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獨立學院自動化專業(yè)單片機課程設(shè)計教學模式的研究論文
獨立學院是一個隨著大眾化教育的發(fā)展而出現(xiàn)的承接理論研究教育和技工培訓的新的辦學模式，它的辦學目標在于培養(yǎng)有一定理論基礎(chǔ)兼具工程項目設(shè)計能力的應(yīng)用型人才。因此，在課程設(shè)置上要求理論與實踐并重。但筆者在多年的課堂教學中發(fā)現(xiàn)，學生能夠?qū)θ舾山虒W理論、公式進行推倒計算，卻不能將其應(yīng)用在實際工程設(shè)計中。因此，如何改進教學效果，提高學生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的能力，切實實現(xiàn)獨立學院的辦學目標是我們亞待解決的一個問題。
單片機原理及應(yīng)用是一門實踐性很強的課程。它的特點是應(yīng)用性極強，能夠加強學生對“系統(tǒng)”這一概念的理解，能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計應(yīng)用能力。為了進一步加強學生對于工程項目設(shè)計應(yīng)用能力，體現(xiàn)獨立學院的辦學理念，注重在實踐中學和應(yīng)用的交叉，進行了單片機實踐課程教學模式的改革，在單片機課程設(shè)計的教學模式上采用了項目教學法。
一、項目教學的實踐方法
項目教學指的是學生在教師的指導下處理一個項目的全過程，在這一過程中學習掌握教學計劃內(nèi)的教學內(nèi)容。學生全部或部分獨立組織、安排學習行為，解決在處理項目中遇到的困難。因此“項目教學法”是一種典型的以學生為中心的教學方法。項目教學需要整合以前所學過的專業(yè)基礎(chǔ)理論及教學案例，圍繞著某個主題或者項目開展實施，學生通過討論、論證、協(xié)作開發(fā)、綜合調(diào)試和成果評價最終完成項目。項目教學法通過完成某個項目并且達到要求的技術(shù)指標，從而讓學生“從做中學”;通過布置項目任務(wù)，學生充分發(fā)揮主觀能動性，學生自己提出解決方案，并依據(jù)解決方案進行資料收集，最終獲取自主學習知識和解決問題的能力。例如，做小車蹺蹺板平衡系統(tǒng)設(shè)計，學生拿到課題后，首先要進行討論:采用何種控制方案，并進行論證確定其可行性。在方案論證后要進行協(xié)作開發(fā)，分頭開展硬件、軟件設(shè)計及仿真，最終進行綜合調(diào)試。此項目是對模擬電子線路、控制理論、單片機原理等各種專業(yè)知識的綜合應(yīng)用，它用到了控制理論的閉環(huán)調(diào)節(jié)、模擬電子線路的電路設(shè)計和C語言編程等。通過這個項目的實踐可以使得學生自主開展計劃并確定實施手段。在最終設(shè)計完成之后，不同小組之間進行觀摩和討論，并對自己的實施方案作出評價。通過這種以項目為中心的實踐方案，學生可以學習課外知識，發(fā)展自主學習能力，可以對所學各類專業(yè)知識進行綜合應(yīng)用，能夠增強理論與實踐的聯(lián)系，提高學生的動手能力、思維能力和解決問題的能力。并且，由于學生經(jīng)過親身體驗，知識和技能一經(jīng)掌握就不易忘記。因此，開展這種項目教學法對學生的能力發(fā)展具有非常重要的意義。
二、項目教學方法的實踐策略
基于單片機的課程特點，其課程設(shè)計非常適用于以項目為中心的教學方法，在開展過程中應(yīng)注意與理論相結(jié)合，選擇合適的項目，進一步改進考核方式。
(一)理論教學中強化“系統(tǒng)”的概念
對單片機原理及應(yīng)用的課程設(shè)計教學模式上的探討，其核心離不開理論教學。為了能夠激發(fā)學生對枯燥專業(yè)知識的學習積極性，提高學生對理論專業(yè)知識的實際應(yīng)用能力，理論教學要采用案例教學法，為提高學生的動手能力打下基礎(chǔ)。即在講授專業(yè)理論知識的同時結(jié)合應(yīng)用實例，強化學生對“系統(tǒng)”這一概念的理解，強調(diào)單科目在系統(tǒng)中的重要作用。例如，以電子稱重計為例，通過講解系統(tǒng)構(gòu)成，可以將其按模塊劃分，即顯示部分、傳感器部分、數(shù)模轉(zhuǎn)換部分及核心的數(shù)據(jù)處理部分。這種案例教學能夠給學生以直觀的說明:完成一個系統(tǒng)，不是靠單一科目能夠?qū)崿F(xiàn)，必須是多個科目的綜合應(yīng)用，每個科目都有其無法替代的作用。在課程結(jié)束時就必須讓學生建立起一個完整的“系統(tǒng)”的概念。
