以电子设计大赛促进多层次MCU为核心的系列课程教学改革

刘梦亭 赵丽红

【摘要】本文章以大学生各类学科竞赛活动为契机，论述了以多层次MCU为核心的系列课程教学改革的探索与实践，着重从课程体系、教育内容、实践能力等方面进行了改革和探索，从而进行具有创新意识、适应性强、综合素质高的应用型专业人才的培养。

【关键词】学科竞赛;MCU;教学改革

Abstract：The article to the students of various subject contest as an opportunity，discusses the exploration and practice of teaching reform of series courses in multi-level MCU as the core.It focuses on curriculum system and teaching content and practice and exploration was reformed and，seek to develop innovative，high quality，adaptable application-oriented professionals.

Keywords：subject contest;MCU;teaching reform

引言

一直以来我院电子信息系提倡培养应用型人才，以学生为主体，以教师为主导，把促进学生健康成长作为学校一切工作的出发点和落脚点，为每个学生提供适合的教育，提高学生用于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力，提高学生服务国家，服务社会的责任感。因此在重视学科建设的基础上，不断改革实践教学内容，改进实践教学方法，通过吸引更多的高水平教师从事实践教学工作，但又不能仅仅按照传统意义上的实验教学来开展，而是通过鼓励和引导学生通过开展产品的制作、参加各类学科竞赛等新型形式走出校园与全国重点院校同台竞技的同时，获得交流与学习的机会，并能快速捕捉社会的实际需求，提高就业竞争能力，真正做到以赛促教，以赛促建。

1.以竞赛活动为契机，深化课程体系改革，培养学生创新意识

当前，面向大学生的科技竞赛种类繁多，规模越来越大，内容越来越丰富多彩，受到了各大高校师生的广泛关注。近年来，我院高度重视大学生竞赛活动，通过构建大学生竞赛平台，举办和参加多层次，多形式的大学生科技竞赛活动，不断推动学校进一步加强专业建设，推动校内外实习实训基地建设，深化教学内容和课程体系改革，以竞赛促教学，以教学带竞赛，不断探索有益于学生发挥潜能和成长的创新人才培养模式。

我院电子信息系从2007年以来已经成功地组织学生参加了多次全国大学生电子设计竞赛，广东省大学生电子设计竞赛，“博创杯”全国大学生嵌入式物联网设计大赛，“毕昇杯”全国电子创新设计竞赛以及“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等等，并在比赛中取得了优异的成绩——获得全国大赛总决赛特等奖三项，一等奖两项，广东省一等奖七项，二等奖三等奖若干项，有近百名学生参与到各类大学生电子竞赛活动中去。回顾近几年的历程，我们深有感触：是竞赛大大提高了学生的实践动手能力，培养了学生的创新意识，增强了学生的团队合作意识，提高了实践教学质量。

2.建立以多层次MCU为核心的系列课程平台，加强实践教学内容的改革

根据我院参加以上不同的学科竞赛活动的特点，建立以多层次MCU为核心的系列课程平台，有针对性地进行实验实践教学。以多层次MCU为核心的系列课程分为四个方向：电路设计类课程、仿真设计类课程、软件设计类课程及应用设计类课程，各个方向又细化为基础课、专业基础课和专业课。如图所示。以单片机技术、EDA技术和嵌入式技术的应用开发为核心的课程平台建设，有机融合了电子电路系列课程，仿真分析系列课程以及软件设计系列课程，强化了学生的电路设计、软硬件相结合、综合运用先进技术的能力，进一步通过各类MCU设计项目提高学生系统分析、设计、开发的能力，为激发学生的实践创新意识、实践创新思维、实践创新能力提供了知识平台。

图一 MCU系列课程体系

加大各门课程之间的相互联系和承前启后性，加大各课程知识点的相互促进作用，进一步优化课程体系，将更多应用型，设计型课程引入到培养方案中。在51单片机、电路CAD、ARM处理器原理课程的教学中，更多将MCU的应用和实际结相合，结合企业应用的最新技术和发展方向把握教学的内容，在学生完成一门课程后则具备使用该专业知识进行相关电子制作的能力。

联合电子信息系实验室动态合理配置系内实验资源，以实验楼328嵌入式实验室为学生科技活动中心，全日制面向电子信息系学生开放，电子信息系教师与实验中心实验员共同对参与科技实践活动的学生进行指导与培训，支持和鼓励学生进行各类电子设计、电子制作、软件设计、各种创新科技实践活动。成立各类兴趣小组，引导学生在电子信息技术应用的各种领域进行创新型产品的研发和制作，通过参加全国大学生电子设计竞赛、博创杯嵌入式竞赛、毕昇杯创新电子竞赛，挑战杯课外科技竞赛等全国性竞赛活动，重点培养学生的实践动手能力和创新能力，提高学生自信心。

图二 单片机课程实验内容创新与完善

打破传统的验证性实验教学模式，根据实验教学的内容不同，将实验课程划分为验证性、应用型、设计型、创新型实验，注重理论与实际紧密联系，题目由简单到复杂、难度从小到大，以单片机课程为例，如下图所示，将实验教学内容进行创新和完善，将51单片机在各类电子产品的应用引入实验课程，学生围绕单片机进行各种电子制作，例如：交通灯的设计，电子时钟的设计，立体停车库控制器的设计，自动行走小车，太阳能发电照明控制系统，基于单片机的智能家居系统等一系列设计型创新型实验（见图二）。

增设电子系统综合设计。电子系统综合设计涉及电子，通信，自动化，嵌入式等多个学科领域，是从模拟电子、数字电子到单片机，传感器原理与应用，嵌入式linux，物联网技术等多个相关专业课程的综合设计课程，着力于培养学生开发创新的综合应用的实践操作能力，为参加各类全国大学生电子竞赛取得优异成绩起到促进作用。参赛获奖作品有“基于LINUX系统和ARM11处理器的智能家居系统”，“基于WINCE系统和GRPS的远程校园智能监控系统”，“基于ARM7的风光互补发电照明控制系统”，“基于ARM6410及Android系统的六足机器人”，“基于ARM6410的六轴航拍飞行器的控制”，“基于第六感的探险救援爬墙机器人”，“基于物联网的智能安防兼排爆机器人”等。

3.总结

大学生电子设计竞赛检验了电路设计类的教学内容与教学质量;博创杯嵌入式大赛反映了我们本科生很好的将嵌入式、物联网应用系统与现实需求紧密结合，学生将所学的技术知识得以转化，并充分利用大赛平台相互学习、交流，为未来快速适应工作环境打好基础;毕昇杯创新设计大赛通过我们的学生在达盛科技的开发板上进行不拘泥于各种技术形势的创新设计，培养学生的动手能力以及学习能力，弘扬了民族创新精神。由此可见，以多层次MCU为核心的系列课程改革的全面实施取得了丰硕的成果，改革是成功的。今后，我们将进一步扩大竞赛的参与面，促进校际交流，为优秀的创新人才的脱颖而出提供舞台。

参考文献

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[6]于微波，姜长泓，刘玥.以电子设计大赛促进实践教学改革[J].当代教育论坛，2010，（06）：40-41.

作者简介：

刘梦亭（1981—），女，江西景德镇人，工学硕士，讲师，主要研究方向：系统工程，嵌入式开发，信号处理。

通讯作者：赵丽红（1978—），女，湖北鄂州人，工学硕士，工程师，主要研究方向：系统工程，计算机软件技术。