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摘 要：
本文通过分析单片机基础这门课程的实践教学体系及其存在的问题，紧扣铁道车辆工程专业的学科特点和培养特色，结合国家卓越工程师计划的推进落实，对车辆工程专业的单片机基础课程的实践教学体系的改革进行了初步探讨和研究，并提出了相应改革措施，为车辆工程卓越工程师班单片机基础课程实践教学提供依据，并为卓越工程师班其他课程实践教学模式改革提供参考，对车辆工程卓越班的建设具有重要的借鉴意义和实际价值。
关键词：卓越工程师教育培养计划；单片机基础；实践教学；改革
引言
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目 [1]。“卓越计划”的核心是培养学生的工程实践能力和创新能力。实践教学是“卓越计划”的重要教学环节，是培养学生实践能力的载体，对培养学生的实践能力起着关键的作用。
华东交通大学轨道交通学院的车辆工程是“卓越计划”的试点专业，以培养“卓越车辆工程师”为目标。“单片机基础”是该专业的专业基础课程之一，是车辆工程高等工程技术人才的必备基础知识。但在课程讲授中发现学生对该课程学习兴趣不高，在完成相关的课程设计或毕业论文中都不善于应用从该课程学到的知识。这对于培养“卓越车辆工程师”而言，“单片机基础”教学及实践体系亟待改革。因此，研究和改革“单片机基础”的实践教学方法和模式，使之与车辆工程专业紧密结合，不断提高本专业学生实践能力，是一项十分必要的工作。
本文通过分析“单片机基础”课程的实践教学体系及其存在的问题，结合铁道车辆工程专业方向的学科特点和培养特色，结合国家卓越工程师计划的推进、落实，对车辆工程专业的单片机基础课程的实践教学体系的改革和创新进行了初步探讨和研究，并提出相应改革措施，为车辆工程卓越工程师班单片机基础课程实践教学提供依据，对车辆工程卓越班的建设具有重要的借鉴意义和实际价值。
1.“单片机基础”课程前期状况
单片机在铁道车辆上应用广泛，列车上的各种仪表的控制、列车网络通信与数据传输、实时运行控制和数据处理、轴温检测系统、振动检测、以及各种安全监测保障报警系统都离不开单片机。因此该课程的教学质量对车辆工程专业学生掌握好车辆专业知识、对于培养车辆卓越工程师来说十分关键。目前，“单片机基础”实践教学过程中主要存在以下问题：
1.1重理论轻实践
作者通过长期的教学模式剖析和教学效果跟踪，发现传统的单片机教学更重视理论教学，而弱化实践性教学，基本遵循着灌输式的教学方法，教师为教学任务而教，学生为考试过关而学。教学方式以教师讲授为主、课下配以一定学时的演示性或观摩性实
验 [2]。在我校之前的教学安排中，理论教学安排为16周64学时，仅安排4次观摩性或演示性实验教学，这样的教学使得课程理论与实践无法结合，极大地影响了学生实践能力的培养。
1.2 课堂与实践、专业特色脱节
“单片机基础”课程的实践性很强，侧重于具体技术在工程中的应用。但在教授单片机基础课程时没有与学生的主专业车辆工程的知识相互融合，学生普遍感觉虽然单片机编程很实用，但与自己所学的车辆专业毫不相干。许多同学都心存疑问：作为机械大专业的车辆工程开设单片机课程是否必要？机械专业所涉及的专业软件 [3]，如 AutoCAD、Ansys、Simpack、UG、Pro/E 等，都非单片机语言编制。因此，很多同学失去了深入学习单片机的动力，理论与实践脱节，无法激发车辆工程专业学生的学习兴趣。
1.3 考核方式单一
考核方式单一，传统的考核方式还是以期末闭卷考试为主，学生机械背诵专有名词、语句格式、固定用法，这样造成学生被动记忆，难以调动学习积极性，合理的考核方式改革迫在眉睫。
2.课程实践教学模式探索、改革的思路及实施
根据以上问题，作者通过长期教学实践和分析，结合“卓越计划”，认为在教学实践中，应本着基础理论适用，实践能力增强的宗旨，在理论教学中增加实践内容，加强实践能力的培养，探索一套符合“卓越计划”的单片机教学模式，使实践教学贯穿于整个课程教学过程中，使实践教学与理论紧密结合。
2.1在理论教学中加入实践相关内容
