《單片機原理與應用》教學改革與探索

臺州職業技術學院 楊利亞 潘海燕 鄭雨芳 孫凌杰

《單片機原理與應用》教學改革與探索

臺州職業技術學院 楊利亞 潘海燕 鄭雨芳 孫凌杰

《單片機原理與應用》是實踐性和應用性都很強的學科，是高職院校電子、電氣等相關專業最重要的核心課程之一。針對當前高職院校單片機課程的教學現狀，論述單片機教學改革的必要性，并從教學內容選取、教學方法使用、加強實踐環節、考核方式確定等方面提出教學改革思路和方法。

單片機；教學；改革

當今世界，單片機在工業過程控制、智能儀表、計算機集成控制、人工智能、通信設備的智能化方面應用非常廣泛，而且隨著電子和計算機技術的發展，以單片機和各種微處理器為核心必然是實現智能化技術的主流方向。同時，《單片機原理與應用》是高職院校電子、電氣等相關專業最重要的核心課程之一，是一門實踐性、應用性很強的學科，該方向對學生進行畢業設計和就業都起著重要的作用。

《單片機原理與應用》傳統教學一般包括理論課和實踐課。理論課學生普通反應知識抽象、難學、難懂，學了后面又忘了前面，學生學得吃力，老師教得辛苦。實踐課主要采用驗證性實驗，學生只要連線正確、程序輸入無誤就能看到結果，這樣往往造成學生只關注實驗結果，而忽略了思考過程。學生無法從中提高分析問題、思考問題、解決問題能力，甚至到最后還是無法獨立設計一個簡單的單片機系統，實踐動手能力非常差。這樣的教學方法不能體現單片機實踐性和應用性強的特點，也與社會發展脫軌，因此，《單片機原理與運用》教學改革迫在眉睫。我們總結了以往教學過程中的一些經驗和教訓，提出以下幾點《單片機原理與運用》教學改革的思路和方法。

1.教學內容選取

以培養學生具備從事單片機系統設計崗位能力和相關職業群為目標，增強學生實踐動手能力和工程實際運用能力為導向，來選取教學內容。在本課程的開始的時候，介紹單片機的發展現狀，例舉日常生活中單片機控制的設備，把科研項目或往屆畢業設計中的一些應用板帶進課堂，通過圖片、實物展示使學生對單片機有一定的感性認識，激發他們的學習興趣和熱情。

選取以單片機C語言貫穿各章節，并且是項目化教學形式的教材。C語言可讀性、可維護性和可移植性都比匯編語言好，在實際單片機設計中，基本上都采用C語言。項目教學改變了傳統教材內容安排強調只是系統性為主的思路；把課程教學內容劃分為若干個項目形式來完成，項目又以任務的方式出現，突出體現高職生理論知識“必需、夠用”的原則。

多增加日常生活常見案例為項目，每個項目又包括幾個任務，通過每個任務的完成過程，使學生學習相應的理論知識。通過常見案例的剖析，引起學生的注意，激發他們的興趣，每個任務完成后，教師進行知識點得總結，這樣學生在實踐動手中不知不覺就掌握的理論知識。比如交通燈控制系統，這一項目可以分成單片機控制單燈亮滅、流水燈控制、定時器控制流水燈、帶時間顯示系統等，其中通過單片機控制單燈亮滅這一任務的設計，學生可以學習單片機結構、I/O口、單片機最小系統等基本知識。通過流水燈控制這一任務，學生可以學習單片機C語言的各種語句等。

2.教學方法使用

我們以項目為教學單元，以任務驅動進行教學。我們的教學是在一體化教室實施，只要在一體化教室中通過仿企業的工作環境進行項目化教學，教學過程才能實現真正的教、學、做融為一體，并充分調用學生學習的主動性和創造性。

