卓越工程师背景下的应用型工科院校单片机课程教学改革初探

白秋产 郑蓉建

【摘要】在阐述“卓越工程师教育培养计划”的目标内涵基础上，分析了应用型本科院校单片机教学存在的问题、提出单片机课程教学改革目标、改革措施措施及发展趋势。

【关键词】单片机 教学改革 卓越工程师

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0217-01

为进一步贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》，2010年6月23日，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，目的是在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。2010年，教育部启动实施了卓越工程师教育培养计划（简称“卓越计划”），清华大学等61所高校被教育部批准为第一批实施高校。2011年，教育部又出台了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》，并批准了133所高校为第二批实施高校。我校电子信息等五个专业获批试点。 单片机原理是电子信息专业中非常重要的一门专业课。本文主要以电子信息工程专业为例，结合卓越计划实施五年来的实践经验来探讨如何更好进行单片机原理技术教学改革。

一、改革单片机教育教学理念，适应“卓越工程师计划”

高等工程教育要强化主动服务国家战略需求、主动服务行业企业需求的意识，确立以德为先、能力为重、全面发展的人才培养观念，创新高校与行业企业联合培养人才的机制，改革工程教育人才培养模式，提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力，构建布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的、具有中国特色的社会主义现代高等工程教育体系，加快我国向工程教育强国迈进。

二、单片机教育教学现状

《单片机原理》综合了硬件电路设计和软件编程等技术。学生在学习本课程的时候，一方面巩固掌握了前续基础课程，如《电路》、《模拟电路技术》、《数字电路技术》和《计算机基础》等；另一方面，学会单片机系统设计的思路和方法，为今后从事相关工作打下基础；此外，以 MCS-51 为基础的单片机课程也为今后的ARM、DSP 学习等奠定基础。单片机技术日新月异，而大部分高校的单片机课程教学模式却一直延续至今，没有针对技术发展、社会需求做出相应调整。单片机的传统教学方式多以课堂原理讲解为主，结合少量硬件实验，这种模式存在的问题较多。传统教学过程中未引入工程实践设计，导致学生动手能力普遍较差。由以上单片机课程的教学现状，我们可以看出，单片机课程改革势在必行，必须改革教学模式，才能适应工程教育的目的，培养学生的实践能力。

三、卓越工程师背景下应用型工科院校单片机教学改革目标

探索工程人才教育培养新机制，树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，实现“卓越工程师”培养要求；彰显单片机技术的应用特色，单片机具有突出的控制性能和优秀的嵌入品质，广泛应用于智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器、交通与航空航天等方面；建立单片机的工程教育体系结构，以单片机基本原理为基础，设计开发及整合相关的硬件资源和软件资源，以及相关的教师资源；能够适应行业对单片机技术的课程要求，将单片机理论和实践结合，进行设计原理图、软件仿真、印刷版制作、元器件焊接、调试、安装等；提高学生在单片机技术应用上的创新能力，学生利用单片机在很多未应用领域和设计方法上不断尝试和创新；建立多层次、模块化、开放型、综合性的单片机工程训练教学新模式，充分利用单片机开发仿真软件、多媒体技术、远程教育技术、网络在线培训、单片机实验设备、大学生创新实验室、国家级、省级各类电子竞赛来提高单片机的教学新模式。

四、卓越工程师背景下应用型工科院校单片机教学改革措施

1.强调理论实践并重：采用增加实验课时，减少理论课时。

2.理论教学采用模块化及层次化教学组织：硬件结构、软件程序、外部扩展和应用实例等四大模块，每个内容模块中又划分有不同的知识层次子模块。

3.改革实验教学内容，增加学生实验动手机会：减少集成式设备，采用可重组、可跳线方式的实验设备。

4.教学方法改革：启发式、讨论式、研发式等教学方法的采用和探索。

5.以工程项目为导向，巩固和加强单片机技术体系，循序渐进地学习和掌握单片机及嵌入式系统设计的过程，在实践过程中培养他们的创新和创造能力，建立单片机课程的工程教育体系结构。

6.以单片机基本原理为基础，设计开发及整合相关的硬件资源和软件资源项目化教学内容，并利用Proteus仿真软件教学，结合多个教学重点构成的微课群，用于学生课后反复，随时学习。

7.根据学生的认知过程，建立多层次、模块化、开放型、综合性的单片机工程训练教学新模式。

8.改革课程考核方式。

五、应用型工科院校单片机教学发展趋势

应用型本科院校将以“卓越计划”为指导思想，培养面向生产、建设和管理第一线，能够灵活应用所学知识解决实际问题，既有较厚实的理论基础和人文素质，又有较强的实践能力和创新精神；在单片机教学上不断改革单片机的教学内容，教学手段，教学方法，充分利用现代教育教学技术，实现开放、协同、创新、团结合作、工程的教育的模式。

参考文献：

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究，2014

[2]王倩.基于IEET工程认证的《电力电子技术》教学改革的研究与探索[J].科技资讯，2016

[3]赵宁.信息专业卓越工程人才培养模式改革之思考[J]. 高等工程教育研究，2014

[4]胡珏，柴国钟，潘柏松.“卓越工程师”计划下人才培养的现状与对策研究——以浙江工业大学机械工程学院为例[J].高教与经济，2012

[5]楼然苗，王世来. 单片机实践教学改革与应用型人才培养[J]. 中国大学教学，2009

[6]陈以一 .协同性、开放式、立体化的卓越工程师教育培养体系的构建[J]. 高等工程教育研究，2013

作者简介：

白秋产（1971-），男（汉族），陕西咸阳人，硕士，副教授，主要研究方向：检测与控制、信息处理。

郑蓉建（1971-），男（汉族），江苏淮安人，博士，讲师，主要研究方向：过程控制。