學生創新實踐能力培養的微控制器教學方法的改革論文
學生創新實踐能力培養的微控制器教學方法的改革論文
微控制器從問世以來，對於人類的生活和社會的進步起到了巨大的推動作用。微控制器的飛速發展也在越來越多地促進人類文明的進步。對於當今接受工科高等教育的人群來說，掌握微控制器的實用技能，更好地利用微控制器帶來的優勢;掌握微控制器的開發技能，更好地設計實用產品;掌握微控制器系統的維修維護技能，更好地發揮微控制器的作用，都是必要的。
目前，微控制器被廣泛地應用於生產、生活的各個領域，在控制系統、測試系統上發揮著作用。如機床裝置上的電子控制，能夠使勞動生產率提高並保證產品質量;汽車電子控制系統和電控技術的完善，也在促進汽車的智慧化、舒適化的發展;家電產品中的電控系統更是不可或缺的，為人類生活質量的提升提供了高效快捷的方法。
微控制器課程是電子技術專業學生必修的一門重要專業基礎主幹課程，也是一門理論與實際密切結合的課程;是學生必修的一門重要專業基礎主幹課，也是一門理論與實際密切結合的課程，同時還是學生進行完整的智慧電子產品開發必修的課程之一。學生對該課程內容掌握的程度直接影響其專業課程的學習和專業技能的提高，對於人才素質的培養起著舉足輕重的作用，因此，對於微控制器課程在工科專業的設定是必要的;另外，對於微控制器知識的瞭解、學習、掌握也都是必要的。這就對於微控制器教學如何順利地開展，教師教學能力的提高，學生學習程度的深化，提出了更高的要求。本文正是在實踐教學經驗的基礎上，總結了近年來微控制器教學的問題和弊端，在與時俱進的思想引導下，提出了基於學生創新實踐能力培養的微控制器教學方法的改革思路。
一、微控制器教學中存在的問題分析
2010 年，教育部基於國務院《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(201—2010 年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020 年)》的相關內容，提出了卓越工程師培養計劃。該計劃的主要目標是：面向工業界、面向未來、面向世界，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各型別工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源基礎，增強我國的核心競爭力和綜合國力。
筆者依據十餘年的微控制器教學經驗，總結了微控制器教學中存在的問題，目的是根據存在的普遍問題找到解決方法，更好地促進微控制器教學。
1.傳統的書本知識講解方式。現在仍然在微控制器的教學中存在單純的書本知識教授的例項。教師在課堂教學中，按部就班，照本宣科地把書本知識灌輸給學生。這種方法對於學生興趣的培養不利，微控制器課程本身就是枯燥難懂的理論知識，這種講述方式不可能給學生以直接的'刺激以激發學生的學習興趣。有文獻指出微控制器課程具有如下特點：實踐性強，課程本身對學生的理論基礎要求不是很高，它側重於具體技術在工程中的應用。但是這種認知也是有侷限的，基礎和理論知識必不可少，只是把精力完全放在理論知識的教授與學習上，對於微控制器的掌握是遠遠不夠的。
2.微控制器知識的孤立講解，與前續知識的銜接困難。微控制器技術是與數位電子、類比電子、計算機基礎等理論知識密切相關的學科，孤立的講解一定是不見成效的，如何使前續知識可以融合於後續的微控制器學習也是教學環節必須注意的問題。
3.學生學習興趣難以保證，課堂教學質量難以保證。基於以上的教學現狀，學生的學習狀態可想而知，完全是晦澀的知識傳授，學生不知道學到什麼程度，怎麼學以致用，導致學生的學習主動性不高，很多學生對微控制器的學習是知難而退，提不起興趣，乾脆放棄。
4.微控制器的實驗環節設定不足。幾個學時的實驗環節，基本上只能滿足演示實驗的時間要求，因此，學生的實際動手能力培養流於形式。
5.現有考核形式的弊端，以試卷的形式考核微控制器知識的掌握無疑是不恰當的。這種考核形式也是與採用傳統的教學方法的弊病之一，對於學生的考核還停留在對於知識點的記憶上，而忽視了微控制器教學是要學以致用的宗旨。