在“单片机基础”的理论教学过程中，让学生掌握理论基础知识的同时，更要注意引导学生发现问题、培养学生解决问题的能力。在教学环节中应增加互动环节，增加与车辆工程相关知识的融合，培养学生的知识运用和实践能力，为学生的工程实践活动打下坚实基础。在平时应布置一些开放性自选作业，让学生进行深入学习，这些开放式的作业应让同学借助仿真软件使学生不再受限于有限的实验课时和实验器材，使其能够更加多方面、灵活、深入地学习单片机知识。在课程教授过程中，应大胆地进行教学方法的改革和探讨，针对课程不同教学内容，灵活选用“案例教学法”、“项目教学法”、“讨论式教学法”、“比较教学法”、“任务驱动教学法”等方法，注重教与学的配合，形成“学中做，做中学”、“学中问，问中学”的组合，使理论与实践紧密结合。
2.2 在理论教学中引入科研成分
“单片机基础”是一门应用性、实践性极强的课程，教学中应该将专业实践经验以及科研成果引入到“单片机基础”课程。既可以提高学生兴趣，也可使学生知道单片机用到哪里、为什么用、如何用、怎么更好地用。介绍一些实际的工业界、车辆工程专业中的使用案例，使学生进一步加深对单片机在工业界使用情况的认识， 增加学生的兴趣和动力学习单片机。
2.3 在单片机理论教学中融入车辆工程专业特色知识
使实践内容专业化，教师可根据课程内容增加和车辆专业相关的题目、案例，保证在实践的过程中掌握必要的理论知识，又把专业知识引进课程。例如在教学过程中讲到分支程序时，可以结合列车运行过程中的轴温采集系统的原理与轴温的判断，来进行分支程序的讲解；在讲到通信系统时，可以把列车的通信系统、列车的操纵技术引进课堂，激发学生在列车控制系统中开发新程序和软件的兴趣，既实现了车辆专业知识和单片机的结合，又使课堂更生动。通过这些和学生日常生活及专业知识应用密切相关的项目案例的编程实训和分析，让学生对学习单片机意义及其应用价值有深刻的认识。 2.4 实践教学改革
为了使学生能将课堂所学知识转换为实践动手能力，具有工程实践意识和能力，在实践教学过程中，应从以下几个方面进行改革和加强：
（1）合理安排实验内容。实验是学生将课堂知识转化为实践能力的重要环节。为此，应加大实验教学的次数，从每学期4次增加为6次，还应提高综合性设计实验和专业性试验在实验环节中的比例，以培养学生综合解决问题的能力。
（2）创新实验教学模式。基础实验可与理论教学交互进行，以学生验证理论知识点为主，教师通过设定实验内容、实验方法、实验步骤完成实验。综合性实验安排在课程后期，突出专业特色，使学生获得良好的思考习惯与应用能力。综合实验的内容应以教师目前研究的课题和学生根据自身专业特色的选题为主，通过完成综合实验，深化理论知识，扩展知识面，提高实践能力。
（3）鼓励参加科技竞赛。单片机非常适合学生参加科技竞赛，应引导并鼓励学生发挥自己的创新性思维，结合所学知识积极参加相关的科技竞赛，调动学生的学习积极性，通过竞赛达到学有所用、学有所获的目的，同时实现理论学习到实践能力的转化。可在课程考核中体现科技竞赛的成分。
（4）充分利用学校安排的到车辆生产或运营企业实践实习的机会，去了解单片机在车辆上的运用，将在实践中发现的问题带回学校，在教师的指导下，分析并解决这些问题，再回到实践中检验结果。使学生通过“理论、实践、理论”的过程，深化对理论知识的掌握认识，培养其实践能力。
2.5 考核方式的改革
在进行课程考核时应加强对学生实践操作考核力度，应对以往凭试卷考试成绩分数70%及平时成绩的30%，二者相加统计总分的考核模式进行改革，这种模式存在考前突击、考场部分学生舞弊和平时作业抄袭等不良现象，不能真正体现学生学习水平和教师的教学质量，也不利于培养学生的实践能力。针对单片机基础课程应用性和实践性强的特点，笔者通过调查和小范围的教学试验，建议在单片机课程的考核方式中：
（1）加强对实践环节的考核
课程考核结合试卷考试和实践考核两种考核方式，并辅以科技竞赛的加分成绩。实践考核包括（考勤、实验成绩、平时作业、开放性大作业、课程设计、与教师课堂互动表现等方面），其比例从原来的30%提高到50%；加大对学生平时作业、课程设计的考查力度，在平时作业和开放性自选作业中加大设计性的小实验、结合实践的编程性训练、与车辆工程相关的案例分析的比例，真正考核学生对单片机基础课程的理解和实际运用能力。
（2）改闭卷考试为开卷考试
