独立学院自动化专业单片机课程设计教学模式的研究论文
独立学院是一个随着大众化教育的发展而出现的承接理论研究教育和技工培训的新的办学模式，它的办学目标在于培养有一定理论基础兼具工程项目设计能力的应用型人才。因此，在课程设置上要求理论与实践并重。但笔者在多年的课堂教学中发现，学生能够对若干教学理论、公式进行推倒计算，却不能将其应用在实际工程设计中。因此，如何改进教学效果，提高学生将理论知识转化为实际应用的能力，切实实现独立学院的办学目标是我们亚待解决的一个问题。
单片机原理及应用是一门实践性很强的课程。它的特点是应用性极强，能够加强学生对“系统”这一概念的理解，能够将理论知识转化为工程设计应用能力。为了进一步加强学生对于工程项目设计应用能力，体现独立学院的办学理念，注重在实践中学和应用的交叉，进行了单片机实践课程教学模式的改革，在单片机课程设计的教学模式上采用了项目教学法。
一、项目教学的实践方法
项目教学指的是学生在教师的指导下处理一个项目的全过程，在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为，解决在处理项目中遇到的困难。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。项目教学需要整合以前所学过的专业基础理论及教学案例，围绕着某个主题或者项目开展实施，学生通过讨论、论证、协作开发、综合调试和成果评价最终完成项目。项目教学法通过完成某个项目并且达到要求的技术指标，从而让学生“从做中学”;通过布置项目任务，学生充分发挥主观能动性，学生自己提出解决方案，并依据解决方案进行资料收集，最终获取自主学习知识和解决问题的能力。例如，做小车跷跷板平衡系统设计，学生拿到课题后，首先要进行讨论:采用何种控制方案，并进行论证确定其可行性。在方案论证后要进行协作开发，分头开展硬件、软件设计及仿真，最终进行综合调试。此项目是对模拟电子线路、控制理论、单片机原理等各种专业知识的综合应用，它用到了控制理论的闭环调节、模拟电子线路的电路设计和C语言编程等。通过这个项目的实践可以使得学生自主开展计划并确定实施手段。在最终设计完成之后，不同小组之间进行观摩和讨论，并对自己的实施方案作出评价。通过这种以项目为中心的实践方案，学生可以学习课外知识，发展自主学习能力，可以对所学各类专业知识进行综合应用，能够增强理论与实践的联系，提高学生的动手能力、思维能力和解决问题的能力。并且，由于学生经过亲身体验，知识和技能一经掌握就不易忘记。因此，开展这种项目教学法对学生的.能力发展具有非常重要的意义。
二、项目教学方法的实践策略
基于单片机的课程特点，其课程设计非常适用于以项目为中心的教学方法，在开展过程中应注意与理论相结合，选择合适的项目，进一步改进考核方式。
(一)理论教学中强化“系统”的概念
对单片机原理及应用的课程设计教学模式上的探讨，其核心离不开理论教学。为了能够激发学生对枯燥专业知识的学习积极性，提高学生对理论专业知识的实际应用能力，理论教学要采用案例教学法，为提高学生的动手能力打下基础。即在讲授专业理论知识的同时结合应用实例，强化学生对“系统”这一概念的理解，强调单科目在系统中的重要作用。例如，以电子称重计为例，通过讲解系统构成，可以将其按模块划分，即显示部分、传感器部分、数模转换部分及核心的数据处理部分。这种案例教学能够给学生以直观的说明:完成一个系统，不是靠单一科目能够实现，必须是多个科目的综合应用，每个科目都有其无法替代的作用。在课程结束时就必须让学生建立起一个完整的“系统”的概念。
(二)项目的设计与选取
单片机由于其应用的广泛性，其项目教学所涉及的通常是来自现实生活的问题，或需要解决的某项任务。在项目的设计上应以强化某项专业技能为目标，可以是需要经过复杂理论计算的，或是需要进行精密电路设计的，也可以是通过移植、改造或简化而实现的项目。
在选择项目时，首先应注意其系统性以及与其他专业核心课程的配套及整合，即在完成项目时必须用到其他的专业理论知识才能达到设计要求，这样才能体现理论联系实际的“系统设计”。其次项目的选取应符合实际应用并具有一定难度。选择有实际应用价值的项目，才能激发学生的兴趣，学生才能更好地发挥主观能动性。学生查找资料确定方案，其中蕴涵的问题越能诱人深入，越能留下较多的思维空间，教学效果就越好。最后选择的项目具有一定的目的性。项目选取与教学目的、培养目标相匹配，要能提高学生分析问题和解决问题的能力。
(三)考核方式和评价体系的建立
为了进一步促进学生解决问题的能力，独立学院建立更完善的考核方式和评价手段。在以项目为中心的课程设计考核方式中，方案论证与选择、系统设计成果及技术指标并重。因为其中每个环节都是学生自主搜集资料完成的。因此，每个环节都是锻炼学生自主学习能力的重要途径。对学生的考核及评价分阶段进行，而不是以单一的设计成果为唯一依据。也就是说，最终的考核评分由平时的每个环节的得分计算而来。由于这种分阶段评价体系在整个设计过程中要求每个环节都进行考核，因此每个得分点都能够反映出学生在这个知识点或者解决问题上真正的能力。这样的最终考核结果更能够细致地评价学生的综合水平。
(四)引导学生参加各类竞赛，强化高层次应用
课程设计是每个自动化专业学生必须完成的实践环节之一。有些同学在课程设计结束后还有着浓厚的兴趣期望进一步提升自身能力。因此，在课程设计结束后推荐理论知识较好、动手能力较强的学生参加各类竞赛，并有负责老师专门进行大赛定向培训以强化这些学生对专业知识的高层次应用，从而使得部分拔尖的学生任务不会中止，学习不会间断，并能形成学习梯队，促进好的学风的形式。
三、以项目为中心的课程设计的实践效果
以项目为核心的单片机课程设计的教学方式，一是可以让学生在项目设计中体会“系统”的概念，在设计过程中融合其他专业课程的理论知识完成设计任务;二是可以培养学生动手能力及工程设计能力，对就业有很大的帮助;三是可以在分析问题、解决问题的过程中提高学生自主学习的能力。而在设计时小组成员的相互讨论以及学生和老师之间的讨论时，思想的碰撞更能使得学生跳出自己思维的局限，使得学生能够从更多的角度思考问题及处理问题。事实证明，小组讨论越激烈，最后思路也越清晰。总之，以项目为中心的单片机课程教学方式能够让学生在项目任务的推动下发挥主体作用，提高自身的系统设计能力和创新能力，能更好地体现独立学院的培养目标和办学理念。
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