(二)項目的設(shè)計與選取
單片機由于其應(yīng)用的廣泛性，其項目教學所涉及的通常是來自現(xiàn)實生活的問題，或需要解決的某項任務(wù)。在項目的設(shè)計上應(yīng)以強化某項專業(yè)技能為目標，可以是需要經(jīng)過復雜理論計算的，或是需要進行精密電路設(shè)計的，也可以是通過移植、改造或簡化而實現(xiàn)的項目。
在選擇項目時，首先應(yīng)注意其系統(tǒng)性以及與其他專業(yè)核心課程的配套及整合，即在完成項目時必須用到其他的專業(yè)理論知識才能達到設(shè)計要求，這樣才能體現(xiàn)理論聯(lián)系實際的“系統(tǒng)設(shè)計”。其次項目的選取應(yīng)符合實際應(yīng)用并具有一定難度。選擇有實際應(yīng)用價值的項目，才能激發(fā)學生的興趣，學生才能更好地發(fā)揮主觀能動性。學生查找資料確定方案，其中蘊涵的問題越能誘人深入，越能留下較多的思維空間，教學效果就越好。最后選擇的項目具有一定的目的性。項目選取與教學目的、培養(yǎng)目標相匹配，要能提高學生分析問題和解決問題的能力。
(三)考核方式和評價體系的建立
為了進一步促進學生解決問題的能力，獨立學院建立更完善的考核方式和評價手段。在以項目為中心的課程設(shè)計考核方式中，方案論證與選擇、系統(tǒng)設(shè)計成果及技術(shù)指標并重。因為其中每個環(huán)節(jié)都是學生自主搜集資料完成的。因此，每個環(huán)節(jié)都是鍛煉學生自主學習能力的重要途徑。對學生的考核及評價分階段進行，而不是以單一的設(shè)計成果為唯一依據(jù)。也就是說，最終的考核評分由平時的每個環(huán)節(jié)的得分計算而來。由于這種分階段評價體系在整個設(shè)計過程中要求每個環(huán)節(jié)都進行考核，因此每個得分點都能夠反映出學生在這個知識點或者解決問題上真正的能力。這樣的最終考核結(jié)果更能夠細致地評價學生的綜合水平。
(四)引導學生參加各類競賽，強化高層次應(yīng)用
課程設(shè)計是每個自動化專業(yè)學生必須完成的實踐環(huán)節(jié)之一。有些同學在課程設(shè)計結(jié)束后還有著濃厚的興趣期望進一步提升自身能力。因此，在課程設(shè)計結(jié)束后推薦理論知識較好、動手能力較強的學生參加各類競賽，并有負責老師專門進行大賽定向培訓以強化這些學生對專業(yè)知識的高層次應(yīng)用，從而使得部分拔尖的學生任務(wù)不會中止，學習不會間斷，并能形成學習梯隊，促進好的學風的形式。
三、以項目為中心的課程設(shè)計的實踐效果
以項目為核心的單片機課程設(shè)計的教學方式，一是可以讓學生在項目設(shè)計中體會“系統(tǒng)”的概念，在設(shè)計過程中融合其他專業(yè)課程的理論知識完成設(shè)計任務(wù);二是可以培養(yǎng)學生動手能力及工程設(shè)計能力，對就業(yè)有很大的幫助;三是可以在分析問題、解決問題的過程中提高學生自主學習的能力。而在設(shè)計時小組成員的相互討論以及學生和老師之間的討論時，思想的碰撞更能使得學生跳出自己思維的局限，使得學生能夠從更多的角度思考問題及處理問題。事實證明，小組討論越激烈，最后思路也越清晰�？傊皂椖繛橹行牡膯纹瑱C課程教學方式能夠讓學生在項目任務(wù)的推動下發(fā)揮主體作用，提高自身的系統(tǒng)設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，能更好地體現(xiàn)獨立學院的培養(yǎng)目標和辦學理念。
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