单片机基础课程是一门应用性大于理论性的课程，它侧重于学生对单片机这门工具的掌握并能将其应用到实践中的程度，而不强调学生对知识点的记忆，开卷考试更能够考查出学生对知识的灵活掌握能力。建议改闭卷考试为开卷考试、并增加开放性题目的设置，期末试卷的题型结构上应尽量减少靠记忆背诵的知识要点复述传统考核手段，深入考查学生对知识的灵活应用程度而不是考查学生对知识的记忆能力。通过以上改革力求做到从考核学生“学习成绩”向评价学生“学习成效”转变，引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”的转变，着重提高学生的创新能力和工程实践能力。
3.结束语
“单片机基础”是车辆工程专业一门重要的专业基础课，在车辆工程领域具有很强的应用性和实践性，对于“车辆卓越工程师”的培养具有重大意义。本文紧扣“卓越计划” 培养具有工程意识和工程实践能力的实用新型人才的宗旨，结合铁道车辆工程方向的专业特色，针对目前单片机实践教学中存在的问题，对车辆工程专业的单片机基础课程实践教学改革进行了探索与研究， 以培养卓越工程师为目标对单片机基础课程实践教学改革内容进行了详细阐述，为车辆工程卓越班课程的实践教学改革提供了实施经验和参考依据，对卓越工程课程体系的建设以及教学水平的提高具有重要意义。
[参考文献]
[1]百度百科.卓越工程师教育培养计划.http：//baike.baidu.com/view/3810178.htm.
[2]崔勇，袁海文，王秋生，刘颖异.卓越工程师培养目标下的单片机教学改革探讨[J].中国电力教育，2013，264（5）：80-81，85.
[3]李宁. 基于卓越工程师培养的机械专业VB课程项目教学法探索[J].科教文汇（下旬刊），2012（12）：69-70.
本论文得到以下项目资助：
1、江西省教育科学“十二五”规划2011年度课题，车辆工程专业应用型创新人才培养的研究（11ZYXYB004）；
2、“卓越计划”背景下高校内部整体教学质量评价的研究与实践，江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-12-5-11）。
3、华东交大课题（12GD02）
（作者单位：华东交通大学 轨道交通学院， 江西 南昌 330013）
本文通过分析单片机基础这门课程的实践教学体系及其存在的问题，紧扣铁道车辆工程专业的学科特点和培养特色，结合国家卓越工程师计划的推进落实，对车辆工程专业的单片机基础课程的实践教学体系的改革进行了初步探讨和研究，并提出了相应改革措施，为车辆工程卓越工程师班单片机基础课程实践教学提供依据，并为卓越工程师班其他课程实践教学模式改革提供参考，对车辆工程卓越班的建设具有重要的借鉴意义和实际价值。
关键词：卓越工程师教育培养计划；单片机基础；实践教学；改革
引言
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目 [1]。“卓越计划”的核心是培养学生的工程实践能力和创新能力。实践教学是“卓越计划”的重要教学环节，是培养学生实践能力的载体，对培养学生的实践能力起着关键的作用。
华东交通大学轨道交通学院的车辆工程是“卓越计划”的试点专业，以培养“卓越车辆工程师”为目标。“单片机基础”是该专业的专业基础课程之一，是车辆工程高等工程技术人才的必备基础知识。但在课程讲授中发现学生对该课程学习兴趣不高，在完成相关的课程设计或毕业论文中都不善于应用从该课程学到的知识。这对于培养“卓越车辆工程师”而言，“单片机基础”教学及实践体系亟待改革。因此，研究和改革“单片机基础”的实践教学方法和模式，使之与车辆工程专业紧密结合，不断提高本专业学生实践能力，是一项十分必要的工作。
本文通过分析“单片机基础”课程的实践教学体系及其存在的问题，结合铁道车辆工程专业方向的学科特点和培养特色，结合国家卓越工程师计划的推进、落实，对车辆工程专业的单片机基础课程的实践教学体系的改革和创新进行了初步探讨和研究，并提出相应改革措施，为车辆工程卓越工程师班单片机基础课程实践教学提供依据，对车辆工程卓越班的建设具有重要的借鉴意义和实际价值。
1.“单片机基础”课程前期状况
