基于产学研一体化模式下的《单片机控制技术》课程的创新教学实践:产学研一体化

  【摘要】《单片机控制技术》课程综合性、实践性及应用性极强。本文立足于产学研一体化模式下的教学方法创新实践,通过围绕项目核心,采用循序渐进的教学方式,偏重实践环节内容讲解,弱化理论内容教学,将创新实验项目穿插其中,以项目带动知识点的深入讲解,以知识技能的掌握反哺项目的实现,最终实现产学研目标全面实现目的。该方法在教学实践中取得了较好的教学效果。
  【关键词】产学研;单片机;创新教学实践
  高职院校教学培养目标定位在技术型应用人才和高技能人才的培养。学生在掌握必要的合理的知识结构基础之上还要强化全面的职业素质和职业能力的培养。
  《单片机控制技术》课程是计算机、自动化等相关专业重要专业课程之一,它的任务是使学生掌握计算机控制系统的设计、编程、调试、实现等基本技能,通过对本课程的学习,使学生了解单片机的结构和原理,掌握单片机引脚功能和和接口电路,掌握通用单片机控制电路的设计和应用,学习单片机控制的基本技能。通过培养学生的职业素养和实践动手能力,使学生达到一定的分析、解决本专业中涉及到的计算机控制中的疑难问题的能力,并能够根据客户需求通过自学相关器件专业技术手册开发简单控制类程序与设备。
  《单片机控制技术》课程理论性强,涉及模拟电子技术、数字电子技术、C语言和汇编语言程序设计、微机原理等专业基础课程技能的掌握,因此学生学习起来感觉很困难。鉴于此,笔者结合近几年《单片机控制技术》课程的教学实践,采用基于产学研一体化模式下的课程改革创新来进一步推动本门课程在高职院校中的教与学。通过把采用单片机作为控制技术核心的项目进行项目需求分析后引入到教学课堂,在授课过程中开展项目设计开发、项目实践,并有效结合原本教学实践当中的理论教学、课程设计、实验实训等教学环节,全面培养学生的综合利用所学知识能力、实践动手能力、沟通合作能力、解决实际问题能力、创新能力等,取得了比较好的教学效果。
  一、产学研一体化模式下专业课程教学方法的建立
  产学研一体化是指院校通过利用所授专业知识开展项目研究、技术改进、科学创新,并进一步将研究成果转化为开发实际产品的能力,最终将研发项目量产为具有一定市场价值的实际产品。是将教学、科研、生产三者有机结合的一种教育形式。通过多年的教学实践,我们发现,充分利用产学研一体化模式进行教学可以极大的提高学生对专业课程的全面掌握,并能有效推动教学成果进行转化。
  根据企事业单位对人才素质的具体需求,院校相关系部认真修订人才培训方案,确定授课计划。根据本区域经济发展的现状,结合学校自身的优势,贴近企事业实际需求,细化专业方向,深耕专业课程。根据学科、专业,各院系建立创新实验室,衔接产学研。并借此得以衔接教学与科研生产。通过带动学生积极参与创新实践,全面提升教师授课质量,全面提高学生视野与实际动手能力。通过选取有一定实际意义的项目产品导入创新实验室内进行项目产品孵化,由教师与学生共同实现完成,无论是技改项目还是新市场需求产品,无论是全部项目技术(下转封三)(上接第176页)实现还是部分攻关技术实现尽量都放在创新实验室内进行完成。此举有效带动教师与学生科研创新能力的大幅提高,并籍此有效储备一批优秀的科研生产技术人才。通过校办企业产业化或者通过校企合作将科研产品产业化,将科技成果有效转化为生产力,有效转化为经济效益,大力提高学院科研生产能力,有效回馈项目参与人。
  作为高职院校的主要职能,通过院校的培养使学生在校期间能够成为掌握一技之长,素质全面的复合型人才。基于这样的目的,在对于学生知识的传授过程中,我们改革授课方式、授课内容,将与学生有效快速掌握本门课程应用技能有关的内容放大来讲,将关联性不紧密,理论性较深部分内容缩小来讲,将项目基础实践部分能用到的技术先讲,将项目实践深入开发将要使用的技术知识通过前期评估教学效果后再决定是否展开讲。这样达到了循序渐进式的讲解目的,利于学生消化吸收,并易于付诸实践反馈。对于基础扎实,并愿意深入研究的具有创新科研潜力的学生可以继续通过实践创新环节不停的补充新知识来完善知识结构。通过让学生积极参与到产学研一体化建设当中来,全面提高学生学以致用的能力,充分培养学生在产学研一体化建设中的主体作用。通过学习、实践,再通过教师指导帮助,我们的学生创新实践能力不断提升。授之与鱼不如授之与渔。我们的教师通过科研项目的带动,在项目中教学,在教学中完成项目,不断帮助提高学生,扶上马送一程,最终达到让学生成为产学研一体化建设的中坚力量目的。
  二、产学研一体化模式下《单片机控制技术》教学实践
