郭 棟 白 銳 王春霞遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121001

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激發(fā)大學(xué)生主觀能動(dòng)性 提高動(dòng)手實(shí)踐能力

郭 棟 白 銳 王春霞
遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121001

摘 要：從激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性入手進(jìn)行單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的教學(xué)改革。在分析現(xiàn)有教學(xué)弊端的基礎(chǔ)上提出講好第一節(jié)課對調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性的重要作用，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式上進(jìn)行改革，并提出實(shí)物教學(xué)及動(dòng)手實(shí)踐考核的觀點(diǎn)，提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：主觀能動(dòng)性；教學(xué)改革；模塊教學(xué)；實(shí)物教學(xué)

主觀能動(dòng)性是潛在于主體中有目的、有計(jì)劃地認(rèn)識(shí)世界和改造世界的積極主動(dòng)的屬性，是由人的實(shí)踐本性內(nèi)潛在派生出來的永不枯竭的創(chuàng)造力量[1,2]。在學(xué)習(xí)和工作中，只有充分發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性，才能最大限度地促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)步。如何在教學(xué)中讓學(xué)生發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，積極主動(dòng)帶著問題、帶著探索精神學(xué)習(xí)，是學(xué)生學(xué)好一門課程的關(guān)鍵。那么如何在教學(xué)中使學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，教師在教學(xué)過程中如何進(jìn)行教學(xué)是廣大高等學(xué)校教師急需共同探索和研究的問題。下面以單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程為例，淺析在教學(xué)過程中如何進(jìn)行教學(xué)改革從而激發(fā)大學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高大學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

1 單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題

1.1單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的特點(diǎn)[3,4]

(1)該課程內(nèi)容豐富，涵蓋了硬件資源、軟件編程以及應(yīng)用設(shè)計(jì)三大部分，三者之間內(nèi)容跨度大，但又相互滲透、緊密聯(lián)系，學(xué)生需要多角度思維，難以理解和掌握。

(2)該課程應(yīng)用性及實(shí)踐性非常強(qiáng)，很多教材內(nèi)容與工程實(shí)踐的要求相比相距甚遠(yuǎn)，與以往的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了很大的改變，可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)少，短時(shí)間難以學(xué)會(huì)。

1.2目前教學(xué)存在的問題

(1)目前單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程教學(xué)采取以理論講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，外加課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式，教師按照教材的編寫順序進(jìn)行理論課的講授，各部分知識(shí)點(diǎn)相對獨(dú)立，學(xué)生在學(xué)習(xí)整本書之后對單片機(jī)開發(fā)的過程仍然不了解，甚至不知道所謂的“燒程序”是什么，“bug”是什么。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為主要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，而實(shí)驗(yàn)箱是一個(gè)“黑匣子”[5]，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只是簡單的在輸入輸出之間連接線路，對實(shí)際電路的工作原理根本不懂。而且單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)際是一種仿真操作，涉及不到真正的電路設(shè)計(jì)過程，學(xué)生學(xué)過之后就連最基本的元件識(shí)別都不會(huì)，連編程和仿真器都不清楚[5,6]。

(3)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要以學(xué)生設(shè)計(jì)電路原理圖、編寫程序?yàn)橹?，不存在?shí)物制作及調(diào)試過程，學(xué)生只能在固定實(shí)驗(yàn)題目范圍內(nèi)變更接線，對程序稍加改動(dòng)驗(yàn)證，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，無法發(fā)揮學(xué)生的想象力。

(4)現(xiàn)有的教學(xué)模式忽略了工程設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力差。

針對教學(xué)中存在的問題，分析原因，主要有兩點(diǎn)：一是教學(xué)手段未能引起學(xué)生的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)僅僅是為了應(yīng)付考試；二是學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的精神。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于動(dòng)手實(shí)踐方面存在著濃厚的興趣，但是這種勁頭難以持久，尤其是遇到困難而無法解決的情況下更是如此；同時(shí)通過觀察發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生能夠積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，就能夠克服種種困難，取得良好的成績，使自己具有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2 教學(xué)內(nèi)容改革

(1)鑒于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)更感興趣，因此減少理論課授課學(xué)時(shí)增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐授課學(xué)時(shí)。對于56學(xué)時(shí)的單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程，由原來的48學(xué)時(shí)理論授課、8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)授課改為40學(xué)時(shí)理論授課、16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)授課。

(2)傳統(tǒng)教學(xué)中講述的是匯編語言，雖然匯編語言有其自身的優(yōu)勢，但是由于編寫的程序靈活性差、可移植性差，設(shè)計(jì)人員必須清楚了解硬件結(jié)構(gòu)才能進(jìn)行開發(fā)，導(dǎo)致開發(fā)難度大，而實(shí)際工作中主要采用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，為了讓學(xué)生畢業(yè)后能迅速適應(yīng)新的角色，在教學(xué)中引入C語言(C51)，在講述匯編程序設(shè)計(jì)的同時(shí)講授C51程序設(shè)計(jì)。

