王娟 张尔东 于广艳 史焕卿
摘要:作为一个独立本科院校,以培养应用型人才为基本目标,强化课程的实用性,给学生明确的工程案例,培养学生在实际工程问题上应用课程知识的能力是我们进行教学改革的基本出发点。下面以单片机原理与应用课程这门课为例,这门课是一门工程实用性很强的课程。课程以原理讲解为切入点,而落脚点应该在“应用”上。课程教学改革的核心思想是突出本课程的应用性,着力培养学生动手能力,加强实践教学环节,激发学生学习兴趣。
关键词:Big6与SRTP相融合模式;应用型课程;创新实践教学
Big6模式是目前国内外比较流行的一种信息素养培养方法。所谓Big 6信息问题解决模型(Big 6 MODEL-OF-Information-Problem-Solving)是取其6个步骤英文名称中的一个字母组合而成(B-I-G-S-I-X),由于它为成功解决信息问题提供了六项必备技能,故又称为Big 6技能。教师可以通过提示或者指导的形式来帮助学生应用Big 6的模型解决问题,也可通过开展一些日常教学活动。这种模型培养了信息素养,学生通过具有这种能力进而实现对理论知识的掌握。
SRTP式创新实验按“选题→规划设计→分工实施→成果交流→科学评价”组织实施,每个环节环环相扣,相互支持,缺一不可训练计划可以将大学生之间的协作以及实践实验的创新思想融入到实践教学,特别是针对应用型课程。通過组织学生用分组的形式进行综合性的教育评价,使学生的不仅锻炼和提升创新思想还有团队合作精神,从而改变学生的提高学习效率,改变学习习惯,还能改变教师的教学观念,实现对学生单片机设计能力的真实评价。
SRTP是本科实践教育教学改革的重要环节,它通过科研立项给予本科生一定经费资助,为其提供科研训练的机会,使之尽早地接触学科前沿,在科研实践中培养和提高创新创业能力。清华大学于1996年率先实施本科生科研训练计划(Students ResearchTraining,SRT)。以加拿大的阿尔伯塔理工学院为例,它的每一门实践类课程都是在机房授课,机房内设置黑板和投影,教师采用两者相结合的方式进行教学。学生可以边听,边紧跟老师进行操作。学生可以自由组合成几个小组,大家一起讨论、解决问题。题目或是由老师给出,或是自己命题,每个成员都积极地参与到课题的设计中,最后由一名成员向大家展示自己小组的作品。
重理论轻实践的教学指导方式是民办高校存在的普遍问题。究其根源,以我校《单片机原理及应用》这门课为例原因如下:首先,教学方法的误区,在课堂上教师讲讲内部结构讲讲指令,然后完成相应实验室的实验,就能够让学生掌握这门课了,其实不然,这种应用性强的课程有许多特点,在实验仪器上不能足够显示;其次,实验室的实验设备束缚了实验的条件,学生只能验证实验结果,由于缺少开发型应用装置,对于独立设计和开发产品学生根本无法做到。由于存在这些问题,要想提高学生在单片机设计应用方面的水平的确很难,针对单片机教改以及解决工科院校,特别是高等院校,如何培养应用型人才的问题促使我们认真思考。
以单片机的教学特点,在对单片机课程的教学中,对教学内容、教学方法和实验教学及培养学生创新能力方面进行了改革与探索,这对提高单片机课程整体教学水平和教学质量起到了很好的推动作用。尽管在教学改革方面虽然取得了一定效果,但在实践教学中仍然存在一些问题:各个专业在应用方向以及专业领域与所选的实验实践内容相脱离,实际实用性较差,学生所做的实验内容大多是“验证性”而非“设计性”,学生通过实例简单改写程序,没能充分发挥自主想象力和创新能力,更无法培养学生的团队合作意识,以及在学生团队沟通协作能力上的培养都被忽略了等等。为了解决上述问题,本项目基于Big 6模式和SRTP式两种相结合方式在应用型课程创新实践教学进行研究。
围绕我校“三对接”的背景下,单片机原理及应用这门课研究的新主题应该是培养单片机应用设计能力,大学生创新意识以及大学生团队合作精神。研究内容从以下几个方面实施:
(一)根据专业差别,合理分类教学
我学院对大学生单片机应用能力和水平的具体要求尽管差异较大,在教学实践这个层面上,可以分为两大类:软件类和软硬相结合类。计算机专业培养学生单片机程序设计能力;电子信息工程,通信工程专业及物联网专业培养学生设计硬件电路和程序设计的能力。
(二)教学模式的改变
以“教、学、练”相结合的教学方式,教学要点以教学项目需求安排,倡导教学“师生一体、共同完成”教学思维,化知识学科为能力本位,打破“了解”、“知会”、“明白”传统型课程思维,转向“运用”、“应用”、“改进”能力型课程;为了充分调动学生实践、求知、求解能力培养,把教学活动以“典型项目实施”为主,同时也更好地发挥教师引领学生创新带头作用,在实践项目教学指导中,设立创新学习情境、引导分配任务,从而实现师生共同探究参、合作互助、共同解决问题并总结提高的能力,师生的专业共同进步与能力持续发展。
(三)构建教学内容一体化,以专业需求为主导
研究突出各专业应用领域单片机应用特色的实践教学内容,自拟主题,围绕主题设计分组的形式进行实践活动。为了体现一个完整的单片机应用项目,首先在选用课程一体化教学项目和开发流程设计上可以这样开展:功能设定、材料准备(硬/软件)、系统构建、程序设计、调试运行、技术检测、功能实现这一工作过程来指引一体化教学开展,通过“提出任务、明确要求、搜集资料、硬件构建、软件编译、功能调试、项目评测、技术总结”作为教学步骤,在一体化课堂(需配备MCS-52单片机开发板软、器件提供,计算机、仪表仪器、电源、Internet信息咨询、教参资料)中实施课程项目教学活动。
(四)考核方式的改革
课程考核采用多元化、上机操作过程式、项目考核式评定方式,将考核贯穿于整个教学过程,在课程所设立典型项目中突出学生的实际操作能力与工作素养考核。考核评定由平时成绩、项目考核、课程设计(小型电子产品制作)和期末上机测试四项构成。
在应用型课程实践教学改革过程中实践中运行Big6和SRTP模式相结合以“项目引领,融产品于教、学、做”,进行课程教学改革,优选典型项目、结合产品、整合内容、优化手段,采用理论、实践一体化教学模式与采用多元化、过程式考核,达到“做中学、学中做,提升学生知识水平与技术应用能力”的教学效果。充分利用网络资源,进行师生间,学生间的交流互动学习。提高学生工程项目解决的能力和思维能力。有利于培养高素质的、具有可持续发展潜力的技能型创新人才。