单片机在铁道车辆上应用广泛，列车上的各种仪表的控制、列车网络通信与数据传输、实时运行控制和数据处理、轴温检测系统、振动检测、以及各种安全监测保障报警系统都离不开单片机。因此该课程的教学质量对车辆工程专业学生掌握好车辆专业知识、对于培养车辆卓越工程师来说十分关键。目前，“单片机基础”实践教学过程中主要存在以下问题：
1.1重理论轻实践
作者通过长期的教学模式剖析和教学效果跟踪，发现传统的单片机教学更重视理论教学，而弱化实践性教学，基本遵循着灌输式的教学方法，教师为教学任务而教，学生为考试过关而学。教学方式以教师讲授为主、课下配以一定学时的演示性或观摩性实
验 [2]。在我校之前的教学安排中，理论教学安排为16周64学时，仅安排4次观摩性或演示性实验教学，这样的教学使得课程理论与实践无法结合，极大地影响了学生实践能力的培养。
1.2 课堂与实践、专业特色脱节
“单片机基础”课程的实践性很强，侧重于具体技术在工程中的应用。但在教授单片机基础课程时没有与学生的主专业车辆工程的知识相互融合，学生普遍感觉虽然单片机编程很实用，但与自己所学的车辆专业毫不相干。许多同学都心存疑问：作为机械大专业的车辆工程开设单片机课程是否必要？机械专业所涉及的专业软件 [3]，如 AutoCAD、Ansys、Simpack、UG、Pro/E 等，都非单片机语言编制。因此，很多同学失去了深入学习单片机的动力，理论与实践脱节，无法激发车辆工程专业学生的学习兴趣。
1.3 考核方式单一
考核方式单一，传统的考核方式还是以期末闭卷考试为主，学生机械背诵专有名词、语句格式、固定用法，这样造成学生被动记忆，难以调动学习积极性，合理的考核方式改革迫在眉睫。
2.课程实践教学模式探索、改革的思路及实施
根据以上问题，作者通过长期教学实践和分析，结合“卓越计划”，认为在教学实践中，应本着基础理论适用，实践能力增强的宗旨，在理论教学中增加实践内容，加强实践能力的培养，探索一套符合“卓越计划”的单片机教学模式，使实践教学贯穿于整个课程教学过程中，使实践教学与理论紧密结合。
2.1在理论教学中加入实践相关内容
在“单片机基础”的理论教学过程中，让学生掌握理论基础知识的同时，更要注意引导学生发现问题、培养学生解决问题的能力。在教学环节中应增加互动环节，增加与车辆工程相关知识的融合，培养学生的知识运用和实践能力，为学生的工程实践活动打下坚实基础。在平时应布置一些开放性自选作业，让学生进行深入学习，这些开放式的作业应让同学借助仿真软件使学生不再受限于有限的实验课时和实验器材，使其能够更加多方面、灵活、深入地学习单片机知识。在课程教授过程中，应大胆地进行教学方法的改革和探讨，针对课程不同教学内容，灵活选用“案例教学法”、“项目教学法”、“讨论式教学法”、“比较教学法”、“任务驱动教学法”等方法，注重教与学的配合，形成“学中做，做中学”、“学中问，问中学”的组合，使理论与实践紧密结合。
2.2 在理论教学中引入科研成分
“单片机基础”是一门应用性、实践性极强的课程，教学中应该将专业实践经验以及科研成果引入到“单片机基础”课程。既可以提高学生兴趣，也可使学生知道单片机用到哪里、为什么用、如何用、怎么更好地用。介绍一些实际的工业界、车辆工程专业中的使用案例，使学生进一步加深对单片机在工业界使用情况的认识， 增加学生的兴趣和动力学习单片机。
2.3 在单片机理论教学中融入车辆工程专业特色知识
使实践内容专业化，教师可根据课程内容增加和车辆专业相关的题目、案例，保证在实践的过程中掌握必要的理论知识，又把专业知识引进课程。例如在教学过程中讲到分支程序时，可以结合列车运行过程中的轴温采集系统的原理与轴温的判断，来进行分支程序的讲解；在讲到通信系统时，可以把列车的通信系统、列车的操纵技术引进课堂，激发学生在列车控制系统中开发新程序和软件的兴趣，既实现了车辆专业知识和单片机的结合，又使课堂更生动。通过这些和学生日常生活及专业知识应用密切相关的项目案例的编程实训和分析，让学生对学习单片机意义及其应用价值有深刻的认识。 2.4 实践教学改革
为了使学生能将课堂所学知识转换为实践动手能力，具有工程实践意识和能力，在实践教学过程中，应从以下几个方面进行改革和加强：
（1）合理安排实验内容。实验是学生将课堂知识转化为实践能力的重要环节。为此，应加大实验教学的次数，从每学期4次增加为6次，还应提高综合性设计实验和专业性试验在实验环节中的比例，以培养学生综合解决问题的能力。
