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。
2.教学方法多样性的采用。教师授课形式应该多样化，不能仅仅按照教材照本宣科，而应采用多样化的教学模式。例如，讲汇编语言时配合实例，教师携带单片机开发板，边讲授边给学生演示程序下载后单片机的运行效果。这种授课模式，可以培养学生学习兴趣，建立对《单片机原理与应用》的基础认知。
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