(3)增加實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，課程學(xué)習(xí)初期給學(xué)生布置實(shí)物設(shè)計(jì)制作任務(wù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步完成實(shí)物制作，在考試前進(jìn)行任務(wù)檢查并完成答辯。這樣學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，目標(biāo)明確，完成后成就感強(qiáng)，對于培養(yǎng)學(xué)生的興趣起到了積極的作用，有了學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生就會(huì)愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)。

3 教學(xué)方法改革

3.1上好第一節(jié)課 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)教學(xué)中第一堂課的內(nèi)容是：教師對單片機(jī)進(jìn)行整體介紹以及理論知識(shí)的講授，內(nèi)容死板，學(xué)生可能產(chǎn)生抵觸情緒，學(xué)習(xí)興趣低落，更談不上主動(dòng)去學(xué)習(xí)，要改變這種狀態(tài)就要改變這一傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用引人入勝、出奇制勝的方法，做到“一炮打響”，讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。因此采用多媒體及實(shí)物參觀的方式完成第一堂課內(nèi)容的講授。首先采用多媒體視頻資料展示出單片機(jī)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，讓學(xué)生對單片機(jī)的作用有一直觀認(rèn)識(shí)，然后帶領(lǐng)學(xué)生參觀單片機(jī)實(shí)物展室及電子大賽作品展室，并通過大四學(xué)生的介紹與實(shí)際演示，向?qū)W生展示單片機(jī)的神奇之處，并讓學(xué)生們知道自己能夠完成這些作品的設(shè)計(jì)，通過這種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這種授課方式打破了傳統(tǒng)理論教學(xué)模式，能使學(xué)生對小小單片機(jī)芯片發(fā)揮的作用產(chǎn)生興趣，從而在第一堂課就讓學(xué)生產(chǎn)生想要學(xué)習(xí)這門課程、想要學(xué)好這門課程的思想，為后續(xù)的理論課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，能夠起到事半功倍的效果[7,8]。

3.2改變傳統(tǒng)教學(xué)方法

目前單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程教學(xué)普遍采用的授課方式是：先集中講授理論課而后集中完成實(shí)驗(yàn)，也有的采用理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)穿插授課的方式。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只是簡單的在輸入輸出之間連接線路以及輸入程序觀察現(xiàn)象，難以將講授的理論內(nèi)容與實(shí)際相結(jié)合，造成了理論課死記硬背、實(shí)驗(yàn)課應(yīng)付過關(guān)的局面。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，打破常規(guī)的授課方式，采用模塊化教學(xué)的手段，將整本書的授課內(nèi)容劃分為若干模塊(根據(jù)學(xué)時(shí)以及實(shí)驗(yàn)室資源情況進(jìn)行劃分)，根據(jù)教學(xué)需要再將每一模塊劃分成若干小節(jié)，形成理論與實(shí)驗(yàn)構(gòu)成一單元(2學(xué)時(shí))的授課內(nèi)容，并在實(shí)驗(yàn)室完成授課；同時(shí)要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)即將講授的內(nèi)容。實(shí)施的過程為：教師前半節(jié)課進(jìn)行理論講解，學(xué)生可以利用課間時(shí)間思考，后半節(jié)課的前20分鐘學(xué)生根據(jù)講授的知識(shí)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，后30分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。這樣能夠讓學(xué)生做到當(dāng)堂課的內(nèi)容當(dāng)堂吸收，由于可以實(shí)際演示，激發(fā)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

