高職《單片機應用技術》課程教學改革與實踐

江西信息應用職業技術學院 樊劍劍 肖傳輝

《單片機應用技術》是計算機控制和電子信息類專業的主干課程，是一門實踐性很強的技術課程，它的教學效果直接影響學生的有效就業。傳統的教學模式偏重于理論教學，教學方法較為單一，無法滿足現階段高職院校培養高等技術應用型人才的要求，針對高職學生特點的教學改革勢在必行。

1.高職《單片機應用技術》課程教學存在的問題

1.1 傳統教學模式不適應高職學生特點

高職教育注重技術應用型人才的培養，而傳統的《單片機應用技術》課程教學注重理論知識的學習，大多是以知識體系為框架，先基礎后應用、先理論后實踐、軟硬件分離，已不能適應高職教育和高職學生的特點。

1.2 教學內容陳舊無創新

目前大部分單片機教材的章節編排都是大同小異，教學內容基本上是單片機的內部硬件結構、指令系統、匯編程序設計、單片機的擴展應用以及外圍電路接口，是以單片機的結構功能為主線，單片機本身的邏輯規律來編排教學內容的。教材的內容沒有充分聯系工程實踐，理論內容比重偏大，實例偏少，在內容安排上只注重知識體系的完整性，但是針對強調技能培養的高職教育來說，這種教學方法卻無法滿足教學和實際需求。

1.3 考核方式

傳統的考核方式主要采用以期末理論考試為主，卷面理論考試成績占60%，平時成績占20%，實訓成績占20%。由于實訓成績占的比例較小，難以真實反映學生的動手操作和實際應用能力，不能全面反映學生對課程的掌握情況。臨近期末考試時，學生往往靠死記硬背的方式通過該課程的考試，常常會出現高分低能的現象，背離了高職教育培養技能型人才的目標。

2.高職《單片機應用技術》課程教學改革措施

2.1 教學方法的改革

2.1.1 虛擬仿真軟件的推廣應用

單片機課程的實踐性很強，實訓教學對整個教學效果起著至關重要的作用。傳統的實訓教學大多是在實驗箱上完成相應的實訓項目，以驗證性的實訓為主，開放性和設計性的實訓較少。想讓學生得到真正的實踐鍛煉，需設計硬件電路，焊接元器件，編制軟件程序、仿真調試，如此完成一個實訓所花費的時間較長，而且元器件等消耗很大，實訓成本較高。

虛擬仿真軟件Protues可以解決這個問題。Protues軟件實現了單片機仿真和Spice電路仿真相結合，不僅可以將單片機實例功能形象化，也可將單片機實例運行過程形象化。比起傳統的單片機實訓教學，Protues軟件的應用可以讓元器件、連接線路和單片機硬件實物高度對應，通過真實和虛擬仿真相結合的方式，得到實物演示的效果。學生可以真正動手實訓，教學效果好。

2.1.2 采用任務驅動教學法

傳統的《單片機應用技術》教學是先講硬件，再講指令，最后講應用，學生往往不知道所學的內容到底有什么用處，教學效果也不理想。采用任務驅動教學法則不然，教師預先設計并調試成功相應的實訓項目，確定每個任務包含的知識點。在教學過程中，圍繞實訓項目提出任務，逐步引出在解決這個問題時用到的硬件、指令及編程方法等相關知識，采用局域網多媒體廣播教學的方式，進行現場仿真演示。再將實訓要求加以改動，讓學生自己動手連接硬件、編寫程序、仿真驗證。這種“教、學、做”一體化的教學模式適應于高職教育和高職學生的特點，有利于激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性，使其在做中學、學中做，從被動學變成主動學。

2.2 教學內容的改革

2.2.1 統一編程語言

大部分教材中，單片機的編程語言為匯編語言，C51介紹的篇幅較少。相對而言，匯編語言具有產生的目標程序簡短，占用存儲空間小，執行速度快等優點。但是對于高職學生來說，匯編編程較為復雜，不易理解。用C51編程則不需要了解太多的單片機內部結構，編程簡單，只要會C語言即可。而且在公司企業的研發人員中使用C51語言的遠遠超過使用匯編語言。所以，從學生的長遠發展角度出發，選擇C51作為單片機編程語言進行教學。

2.2.2 適當增減教學內容

根據實際情況在教學內容上進行適當增減。在實訓部分，基于會用的原則，增加對Keil軟件、Protues軟件等開發工具的介紹；在理論知識部分，基于夠用的原則，減少單片機內部電路分析、工作時序、指令系統等內容的介紹。

2.2.3 整合知識點，調整章節次序

實訓環節往往是幾個章節知識點的綜合運用，鑒于此，在實際教學中適當調整知識點的講授次序。如先介紹單片機的結構，再介紹I/O口功能，然后緊接著完成流水燈、數碼管顯示、獨立鍵盤、矩陣鍵盤實訓。這樣就把幾個知識點整合到了一起，便于學生理解和記憶，便于理論和實踐的相結合。

2.2.4 依據競賽要求增加課外內容

參加技能競賽對課程的教學改革具有推動作用，是對教學效果的有效檢驗。目前基于單片機的各類競賽較多，除了要用到單片機技術外，還要用到一些其他知識。以機器人大賽為例，要用到傳感器、通信、機械、電機等技術，高職教育開設的課程有限，可以根據實際情況增加相關知識點進行補充教學。

2.3 考核方式的改革

考試是檢驗教學效果的必要手段。根據高職教育的特點，改變傳統的理論筆試，突出實訓考核。改革后，本課程的期末總評考核分為三個部分：第一部分為平時考核。主要是學生出勤、學習態度及參與問題討論的積極性等，占期末總評成績的20%；第二部分為平時實訓考核，主要是平時的實訓成績。在一個學期中，教師布置6~8個單片機實訓項目，學生按要求完成。教師根據學生完成實訓的成功率、實訓報告質量等給出成績，此成績占期末總評成績的40%。第三部分為期末實訓考核。期末考試不再采用筆試，教師從平時做過的6~8個實訓項目中隨機抽取一個作為考核題目，此成績占期末總評成績的40%。

3.課程改革取得的效果

經過教學改革實踐，改善了教學效果，教學質量得到顯著提高。采用任務驅動教學法實現了“教、學、做”一體化的有機結合，讓學生帶著任務去學習，培養了學生主動思考和創造性思維的能力，鍛煉了學生設計電路、調試程序、開發實際產品等各個方面的技能。進行了以實訓操作為主的考核方式改革后，高分低能的現象沒有出現，學生的動手能力明顯提高。其中，學生在江西省第一、二屆大學生智能機器人大賽中，采用單片機作為主控芯片設計的機器人取得了3項三等獎的好成績。

由于教學內容要隨著新技術的應用而不斷更新，因此教學改革還有待于繼續改進和完善，只有這樣，才能更好地完成教學任務，滿足高職教育培養技能型人才的要求。

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