  传统《单片机控制技术》课程教学是以其结构为主线,首先讲硬件结构,其次讲指令和软件编程,接着对单片机系统的扩展和各种外围器件的应用进行介绍,最后再讲单片机系统开发实例,按此种教学结构,学生普遍感到难学和难以理解。此外,在传统单片机应用技术课程教学中,长期以来理论教学与实践教学脱节、分开进行。课堂教学中学生总是处于被动接受方式,无法主动参与整个教学活动,没能达到以学生为中心,以培养学生操作技能为目的的职业技术教育宗旨。加之单片机课程本身所固有的抽象性和传统教学偏重理论讲授等问题,使大多数学生对单片机课程产生了畏惧心理,以至于影响了他们学习的积极性。《单片机控制技术》作为机电一体化专业重要的核心课程之一,是“机电一体化”高素质复合技能型人才所需全部自动控制类知识结构的载体,占据着相当重要的地位。然而,传统的单片机教学一般均以学科体系为出发点,注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系,但却忽略了“可学性”,致使学生学得吃力,老师教得也很辛苦,教学效果也不太好。
  产学研一体化模式下的教学方式的转变主要表现在“在项目中教学,在教学中完成项目”。通过对企事业单位调研并对企事业单位的需求进行有效分析后获取一些技改项目和研发项目,将其导入到创新实验室开展课上课下的教学做工作。通过创新实验室中的项目建设与课堂教学进行穿插讲解,实现项目完成与课程学习相结合。项目实现与课程知识掌握并行,同时完成了学生实际分析问题、解决问题的能力提升。教学中采取以应用为主线,把单片机技术按项目对教学内容进行整合,形成“教学做”为一体的理论与实践相结合教学模式;同时,运用项目进行教学设计,采用项目化结构。将项目经过需求分析后设定的开发任务进行分解,对分解的任务设置详细的研发步骤,围绕开发步骤所需要的知识技能开展本门课程的讲解,并适时前后穿插讲解,期间不断通过仿真软件及实验板、面包板、实际电路板等进行实验设计。   围绕从创新实验室导出的具有实际意义的项目的实现,课程知识点的讲解就要以项目为中心,项目的实现需要什么技术,我们就开始介绍什么技术。实践教学中,采取先从单片机器件本身物理特性及相关参数值进行具体实现功能分析;接下来,简要讲解单片机内部结构及外延的引脚功能体现;依次,再介绍单片机的特殊功能寄存器的使用方法和RAM的使用。将上述介绍完毕,即可以实际参与项目开发。开发过程中不断补充编程及指令使用知识,同时不断学习新的项目使用的外围器件参数特性,通过项目实践不断进行验证与学习。
  根据以上教学方式改革的意见,本门课程安排总教学量为80课时,其中,前30个课程分别以课内小实验及教师选定的创新实践项目共同带动基础知识的讲解,这里主要包括前述的单片机内部结构及外延的引脚功能、单片机的特殊功能寄存器的使用方法和存储器的使用、C语言指令的使用;再安排16个课时通过实验及选定的创新实践项目中实际应用情况进行常用接口(中断及中断控制器、计数/定时器、串口及串行通信、并行接口及其扩展、存储器扩展、显示器及键盘控制、A/D、D/A等)的应用讲解;最后34个课时参与创新实验室的具体项目中进行项目实践与技能验证。
  三、产学研一体化模式下《单片机控制技术》教学考核评价
  通过将教学考核分为教与学两方面进行考核评价,可以更加全面的对教学成果进行评估。
  对教师的考核主要体现在是否真正将产学研教学模式应用于教学实践当中去。教学过程中教师围绕项目为核心进行专业知识的讲授,项目的选取一定要有示范意义,有实用价值,适合循序渐进的学习。通过考核学生对知识的掌握程度、对课程学习的兴趣、最终动手能力的获取等方面来反观教师的教学效果。教师教学效果的考核更多体现在学生是否真正掌握了本门课程的理论知识,实践技能,这一点在学生的考核与评价体系中同样得以体现。
  对学生的考核与评价要以学生的实际能力为重点。在学生学习完该课程后,对他们进行综合测评,具体包括基本能力考核、课程技能考核、职业能力考核。基本能力考核主要考核学生对单片机系统的应用能力;课程技能考核主要考核学生对于单片机硬件的设计能力,软件的流程图制作能力,用Keil C软件进行程序设计的能力,用Proteus ISIS仿真调试能力;职业能力考核主要指学生可通过参加国家职业资格考试,通过理论和实践考核最终获得单片机工程师职业资格证书。学生最后取得的考核评分值来源于这三种考评的综合。
  教学实践证明,《单片机控制技术》课程的教学创新改革有利于增强学生的创新实践能力,能够非常好的调动学生学习积极性,同时可以充分调动学院各项资源,提高教学效果和教学质量,在满足社会对专业人才的技能要求的同时,为培养出更多的高技能应用型的人才起到了重要作用。
  参考文献
  [1]孟学英.高职院校产学研结合规范管理策略研究[J].中国高教研究,2007(10):70-71.
  [2]杨志帮.《单片机应用技术》在项目化教学中的改革与探索[J].职教研究,2011(9):38-39.
  [3]王晓敏.树立大市场观念构建高职人才培养质量保障体系[J].中国高等教育,2012(1):48-49.
  作者简介:姜毅(1975—),男,辽宁大连人,硕士,乌海职业技术学院教师,研究方向:计算机网络安全与数据库建设。

推荐访问:产学研 单片机 教学实践 课程