汽车单片机实验教学改革探索与实践

邹浙湘，王思卓，李明扬

摘要：本文针对高等职业教育的培养目标是培养高技能的应用型人才，以车辆工程专业开设的汽车单片机及车载总线技术作为改革示范课程，针对传统的汽车单片机实验教学存在的不足，进行一系列实验教学改革，深入探讨实验教学新举措。实践证明，新的实验教学模式更符合独立院校培养技能型应用型高级人才的目标，更符合社会人才需求。

关键词：汽车；单片机；实验教学

中图分类号：G712 文献标志码：A?摇 文章编号：1674-9324（2012）09-0027-02

引言

各大专院校汽车类专业普遍开设了汽车单片机课程。单片机教学和实验如何开设已逐渐成为衡量各院校汽车电子类专业学生应用水平高低的重要指标之一。实验教学在学生能力培养和综合素质提高方面是一般课堂教学无法替代的，是学生理论联系实际的重要手段之一。《汽车单片机及车载总线技术》是一门理论性和实践性都很强的课程，在重视理论教学的同时，必须重视实验教学。学生通过编写程序、软件仿真、硬件电路设计、仿真等实验过程，可以更好地掌握单片机的理论知识和应用技能。因此，要真正掌握好这门课，必须强调实验教学在能力培养和学习中的主体地位，加强实验教学，严格实验考核。我校是个三本独立性院校，对学生的培养定位是“复合型、应用型”人才，如何改革现有实验教学效果、提高学生动手能力是我们的当务之急。

一、实验教学存在的问题

首先，实验教学模式单一，以往我校传统单片机实验教学模式为在规定的时间内，按照教学大纲的要求，遵照教师规定的操作，学生跟着老师完成规定的实验。这种相对呆板、封闭的实验模式很难提高学生的学习兴趣，更无从谈起他们的主动性和创造性的发挥。其次，在理论教学学时内，安排学生上机实验。实验课时少，例如车辆工程专业，实验学时只有10个学时。学生在教师安排下上机实验，在课后整理实验报告上交给实验老师，最后实验老师根据学生平时实验的表现给学生打本次实验的实验成绩。学生没有明确实验目标，实验兴趣不大，实验过后没有自主学习的积极性，过分依赖实验辅导老师，加上实验课本身学时较少，导致多数学生实验课程结束以后很难掌握单片机的编程方法，甚至部分同学连调试环境都不熟练，实验教学效果比较差。我校的单片机实验成绩仍依附于理论成绩，按整个学时的一定比例计入总成绩，所占比重较少。考试虽然不是检查和促进学生学习的唯一手段，但是没有正规的考试会给学生造成一个误区，学生常常以为可以为其它的考试课程让路。

二、改进措施

汽车单片机实验教学改革的目的是要培养具有创新性、掌握系统设计方法和能够设计基于单片机系统的汽车电子产品的汽车电器方向的学生，因此课程内容的选择、实验和设计项目的设置都要围绕这个目的。首先要对实验内容进行全面改革，对课程教学进行整体设计和整体规划。将实验课程内容应按照“基础型、综合型、设计型、创新型”的原则循序渐进分层次构建，注重于专业技能的训练。在教学内容的改革上，实行实验室开放，可以充分发挥现有实验室的作用，提高实验室空间、时间上的利用率，有利于激发学生积极性、独立性和创新能力。解决传统实验室计划性、强制性管理对教学带来的弊端。通过研制灵活、合理的开放型实验室排课方案，让学生自由地选择实验教学内容和实验时间，不断发挥学生学习的主动性、创造性，同时引导学生进行个性化学习。其次，应该采用灵活的教学手段，鼓励实验教师根据实验课程制作单片实验教学课件，采用多媒体进行教学。比如：利用proteus软件设计一些实例进行讲解演示，这种方式比较生动形象，有助于提高学生的学习兴趣。在实验过程中，采用启发式、讨论式进行指导。当学生遇到问题时，教师不能急于马上解决，应该给出相应的提示，就某一关键问题展开讨论，尽可能让学生自己解决问题，这样一个过程可以避免学生的惰性和依赖性，加强他们学习能力，提高他们的实践能力。最后，现行的考核办法注重学生的实验操作表现，但对学生实践技能不能完全考核，会有少数同学蒙混过关。为此我们应考虑在原有考核的基础上采用更为全面的考核方式。实验平时成绩不但按整个学时的一定比例计入总成绩，同时，在理论教学与实验教学结束后，为学生统一安排实验考试。实验考试形式为通过性考试，实验考核未通过者取消期末笔试考试资格。为了有效地测试学生的操作技能，考查内容即给出项目要求，让学生用所学知识说出解决思路，探究解决问题的方法，考察学生是否具有设计能力和创新能力。学生通过C语言编程实现计算机仿真。此次实验考核办法在机械与车辆学院2008级车辆工程专业中试点实施，参加实验考试学生人数为137人，考试时间为90分钟。实验考试分为三个考场，每个考场安排两名监考老师，由监考教师安排座位，学生按照正规考试要求带好证件，严格考场纪律。实验考试内容主要考察学生对PROTEUS软件和KEIL软件的掌握情况，对单片机C语言编程的掌握情况。要求学生会使用PROTEUS软件按要求设计硬件电路图，根据实验内容要求设计程序，并使用KEIL软件修改已知程序，实现软件和硬件的联调，达到特定要求的功用。实验考核结果由学生实验完成情况以及实验完成所需时间，综合得分。此种考试形式引起学生对本门课程的足够重视。促进学生重视实验课程，避免了少部分学生企图蒙混过关，减少了平时实验的抄袭现象。由于实验学时少，为了能够通过实验考试，学生自觉地在课下利用业余时间熟悉和练习软件操作方法，巩固复习理论教学内容，加大了自主学习的力度。有些同学在试验考试中没有能够调试出正确结果。考试结束后主动找到任课教师要求老师为其讲解实验内容。同学们在自主学习的过程中，培养了这门课程的学习兴趣，取得了良好的学习效果。

三、具体成效

经过长期的实践教学，各项改革措施不断深化和完善，教学效果十分明显，学生的学习积极性高涨，学生在课程中的实践项目完成情况比预期的要好，学生动手实践能力提高很快。通过考核反映出学生掌握理论知识和实践技能的效果比改革前大有提高。通过调查问卷，普遍对改革后的实验教学方式表示欢迎。学生普遍认为自己在这一门课程的学习过程中不但掌握了以前难于掌握的理论知识，更重要的是通过亲自动手实践提高了自己的动手能力和认知能力。学生利用开放的实验环境参加多项国家赛事，2011年全国“飞思卡尔”杯智能汽车比赛荣获广东省三等奖，2011年全国大学生电子设计竞赛荣获全国二等奖，这对于三本类院校学生是一个极大挑战。改革后的教学方式，使从事该课程的教师感受到了教学改革后带来的优越性，教师的教学工作效率得到了提升，实践指导环节的教学质量显著提高，教师的理论教学负担反而减轻。教与学通过改革与实践很好地融合在了一起。同时说明通过汽车单片机实验教学改革，可以使学生在实验过程中有效地运用所学的理论知识，提高实践学习的兴趣，增强学生创新的能力，培养了学生独立分析和解决实际问题的能力。

参考文献：

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