据此分析,实验教学则应充分重视设计性实验的开设。与理论教学相对应,每讲完一个项目,就要依托该项目开设一个设计性实验,每个实验3~5个课时。通过简单的5个项目和较复杂的2~3个项目的训练后,学生能掌握单片机开发和设计与实物制作的基本方法和技能。当积累了2~3年后,有了很多已成功的项目可参照时,不同的学生就可以选做不同的设计性项目。在进行单片机原理与接口技术的课程设计时,则应要求学生在设计性实验的基础上进一步深化,将多个部分综合在一起设计制作一个更复杂、具有较完备功能的实际系统。这是一个由理论出发,通过基础实验、简单的设计性实验、复杂的设计性实验,最后完成复杂的课程设计过程,符合循序渐进的教学规律,实现了该课程理论与实践的完美结合。在此过程中,设计性实验的开设基本覆盖了单片机原理与接口技术课程的所有知识点,使学生牢固掌握基本理论,熟练掌握基本设计思路,综合应用基本设计方法,从而达到学以致用的根本目的。
2.验证性实验与设计性实验的衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验;设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。验证性实验作为一种传统的教学方法,在现在的实验教学中也还有一定的作用,可为设计性实验的开设提供一些必要的基础。现在的验证性实验一般是在相应的实验箱上完成,通过开设1~2个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理,所以在开设设计性实验前开设验证性实验是非常必要的。同时,一些设计性实验的开设可在实验箱上对验证性实验进行改造而成,特别是对于开始的简单的设计性实验更是如此。比如一些验证性实验,所有的电路硬件在实验箱中是现成的,同时给出相应的实验程序范例,学生就可以在实验箱上进行验证,对所做实验的功能进行分析。教师只需要在理论教学时将程序流程图和涉及的算法讲述清楚,最后要求学生去编写程序,然后再进行功能验证即可。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性实验具有很强的可操作性,有利于验证性实验到设计性实验的自然衔接。
3.课堂与课外的衔接。设计性实验开设要做好课堂与课外的衔接。因为设计性实验是要学生自行设计实验方案并加以实现的实验,所有的实验方案不可能仅在几个课时的实验课上完成,主要工作要在课外完成。一方面,实验方案的制订、原理图的设计、实物的制作等主要在课外完成,实验课中主要是在教师的指导下进行调试和测试。另一方面,信捷职称论文写作发表网,设计性实验很难一次性成功,往往需要多次尝试、反复修正才行,这些必须在课外完成。要使设计性实验真正达到较好的效果,除了在理论教学中要注重和实验教学衔接外,课外的衔接尤其重要,要做好实验室开放,让学生在课外能够较方便地利用实验室的资源,也应鼓励学生采购一些比较简单的单片机开发工具,如简易开发版、烧录器等。
4.评价标准的再定位与评价体系建立的思路。验证性实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容,学生通过验证性实验,可以使所学理论知识具体化和形象化,加深对所学知识的理解与掌握,培养基本动手能力。设计性实验突出它的自主设计性,可以是单一知识的运用,也可以是多知识点的综合运用,给出实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现,所以设计性实验带有试探性、研究性,在时间上也需要课内与课外相结合。
由于验证性实验与设计性开设的目标不同,所以最终的考核方式也不同。对于验证性实验,教师可以直接根据学生所做的实验报告评判其实验成绩。传统的做法是百分制。一般每个实验成绩包括三个部分:实验预习(20分)、实验操作(40分)、实验报告(40分)。使用传统的百分制,可以评价学生是否掌握了基本理论和设计方法。但设计性实验所涉及的知识点数量不同,综合运用的效果不同,设计方案是否得当,步骤是否简易可行,实验的成本、效率是否令人满意等等,都不能一概而论,因此需要结合各方面进行综合的评定。设计性实验的考核要贯穿这样一个原则:淡化结果,注重过程。对于设计性实验我们更重视学生在整个设计过程中的表现,而测定结果只作为考核的次要因素。学生在设计方案中是否有独到新颖的想法,整个实验思路逻辑是否清楚,实验过程是细节严密还是顾此失彼,结果是否可信等都是评定设计实验成绩的重要因素。考核中要充分鼓励和肯定学生在设计过程中所表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神,以及由此带来的思维水平和实践水平的全面提高。
因此,设计性实验不宜采用传统的百分制,笔者认为,宜采用优、良、中、及格、不及格5个档次来进行评定。首先明确“优”和“及格”的标准,在“优”的标准下,适当下降一点作为“良”的标准,“及格”标准高一点作为“中”,达不到“及格”标准的就判定为“不及格”。比如,每一个项目都设定多个指标,完全达到指标并有所创新的评为“优”;完全达到指标而无创新的可评为“良”;实现主要指标可评为“中”;实现部分指标,能体现设计者掌握了基本相关基础知识则可评为“及格”;没有实现任何指标,或没有做的评定为“不及格”。这样就应在设定实验指标上着手,针对具体的实验进行不同的设定,才能比较准确地定性评价学生的实验能力,这一点仍需在实践中不断探索和改进。
四、结语
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业至关重要的专业核心课程之一,必须更加重视设计性实验教学的改革,提高设计性实验开设的质量,做好理论与实验的衔接,验证性实验与设计性实验的衔接,课堂与课外的衔接,完善设计性实验的评价体系,才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。
[参考文献]
何深知,崔纯莹,段薇,等.在设计性实验中培养学生的综合能力[J].实验技术与管理,2009(6).