新工科下的單片機課程設計改革研究

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摘要:“新工科”背景下開展實踐教學模式的改革與探索，構建全新工科人才培養模式，至關重要。本文以《單片機課程設計》為例，以“新工科”理念為主線，研究了“啟發學生自主探索”的實踐教學新模式；在此基礎上，提出了一種“課下促升課上，課上反哺課下”的新舉措，實現師生“雙贏”，建立實踐教學的長效聯動機制；最后以互聯網，大數據等新技術為依托，構建綜合評價體系和反饋監控平臺，有效地提高了實踐教學效果。實踐結果表明：這一系列的實踐教學模式的改革對新工科人才培養有促進作用。

關鍵詞:新工科、實踐教學模式、長效聯動機制

引言

近年來，在新工科建設的大背景下，高校作為新工科人才培養的責任主體，必然面臨著新的挑戰，為了培養一大批多元化、創新型卓越工程科技人才，就需要探索和實踐新的教學模式和新的教學方法[1-2]。高校的實踐教學體系分為三部分：基本知識技能、專業綜合技能和多元化創新技能。其中基本知識技能是基礎，專業綜合技能是能力，多元創新技能就是目標。在互聯網時代，知識獲得已經不存在障礙，那么要達到培養目標，中間環節的能力培養就至關重要，它是將知識融合，達到多元創新應用的關鍵環節。然而，能力培養的專業綜合技能在高校中體現在課程設計、專業實習等實踐教學環節。因此，在“新工科”背景下開展實踐教學模式的改革與探索，構建全新工科人才培養模式，至關重要。

1單片機課程設計的現狀

《單片機課程設計》是很多高校電子信息專業、計算機專業的一門重要的動手實踐課程，是培養學生能力的關鍵環節。目前課程在實踐教學中存在的主要問題有：實踐教學模式單一，學生被動的接收；綜合性實驗設置創新性不足，限制了學生綜合技能的培養[3]，實踐教學環節缺乏長效聯動機制；實踐考核以“分組”形式進行，存在部分學生“打順風車”的現象，未形成有效的綜合評價考核體系，不能促進學風好轉。因此在“新工科”背景下，亟待探索新的課程改革方案。

2單片機課程設計的改革思路

2.1構建“新工科”背景下實踐教學新模式

隨著新一輪科技革命與產業變革，我國推出“中國制造2025”“互聯網+”等一系列國家重大科技戰略，“新工科”創新驅動發展成為新時期發展的熱點議題，工科人才的培養在促進社會市場經濟發展及國家整體創新水平的提高中起著重要的作用。因此，在新工科背景下開展實踐教學模式的改革與探索，構建全新工科人才培養模式，至關重要[4-5]。《單片機課程設計》涉及的系統結構抽象，指令功能繁多，編寫調試程序比較困難，綜合性強，嚴重影響了學生的學習積極性；而且實踐學時數只有20學時。因此，如何在保證實踐教學質量提升的前提下，在有限的學時內完成綜合實踐教學任務，是當前實踐教學中所面臨的挑戰。本文通過研究“新工科”的內涵和外延，以“新工科”理念為主線，將傳統以“教師演示”為主的實踐教學模式轉變為“啟發學生自主探索”的主動探索新模式。深入研究“新工科”背景下創新驅動發展、“互聯網+”等重大戰略，探索啟發式教學法、討論式教學法、項目教學法和任務驅動的實踐教學模式等的融合，使學生能夠主動參與到實踐教學活動中來，化被動為主動，旨在培養學生對實踐環節的興趣，注重個性發展與多元創新并舉，探尋適合我校學生特點的實踐教學藝術，切實注重實踐教學質量的提高[6-9]。

