识日趋完善、能力逐步提高以及全面发展起着积极的作用。[4]并以此为联系纽带，积极带动学生参加机器人大赛、飞思卡尔杯等各类单片机科技创新大赛，鼓励学生在完成学业的同时，积极开展第二课堂的课外科技创新活动，培养学生的创新能力。

学校加强与企业合作，建立实训基地，让学生走出校门，走进企业，使学生在实践中积累经验，提高能力，做到用中学，学中用，努力为学生提供学习的平台。我校的实践基地有中国石化集团、常州鑫铭禹电子科技有限公司、江苏绿扬电子仪器集团、西迪斯有限公司、台湾独资达尔泰科技有限公司、天津电装电子有限公司等。

单片机与接口技术课程改革着重创新教育与素质教育，发掘学生的潜在创造性、创新性、能动性，为学生创造机会和提供机会，引导学生去拓展知识，提高应用能力，为学生爱学习、想学习、会学习创造良好的环境。

参考文献：

[1]刘文华.论大学和谐教育是以人为本的具体体现[J].湖南科技学院学报，2009，30（10）：104-106.

[2]刘连基.让素质教育充满力量[N].中国教育报，2008-01-14.

[3]刘秀红，田志宏，段英宏.课程链内单片机课程改革的研究与实践[A].第六届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会[C].2009.

[4]李璐.独立学院青年教师队伍建设探析[J].教育与职业，2014，782（1）：72-73.