每個任務包括任務目標要求、學生知識與能力準備、計劃、實施過程、評估。教師先布置任務，說明這個任務要到達的功能及要求。教師可根據教學內容，制作多媒體課件，將理論知識通過多媒體手段以聲音、圖像、文字等方面表現出來，使枯燥抽象的理論知識變得生動直觀，學生更容易理解。也可以通過Flash動畫演示或Proteus仿真軟件展示任務的運行結果，使學生對任務要求更加清楚。學生分組后，每個小組進行任務設計的討論，并確定設計方案。學生任務實施過程中，教師對學生操作過程中存在的問題進行實時點評，實施后，教師對每組的實施結果進行驗收和評估，最后總結任務實現過程中碰到的普遍問題、知識運用的難點關鍵點。這樣的教學方法能提高學生分析問題、思考問題、解決問題能力，而且通過每個任務的制作，學生積極性提高、自主學習能力和動手能力增強。

另外，教師可以把多媒體課件、儀器設備電路圖、設備的使用方法、任務要求、本課程相關的學習資料等掛在網上，進行資源共享，供學生查閱學習，通過網絡來提高學生的學習興趣。

3.加強實踐環節

實踐環節是《單片機原理與運用》課程的重要環節，通過實踐環節，可以提高學生動手操作能力。我們把實踐環節分成基礎性實踐、開放性實踐、綜合設計實踐三個部分。

基礎性實踐主要是實現指令練習、基本程序結構編寫，或是一些驗證理論知識準確性的實驗，通過這一環節，學生所學的理論知識得以鞏固。開發性實踐要求學生具有扎實的理論基礎，具有分析問題解決問題的能力，培養學生對常見接口的硬件設計、軟件編程及仿真器下載調試的能力。在綜合設計實踐過程中，教師只提出實驗目的和要求，學生要自主確定設計方案，并設計硬件電路圖、制作電路PCB圖，并在自己做的PCB板上焊接元器件。硬件調試成功后，再把編寫好的程序利用仿真器下載到電路板上，進行調試。這樣，學生熟悉了單片機系統設計的整個過程，他們的實踐動手能力也得到很好的提高。

除了上面三個實踐環節外，我們還要鼓勵學生參加全國電子設計大賽和大學生創新科技項目，使學生在實踐過程中不斷的學習新知識，提高設計創新能力。

4.考核方式確定

傳統的教學模式中，課程考核是由期末閉卷考核占70%，平時表現占30%組成，這樣的考核方式只能一定程度上反應學生理論知識的掌握情況，很難體現學生的分析能力和實踐動手能力，也與單片機課程實踐性強的特點不相符合。

一個好的考核方法對于學習一門課程至關重要。考核不僅是對教師教學效果的檢驗和學生水平的測試，同時也是學生學習習慣和學習方法的導向。筆者提出的考核方式包括期末考核30%、項目考核50%、平時表現20%。其中平時表現包括出勤表現、作業完成情況。期末考核是對課程基礎知識進行閉卷測試。項目考核是每個項目成績的平均分，每完成一個項目，教師根據學生的工作態度、完成情況、回答問題情況進行評分。每個項目完成后，學生都能看到自己的成果，這樣也調動了學生的學習興趣和學習熱情。這樣的課程考核方式不僅包括基礎知識掌握程度考核，還包括學生的分析、學習、動手、應用等方面能力的考核，能比較客觀的反應學生的學習情況。

5.總結

教學改革實施后，課堂氣氛變的更加活躍，學生學習興趣更加濃厚。實踐表明，我們的教學改革方案不僅提高了學生學習積極性、應用能力和動手能力，而且對學生的獨立思考和分析問題、解決問題的能力的提高也起到了很好效果。當然，教學改革是一個無止境的過程，我們還要不斷更新教學觀念，不斷的探索和實踐，來提高教學質量和效果。

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本文屬“臺州職業技術學院青年課題”資助（項目編號：2012YB04）。

楊利亞（1984—），女，浙江臨海人，臺州職業技術學院碩士研究生，助教。