《單片機原理與應用》課程實踐教學改革初探

遲耀丹

（1.吉林建筑大學 電氣與電子信息工程學院，吉林 長春130021；2.吉林省建筑電氣綜合節能重點實驗室，吉林 長春130021）

0 引言

高等學校的計算機類、電子類、機械類、電氣類等專業均開設了《單片機原理與應用》課程，該課程既是一門重要專業基礎課，又是畢業設計等教學環節中的重要手段。《單片機原理與應用》課程的特點是概念多、名詞多、連慣性強、內容抽象。實踐教學是該課程教學中不可缺少的重要教學環節，它在培養學生的實際操作能力、分析問題和解決問題的能力方面，起著極其重要的作用。

1 實踐教學改革的必要性

《單片機原理與應用》課程的實踐教學包括實驗、課程設計和畢業設計等環節。傳統的實踐教學模式存在著較大的局限性，既不能充分體現專業的特點，也不能緊跟時代發展的要求[1]。

首先，在《單片機原理與應用》課程的教學過程中，實驗教學依附于理論教學，沒有把實驗教學與理論教學放在相同重要的地位來考慮，在實驗教學過程中，學生是被動的、從屬的，只要按照老師講解的過程和實驗指導書上的接線圖進行，不用動腦就可以輕松完成實驗。

其次，實驗設備利用率低，資源浪費嚴重。單片機原理與應用課程一般安排64 學時左右，其中16 學時為實驗教學，實驗箱上的實驗只開設一小部分，大部分浪費了。

最后，傳統的是通過學生獨立完成某一課題的設計、安裝和調試來完成的。而這樣的課程設計形式單一，只局限于做好的功能單一的印刷電路板，沒有考慮到不同類型的學生自身的條件和今后中實際應用中對電子技術應用的需求，缺少與工程實際問題相結合的綜合性、研究性內容，不利于學生綜合能力的提高。

2 改革的措施

《單片機原理及應用課程》是一門理論與實踐緊密結合，實踐性很強的專業基礎課程，既涉及硬件，又涉及軟件，既涉及電子技術，又涉及計算機技術等相關應用領域的專業知識[2]。單片機原理與應用課程》的實踐教學不僅體現在實驗教學方面，還體現在相應的課程設計、畢業設計和大學生電子設計競賽等多個實踐教學環節中。通過這些實踐環節，學生不僅可以進一步鞏固所學的理論知識，而且還可以提高學習興趣、鍛煉實踐能力，不僅促進了理論教學，而且為學生將來走上工作崗位打堅實的實踐基礎。主要的實踐環節改革措施如下：

2.1 實驗教學

實驗教學與理論教學往往是同步進行的。實驗教學過程中我們主要進行了兩方面的改革：一是，改革實驗的內容，保留原來理論驗證實驗基礎上，又增設兩大類實驗：綜合性實驗和設計性實驗。學生可以根據自己的興趣選做增設的綜合性實驗和設計性實驗。在做這一部分實驗時，學生可以根據實驗任務書的要求和實驗室的具體條件，自主提出設計方案，并到實驗室完成實驗。通過設計性實驗激發學生做實驗的興趣和主動性，鍛煉了學生的設計能力和動手能力，深化了對理論教學內容的了解，更好的促進 了理論教學。二是，實驗內容的優化和整合，由于實驗學時有限，只有8 個實驗，共計16 學時，如果不進行實驗內容的優化和整合，有的實驗內容就可能兼顧不到。實驗包括必做實驗和選做實驗，確保學生既要達到 最基本的實驗要求，又可以有一定的選擇性和靈活性，這樣的安排收到了較好的教學效果。

2.2 課程設計

課程設計是繼理論教學和實驗教學后的又一項重要實踐教學環節，其目的要求學生掌握基本的《單片機原理與應用》的設計內容和設計方法。由于課程設計一般安排的時間短，任務重，具有一定的難度，實際上在設計中所涉及的基礎知識和技能是在學習日常學習中積累起來的，課程設計是對學生平時所學知識和技能的一種綜合運用的形式，是對他們所學知識的檢驗。因此，重新優化課程設計時，要改變過去教師一攬到底的做法，放手讓學生自己去做，學生要完成一個課題設計，首先要遵循理論設計，其中包括方案選擇、電路設計、參數計算等，然后是確定實現方法、元件選擇和搭建這樣一個原則。因此在設計過程中，我們做的改革主要有兩點：一是，只給出學生設計的課題，讓他們根據現有的設備和儀器自己選擇方案，題目多個，學生可以任選其一，這主要取決于學生的興趣、愛好、專長。二是，實現的手段可以學生自選,例如學生可以選擇雕刻電路板或用Protues 仿真等驗證自己的設計方案。為此實驗室要提供多種的實現手段。指導教師只須檢查學生電路設計是否合理，操作結果是否符合題目要求，這樣學生就由被動轉為主動。教師只起引導和啟發的作用，從而充分調動了學生的積極性和主動性，加強了學生的自學能力、主動思考能力和創新能力的培養。利用課程設計，進行系統設計，使學生將各章學到的知識進行綜合歸納，提高學生對單片機應用系統的認識和應用水平。

2.3 電子設計大賽

積極鼓勵學生參加大學生電子設計大賽，進一步加強對單片機和擴展功能的實際應用，使學生以比賽為契機充分的將理論知識與實踐相融合，解決了大量書本中未曾提到的問題。我們通過對這門課程幾年的探索和對應用型人才的培養模式的實踐，充分調動學生學習的積極性。在實踐過程中，不斷啟發學生尋找解決問題的辦法，培養提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養獨立工作的能力，使實踐教學更具實用性。

《單片機原理與應用》課程的工程實踐性較強，必須在重視理論教學的同時，重視實踐教學，使學生通過實踐環節的鍛煉，更好地掌握單片機的理論知識和應用技能。在實踐過程中，不斷啟發學生尋找解決問題的辦法，培養提出問題分析問題解決問題的能力，培養獨立工作的能力，使實踐教學更具實用性。

3 改革的成效

《單片機原理與應用》課程建設緊緊遵循本校“培養工程應用型人才”的人才培養模式，通過實踐教學的改革不僅提升了學生對本課程內容的理解，同時鍛煉了學生的動手能力。通過改革，從教學思想、實踐教學手段和教學條件上都作了很大的改進，由演示性、驗證性實驗向設計性和綜合性實驗發展，由封閉式實驗室管理向開放管理發展，課程設計由題目和實現手段單一向題目多樣和實現手段多樣發展，由教師主導實踐活動向發揮學生自主性發展。學生通過這些鍛煉，加深了理論教學內容的理解、提高了動手能力，最主要的是許多同學由此激發了學習興趣，從此走上專業研究的道路。

4 結束語

《單片機原理與應用》是一門內容豐富、理論抽象、實踐性強、發展較快的課程，是電子信息科學與技術專業的一門重要的專業基礎課，該課程學習的好壞，直接關系到其他專業課程的學習。理論與實踐證明，加強實踐環節、充實實踐內容對于提高整個課程的教學水平有著很重要的作用。本文總結了單片機原理與應用課程實踐教學在我們學校改革的一點體會，希望拋磚引玉，與同行切磋以提高教學水平，共同為我國教育事業的發展做出貢獻。

［1］張建坡，趙書濤，賈秀芳.電氣與電子綜合課程設計改革的初步探討[C]//北京： 第四屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集.2007.

［2］齊志才，主編.MCS-51 系列單片機原理及接口技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.