《单片机原理及应用》阶梯式卓越技术人才培养
《单片机原理及应用》阶梯式卓越技术人才培养 本文以《单片机原理及应用》这门专业课为例，讨论如何将该门专业课的 教学方法应用到实处，让学生自身的潜能得到充分的发挥，并且充分利用各渠道 的硬件资源作为支撑条件，跨空间、跨地域、跨思维的方式地把学生培养成卓越 技术型人才。随着国家对技术人才的大量需求，本科单一的教学模式已经不能满足用人 单位的实际需要，聚焦世界各国，都在努力地推进产学研合作，尤其是发达国家， 他们采用各种措施推动大学和工商业发展之间的关系，把培养应用型工程技术人 才作为主要培养目标。
我国应汲取其他国家的优点，重视工程技术人才的培养，不再墨守成规，应把 本科教育站在其应有的高度上，按照技术发展的长远规划来培养合格的人才。本 文以《单片机原理及应用》这门课为例，讨论如何将该门专业课的教育教学方法 应用到实处，让学生自身的潜能得到充分发挥，重点阐述阶梯教学的理念和意义。
一、《单片机原理及应用》的重要性 1.单片机技术概况。单片机是一种微型计算机，通过外围电路的搭建 和程序设计，完成多种控制功能。同时，单片机的应用，已经广泛地渗透到生活 的各个领域，大到军事导弹跟踪系统、飞机上的各种仪表的智能控制、工业自动 化的实施数据控制和处理系统，小到家庭生活中的各种智能家电、儿童玩具等。
因此，单片机的学习、开发与应用，将造就出一批电子、计算机与智能控制方面 的科学家与工程师。
2.《单片机原理及应用》的教学应用现状。在中国高校教育中，如果是工 科类专业，《单片机原理及应用》这门课都是必须开设的一门专业课，由各大院 校根据教学大纲制订教学方案。课堂上，教师一般以单片机的结构和原理及程序 化模式进行讲解，理论深度可以达到要求。
同时，配套的各种国家级电子设计类竞赛，如雨后春笋般地涌现出来，如 全国大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车竞赛等，都为大学生提供很好的单片 机应用和学习的平台。但从教师、学生和他人的三维角度看，对《单片机原理及 应用》这门课来说，教学方法永远存在缺憾，那就是在不同的认知和主体评判下， 教学的理想性需要和实际教学效果有时是一场博弈，教师的教学能力、教学方法及师生默契程度，是值得认真研究和探讨的问题。那么，如何把学生在这门课中 的潜能挖掘出来，让他们成为应用型、技术型和卓越型人才，需要高校和高校教 师付出很多的努力和辛苦。
3.传统教学模式下存在的弊端。《单片机原理及应用》是电子信息发 展过程中更新速度极快的一门理论学科。从传统意义来说，教师在授课过程中会 把单片机的原理和结构及指令程序讲解得十分透彻，可对学生来说，由于没有亲 自动手编程，很难对这门理论课进行消化和分解。与此同时，芯片种类繁多，更 新速度快，各种外围电路的搭建层出不穷，在实际控制任务的设计过程中，由于 人具有主观能动性，不同的人具有不同的分析和判断理解能力，对程序和电路的 设计是不同的。那么，在理论课堂中教育出来的学生，一般仅仅具有阅读的功能， 而不具备思考的过程。如何把思考变成主观能动性就需要增加实践教学环节。
但是目前高校普遍存在重视理论教学而轻视实践教学的现象，在这种 情况下，学生大多只会考试，实践动手能力很差，与此同时，大学生的实际能力 与社会需求不成正比，长此以往，出现恶性循环。单片机技术是当前社会的主流， 企业需要有设计思想和设计能力的高精尖人才，不是只会空谈而无实际动手能力 的人。因此，高校应重新审视专业课的教学方式。