（2）创新实验教学模式。基础实验可与理论教学交互进行，以学生验证理论知识点为主，教师通过设定实验内容、实验方法、实验步骤完成实验。综合性实验安排在课程后期，突出专业特色，使学生获得良好的思考习惯与应用能力。综合实验的内容应以教师目前研究的课题和学生根据自身专业特色的选题为主，通过完成综合实验，深化理论知识，扩展知识面，提高实践能力。
（3）鼓励参加科技竞赛。单片机非常适合学生参加科技竞赛，应引导并鼓励学生发挥自己的创新性思维，结合所学知识积极参加相关的科技竞赛，调动学生的学习积极性，通过竞赛达到学有所用、学有所获的目的，同时实现理论学习到实践能力的转化。可在课程考核中体现科技竞赛的成分。
（4）充分利用学校安排的到车辆生产或运营企业实践实习的机会，去了解单片机在车辆上的运用，将在实践中发现的问题带回学校，在教师的指导下，分析并解决这些问题，再回到实践中检验结果。使学生通过“理论、实践、理论”的过程，深化对理论知识的掌握认识，培养其实践能力。
2.5 考核方式的改革
在进行课程考核时应加强对学生实践操作考核力度，应对以往凭试卷考试成绩分数70%及平时成绩的30%，二者相加统计总分的考核模式进行改革，这种模式存在考前突击、考场部分学生舞弊和平时作业抄袭等不良现象，不能真正体现学生学习水平和教师的教学质量，也不利于培养学生的实践能力。针对单片机基础课程应用性和实践性强的特点，笔者通过调查和小范围的教学试验，建议在单片机课程的考核方式中：
（1）加强对实践环节的考核
课程考核结合试卷考试和实践考核两种考核方式，并辅以科技竞赛的加分成绩。实践考核包括（考勤、实验成绩、平时作业、开放性大作业、课程设计、与教师课堂互动表现等方面），其比例从原来的30%提高到50%；加大对学生平时作业、课程设计的考查力度，在平时作业和开放性自选作业中加大设计性的小实验、结合实践的编程性训练、与车辆工程相关的案例分析的比例，真正考核学生对单片机基础课程的理解和实际运用能力。
（2）改闭卷考试为开卷考试
单片机基础课程是一门应用性大于理论性的课程，它侧重于学生对单片机这门工具的掌握并能将其应用到实践中的程度，而不强调学生对知识点的记忆，开卷考试更能够考查出学生对知识的灵活掌握能力。建议改闭卷考试为开卷考试、并增加开放性题目的设置，期末试卷的题型结构上应尽量减少靠记忆背诵的知识要点复述传统考核手段，深入考查学生对知识的灵活应用程度而不是考查学生对知识的记忆能力。通过以上改革力求做到从考核学生“学习成绩”向评价学生“学习成效”转变，引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”的转变，着重提高学生的创新能力和工程实践能力。
3.结束语
“单片机基础”是车辆工程专业一门重要的专业基础课，在车辆工程领域具有很强的应用性和实践性，对于“车辆卓越工程师”的培养具有重大意义。本文紧扣“卓越计划” 培养具有工程意识和工程实践能力的实用新型人才的宗旨，结合铁道车辆工程方向的专业特色，针对目前单片机实践教学中存在的问题，对车辆工程专业的单片机基础课程实践教学改革进行了探索与研究， 以培养卓越工程师为目标对单片机基础课程实践教学改革内容进行了详细阐述，为车辆工程卓越班课程的实践教学改革提供了实施经验和参考依据，对卓越工程课程体系的建设以及教学水平的提高具有重要意义。
[参考文献]
[1]百度百科.卓越工程师教育培养计划.http：//baike.baidu.com/view/3810178.htm.
[2]崔勇，袁海文，王秋生，刘颖异.卓越工程师培养目标下的单片机教学改革探讨[J].中国电力教育，2013，264（5）：80-81，85.
[3]李宁. 基于卓越工程师培养的机械专业VB课程项目教学法探索[J].科教文汇（下旬刊），2012（12）：69-70.
本论文得到以下项目资助：
1、江西省教育科学“十二五”规划2011年度课题，车辆工程专业应用型创新人才培养的研究（11ZYXYB004）；
2、“卓越计划”背景下高校内部整体教学质量评价的研究与实践，江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-12-5-11）。
3、华东交大课题（12GD02）
（作者单位：华东交通大学 轨道交通学院， 江西 南昌 330013）