2.2采用“課下促升課上，課上反哺課下”的措施，建立實踐教學的長效聯動機制

傳統的實踐教學中，實驗內容相對陳舊，內容單一，主要以驗證性實驗為主，設計性實驗的難度和深度不夠，綜合性實驗創新性不足，限制了學生綜合技能的培養，學生興趣不高，總是認為：學習這些東西沒用？很難調動學生的積極性。在“新工科”大背景下，如何把新工科的理念貫穿到實踐教學中，并落到實處呢？這就需要從實踐教學的本質出發，進行實踐教學方法的改革。因此，本文提出了“課下促升課上，課上反哺課下”的新舉措，充分調動了教師和學生的積極性，實現師生“雙贏”，建立了實踐教學的長效聯動機制。首先，通過在課下引入學科競賽、大學生創新創業項目、科研項目等環節，以參賽項目實操訓練題目，大學生創新創業項目和科研項目為導向，制定“單片機課程設計”綜合性實驗題目，培養學生的知識運用能力，注重個性化發展與多元創新并舉，提高課上實踐環節教學質量；然后，當學生的專業綜合能力得到提高后，鼓勵學生多參與學科競賽，申請大創項目，積極參加教師的科研項目，凝練自己的專業知識，多獲取競賽獎項、獲批大創項目，充分調動教師和學生的實踐積極性，讓學生體會到學有所用，讓教師感悟到教有所獲，實現師生“雙贏”，以此良性循環下去，有助于建立實踐教學的長效聯動機制。

2.3建設“小組”綜合評價考核體系，促進學風改進

《單片機課程設計》的考核采用“分組”制，旨在培養學生自主學習、協作學習、溝通交流以及多元化創新能力，促進綜合素質的培養；考核方式采用“考勤+實驗室表現+驗收+答辯+提問”的形式。對于考勤和實驗室表現的考核，參考一般做法即可，重點對于后三個步驟的考核，即驗收、答辯和提問。驗收環節包括仿真驗收和實物驗收兩類，由各組學生獨立操作演示。對于仿真驗收，學生將完整的流程，包括建立工程、添加項目文件、編輯文件、編譯文件、仿真調試等步驟全部演示。對于實物驗收，學生將自己焊接的外圍電路模塊連接到最小系統板上進行操作演示，并說明自己的方案設計及思路。教師根據仿真演示和實物演示的效果，以及學生的講解情況給出成績。答辯環節由學生上交實驗報告并自述，簡要說明自己硬件設計和軟件設計的各模塊功能，以及設計和調試中發現的問題和解決方法，再由教師提問，根據回答情況，結合報告和自述給出這一部分成績。最后，針對以往“分組”實踐環節中存在“打順風車”的現象，本文增加學生“提問”環節。這一環節，針對學生在課程設計過程中提問的數量和質量給出這部分的成績。本文設計的考核指標能夠真實反應學生知識運用的實際情況，通過考核指標促進學生學習方式的轉變，使學生更加主動地學習，促進學風改進。

2.4以互聯網，大數據等新技術為依托，構建“反饋和交流”平臺，把控實踐教學質量

實踐教學改革離不開質量監控[10]。實踐教學過程中及時“反饋和交流”是提高實踐教學質量關鍵。學生是實踐教學的主體，實踐教學質量的好壞，學生最有發言權。教師只有及時與學生溝通、交流，查找存在的問題進而分析，提出整改措施，促進實踐教學的有效性。本文以互聯網，大數據等新技術為依托，構建了“反饋和交流”平臺，及時了解學生對實踐教學的反饋信息，在實踐教學過程中形成一個閉環監控，切實促進實踐教學質量的提高。

3結論

本文通過研究“新工科”的內涵和外延，首先以“新工科”理念為主線，積極研究和探索新實踐教學模式；提出了一種“課下促升課上，課上反哺課下”的新舉措，充分調動教師和學生的積極性，實現師生“雙贏”，建立實踐教學的長效聯動機制，完善實踐教學體系；在此基礎上，建立了完善的綜合評價考核體系，促進學風的改進；同時以互聯網，大數據等新技術為依托，構建“反饋和交流”平臺，監控實踐教學質量；最后，通過2016級電子信息科學與技術專業中實踐應用，得到學生的一致好評，取得了較好的反響。

參考文獻

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作者：師紅宇 李怡 單位：西安工程大學