二、阶梯式培养的实施方案 1.项目驱动的教学模式。以实际工程项目为内驱动力的教学模式，要 打破墨守成规的教学模式。目前，大部分高校重视理论教学，轻视实践教学环节， 培养出来的大学生大多对单片机只有单一认知，无法完成单片机的设计和应用工 作，这是教育的弊端，也是高校培养方案的失败。如何把学生打造成卓越工程技 术人才，要高校对专业课教学进行一次重大改革。《单片机原理及应用》的授课 教师，必须是有实际工程经验的教师。同时，在授课过程中，采用“贯穿案例、 教师引导、模拟团队”，将学生分组，以团队的模式，按照具体项目的设计要求 和标准进行教学，这样学生在学习中能够主动获取知识，积累经验，提高团队协 作能力和个人职业素养。
教师应具有最起码的职业道德，把学生当成自己的孩子，有感情，有 交流，对课堂情况及时掌控，及时了解学生的学习情况，这是情感教育法。
3.阶梯教学分层培养方案的建立。由于学生的理解能力、认知能力和学习 能力不同，不能把一个专业的所有学生按照同一培养方案来培养，应在把握大部分学生基础工程技能和综合工程技能培养的同时，突出卓越工程技能培养，因此 在教学环节中，应建立阶梯式人才培养方案，分层分系列进行阶段性培养。可以 把这种培养方案分为3层，分别为基础工程技能培养、综合工程技能培养和卓越 工程技能培养。具体如下：(1)基础工程技能培养系列：主要培养学生的基础能 力。
在基础工程技能的培养环节中，学生要具备基本的技能，如电路板制作、 芯片选择和调试、电路焊接等，因此，学生要有良好的动手能力，具备识图能力 和对单片机程序的编写能力。同时，要掌握一些基本的软件如KEIL软件、PROTEL 软件、编程仿真软件等的操作。
(2)综合工程技能培养系列：主要培养学生是否能灵活地运用所学知识， 进行系统的阶段性开发的综合工程能力。在综合工程技能培养环节，学生要提高 动手能力，具备单片机外围电路搭建和设计能力和程序设计能力，可以根据控制 项目完成设计。深入培养工程能力和工程素质，学会团结协作，做到任务分解和 平衡团队。(3)卓越工程技能培养系列：主要培养学生通过团队合作进行系统工 程项目研发的能力。
在卓越工程技能的培养环节，应强化学生专业技能，引入工程背景和 工程项目作为学习支撑系统，让学生在参观实际产品中具备工程技能。同时，在 这一阶梯式培养中，第一层的培养环节是每个学生必须掌握的，经过第二层的学 习和提高后，有一些理解能力和动手能力突出的学生脱颖而出，选拔进入第三层 学习。在这一阶梯式培养模式的教育下，每一层都有一些优秀学生脱颖而出，成 功进入下一层次的学习。而没有完成任务的学生，继续保留学习任务留在该层学 习和实践。等完成第三层次的学习后，仅有少部分的学生会在这种教育模式下获 得质的飞跃。这批学生被选拔参加电子竞赛，有机会和教师共同完成科研项目。
这既呈现出阶梯的人才培养模式，同时成绩评定也呈现出公平、公正、公开的原 则，符合成绩正态分布。
三、校企导向的优势 1.对于本科教育，政府应加大管理和投资力度，让省内高校相互间共 享优质资源，联合共建。同时，建立学校、企业的产学研一体化的综合性、专业 化基地。
2.建立“双师型”队伍。对同一项目，企业工程师和学校教师的视角是不同的，学生借助“双师型”教师模式，会得到不一样的学习视角，激发创新灵感。
3.国家应多举办科技竞赛活动，激发学生产生兴趣，让他们的各种能 力在竞赛中得到充分发挥。同时，大赛应旨在提高学生的工程素质和工程能力， 把当今社会信息技术发展的主流技术和实际应用价值体现出来，让学生收益，让 国家收益。
4.开展工程技术讲座。学校和企业应多开展一些科技类的工程技术讲 座，让学生从中学到最前沿的关于单片机的知识和技术。如电路板制作、激光成 型、快速加工、智能汽车、无线充电技术等。通过大量的视频和动画，让学生的 工程素质得到全面提高。
四、结束语 《单片机原理及应用》是工科院校的一门非常重要的专业课。学好该 门专业课，对学生自身及其未来有着深远的意义。同时，讲好该门课对教育工作 者，也是一种挑战。让我们所有的教育工作者在教育价值观和思想上做到有职业 道德，多学习，为了增强本科生的创新能力、实践能力、应用能力和就业实力， 贡献力量。
作者：白岩 孙蓓 来源：教育教学论坛 2016年15期