3.3采用實(shí)物教學(xué)手段 調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性

由于采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行教學(xué)不能使學(xué)生得到單片機(jī)開發(fā)過程的鍛煉，因此采用實(shí)物教學(xué)的方式來培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力。授課教師根據(jù)授課內(nèi)容設(shè)計(jì)一款綜合實(shí)驗(yàn)板(要與教學(xué)用實(shí)驗(yàn)箱所用的功能一致)，并將該實(shí)驗(yàn)板根據(jù)授課內(nèi)容劃分為若干模塊。具體實(shí)施過程為：每次上課時(shí)按照劃分的模塊及教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生發(fā)放電子元器件，包括單片機(jī)、模塊芯片及一定數(shù)量的電阻、電容、電感等常用元器件，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行焊接(上課時(shí)僅講述焊接注意要點(diǎn)，課后學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)書完成)；教師上課時(shí)根據(jù)授課內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行編程訓(xùn)練，而學(xué)生課后需要根據(jù)指導(dǎo)書進(jìn)行焊接調(diào)試，并在完成的實(shí)物上實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)容。在學(xué)生操作的過程中會(huì)涉及一些實(shí)踐知識(shí)，促使學(xué)生積極主動(dòng)的思考，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，尋求解決方案。例如，單片機(jī)工作時(shí)需要5 V電源供電，那么如何供電呢？實(shí)驗(yàn)箱中的電源是集成在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的，通電就可以使用；而實(shí)際制作時(shí)需要自己準(zhǔn)備電源，解決的途徑有：購買現(xiàn)成的穩(wěn)壓源，或者根據(jù)模擬電子學(xué)過的知識(shí)用7805芯片制作最簡單的5 V穩(wěn)壓源，但不管是購買現(xiàn)成的穩(wěn)壓源還是自己動(dòng)手制作，與自制作品連接時(shí)都需要有電源接口，電源接口又該如何設(shè)計(jì)呢？這一系列的問題都是在實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)過程中涉及不到的，這就迫使學(xué)生自己去思考、研究，從而積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。同時(shí)學(xué)生在制作時(shí)又涉及元器件的布局、焊接等知識(shí)，通過點(diǎn)滴積累，學(xué)生就學(xué)會(huì)了思考與動(dòng)手，課程結(jié)束之后，學(xué)生可將各模塊進(jìn)行連接，最終完成綜合實(shí)驗(yàn)板的制作與調(diào)試。在整個(gè)學(xué)習(xí)期間，鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇元器件和芯片，如可用電阻排代替一組同阻值電阻等，使得學(xué)生經(jīng)歷自主選件、焊接電路、軟件編程，充分掌握硬件設(shè)計(jì)及軟件調(diào)試整個(gè)過程，全面了解一個(gè)作品開發(fā)研制的全過程，激發(fā)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

4 考核方法改革

傳統(tǒng)教學(xué)中采用以考試為主的考核方法，不利于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此增加技能考核手段，占課程期末總成績的30%。采取的措施是學(xué)生根據(jù)教師給定的題目(課程學(xué)習(xí)初期下達(dá))，在考試前完成相應(yīng)題目的實(shí)物設(shè)計(jì)與制作，根據(jù)完成情況評定成績。學(xué)生在實(shí)物制作過程中可以采取查閱資料、借鑒、相互討論、答疑等形式，但是評定成績時(shí)需要進(jìn)行答辯，深入考核學(xué)生在完成實(shí)物制作時(shí)出現(xiàn)的問題、解決的方案以及目前掌握的程度，嚴(yán)格避免有些同學(xué)渾水摸魚現(xiàn)象的發(fā)生。通過增加技能考核手段促使學(xué)生積極主動(dòng)思考、努力解決在實(shí)物制作過程中出現(xiàn)的各類問題，逐步培養(yǎng)建立起獨(dú)立思考問題發(fā)揮其主觀能動(dòng)性的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，有利于學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。

5 激勵(lì)制度

組織學(xué)生積極參加校級及省級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目以及大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，機(jī)器人大賽等各種比賽，對參與項(xiàng)目以及競賽并取得一定成績的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)，遼寧工業(yè)大學(xué)制定了《遼寧工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新學(xué)分管理規(guī)定》《遼寧工業(yè)大學(xué)關(guān)于對參加省級以上大學(xué)生創(chuàng)新競賽獲獎(jiǎng)項(xiàng)目進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)的有關(guān)規(guī)定(修訂)》《遼寧工業(yè)大學(xué)關(guān)于參加省市級以上比賽獲獎(jiǎng)學(xué)生考試成績加分的有關(guān)規(guī)定》等規(guī)章制度[9]，通過項(xiàng)目及競賽，可以使學(xué)生充分了解自己的情況，激發(fā)學(xué)生的熱情及興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與，很好地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，充分提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，為走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語

在以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的教育背景下，以調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性為主的教學(xué)改革對提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力具有積極的促進(jìn)作用。通過講好第一節(jié)課、實(shí)物教學(xué)以及動(dòng)手實(shí)踐考核等措施的實(shí)施，所教學(xué)生在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中都取得了喜人的成績，達(dá)到了教學(xué)的目的，提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。通過近兩年的小范圍實(shí)驗(yàn)證明，所提措施對于激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性是切實(shí)可行的，對于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。

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Stimulate Students' Subjective Initiative Improve Practice Ability

Guo Dong, Bai Rui, Wang Chunxia
School of Electrical Engineering, Liaoning University of Technology, Jinzhou, 121001, China

Abstract:The teaching reform of the SCM Theory and Interface Technology curriculum is carried out from the aspect of stimulating students' subjective initiative. The existing problems are analyzed and then the important role of the teaching of the first class to mobilize students’subjective initiative is put forward. The reform is carried out from the aspects of teaching content, teaching method, evaluation means. Then the viewpoint of material object teaching is put forward. The students' design ability and practice ability are improved.

Key words:subjective initiative; teaching reform; module teaching; material object teaching

基金項(xiàng)目：2014年遼寧省普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(編號(hào)：UPRP20140643)；2014遼寧工業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(編號(hào)：2014031，2014033)。

作者簡介：郭棟，博士，副教授。

收稿日期：2015-12-23