二、微控制器教學方法改革的系統化措施
注重能力培養無疑是微控制器教學的重中之重，微控制器課程在所有的工科專業課程中是最容易與實踐結合的一門課程，對於學生自主學習能力的培養，創新思維的鍛鍊，實踐能力的拓展都具有積極的意義。關於微控制器教學的幾點改革意見可以概括為：
1.從課程匯入環節入手，設定實物展示與學生製作的產品展示環節，形象直觀地告訴學生，透過微控制器課程的學習，能學到什麼，透過學習可以做什麼。激發了學生的學習興趣，學生才有可能在學習碰到困難時，正視困難，不逃避，不半途而廢。這節匯入課，對於微控制器這門比較特殊的課程來說，是關鍵，是必不可少的環節。
2.克服傳統教學的弊端，做到知識講授與掌握程度的最大化。這就要求對課堂的教學時間的有效利用，教師對於教授內容的合理設計，有效地利用教學影片，與應用模擬軟體的有效結合，豐富學習的手段，取得高效的學習收穫。
3. 學生自主學習能力培養的必要性。微控制器的實際應用特徵決定，對於微控制器的學習不能單純侷限於對課堂時間的利用，課下的消化理解，實踐動手，都是必不可少的環節。學生要有效地利用網路學習資源，對於疑難問題尋根溯源，對於相關軟體進行學習與操作，對於微控制器開發系統進行實際操作，這樣才能真正地學好微控制器，用好微控制器。
4.依靠開展學習興趣小組，以團隊學習的形式，鞏固課堂知識。僅憑學生吃大鍋飯喝大鍋粥，使所有學生都能夠在微控制器學習中得到好成績是不現實的，特別是對於非計算機電子專業的學生而言。依靠學生的興趣選擇，成立針對不同目標的學習興趣小組，劃分的依據可以是以對於課程掌握要求一類，做實際的不同產品設計一類。團隊學習的形式可以實現優勢互補，取長弊短，促進共同學習，小組之間也可以以實際的產品開發等成果進行交流，進而帶動其他學生的學習積極性。
5.對於微控制器學習的教學政策支援，也是尤為關鍵的。對於電子控制技術發展在社會生活各個環節的普及，使得微控制器越來越重要，工科院校的各類專業不僅要開設微控制器課程作為專業必修課，更要在實驗條件、師資上給予重視和支援，老師教得好，有方法，可以更好地引導學生。實驗條件和配套設施的購置和使用，使學生的動手能力得到鍛鍊。學校的學生創新專案的立項和資助上也應該向微控制器控制方向的課題傾斜，讓學生有更多的機會實現自己的創新思維，把idea 轉化為產品。鼓勵學生積極參加和參與各類各項的微控制器方面的比賽，提升學生的實踐能力和動手能力將不再是紙上談兵。
三、微控制器的有效學習法總結
對於有效的微控制器學習方法進行總結，具體的學習過程按照理論學習→入門→能力訓練→創新與實踐→產品開發與設計→產品成果的過程進行，其中理論學習與能力訓練作為基礎環節，兩者相輔相成，在同步的學習中，找到微控制器的學習技巧，培養技能，從程式設計軟體的運用，硬體設計的環節獲得能力提升。但是，微控制器的學習不會只侷限於理論學習能力和虛擬軟體的應用能力，就連微控制器開發板也只能作為學習微控制器的工具。對於產品的開發設計環節要求學生首先有一個創新思想的切入點，對於某個產品進行實際的設計理念，從硬體設計，到硬體系統的合理搭建，再進行相關的軟體程式設計。而實現產品的功能，最終，進行效能的可靠性除錯，完成了微控制器產品的設計。設計的產品成果可以充分體現學生的學習能力，學生的創新性思維，學生的實踐能力。
近幾年的教學實踐證明了從教學方法進行改革和採用系統化的學習方法可以有效地促進學生對於微控制器學習效率的提高。學生的實際產品成果，包括了汽車電動窗簾、藥丸分裝機、菌袋打孔機、自動裝卸系統設計等。這些成果也充分證實了微控制器的教學方法和學習方法的有效性，可以提高學生的學習能力，發揮學生的創新能力和實踐能力，使得學生更早地接觸產品設計，促進了能力培養。
四、結論
對於微控制器課程的掌握和良好運用無疑是一項巨大的工程，無論從教學方面而言，還是對學生的個體而言，學生的創新能力和實踐能力的培養都被蘊含在具體的產品設計與開發中。對於當代大學生實現知識體系的完善化、系統化，透過微控制器課程的學習和微控制器控制產品的開發，無疑是一個好的切入點和有效手段。因此，今後工科學校的學生和教師不妨從微控制器的學習入手，突破大學生實踐創新能力培養的瓶頸。