淺談高職院校單片機技術課程教學新體系的構建

【摘要】從高職院校單片機技術課程建設和改革出發，針對傳統教學中出現的問題，通過探索新的教學模式以及實驗實訓機制，突出教學中學生的主體和中心地位。通過單片機技術課程體系的構建，闡述了課程改革的效果與特點。

【關鍵詞】單片機技術；高職院校；教學改革

1.引言

單片機技術課程是電子、電信、計算機和自動控制等專業的一門重要的專業課程。傳統的教學過程中，高職學生普遍反映概念繁多，原理難懂，學習難度大。內容和方式皆不能適應職業教育新形勢的要求。單片機技術課程的特點是其內容多，涉及的知識面廣。學生不可能對所有的涉及的知識點都進行實踐性實現，大量的項目必須經過軟件仿真技術設計及驗證。

2.傳統教學存在的問題

傳統的單片機教學模式較為固定，即以課堂與實驗的方式進行硬件和軟件知識講解介紹。生動、直觀的實物等輔助教學手段較為缺乏，嚴重影響了教學效果。實踐教學形式較單一，多以單片機實驗箱進行實驗且多為驗證性實驗，導致學生實踐能力不足。教學內容較為陳舊，單片機技術程序設計以往多以匯編語言為主。然而匯編語言是低級語言，僅是機器指令的簡單符號化，其相比較高級語言操作較繁雜，即要求學生硬件基礎知識掌握要好。現單片機技術設計多采用C語言進行編程、引入仿真編譯軟件，其更符合單片機技術的發展趨勢。

3.教學新體系的構建

3.1 多媒體技術、網絡技術的引進

單片機技術課程的綜合性，其知識點的廣泛性決定單一的教學方法并不能適合的特點與現狀。近年來，多媒體技術的應用使得教學方式發生了極大的改變，改變了傳統的以課堂為主，教師為中心的教學模式。多媒體教學方法就是通過計算機技術、多媒體技術和現代教學方法進行的教學活動，集文字、圖片、聲音、視頻等各種信息于一體，教學更加形象、直觀和生動。

單片機技術課程的學習僅僅局限于課堂時間是完全不夠的，必須經過大量的課余學習。利用網絡技術建立網絡學習交流論壇，疑難答疑中心，討論區域等。通過豐富的網絡資源，了解當前有關單片機的新資訊、新技術、新信息和相關領域的內容。

3.2 C語言編程教學、開發工具Keil C51教學、Proteus仿真軟件教學的引入

由于C語言的可讀性、可維護性好，便于維護和調試以及代碼重用和移植等。引人標準C語言在單片機技術課程的教學對學生后期進行單片機系統的開發、設計學習有相當大的益處。

引入單片機最常用的開發工具Keil C51教學；隨著單片機的性能不斷提高，其編譯調試工具也在不斷完善。在單片機的學習中，開發工具的使用是必不可少的。Keil C51軟件集編輯，編譯于一體，支持匯編和C語言的程序設計，界面友好，易學易用，提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，全Windows界面，可更新升級。

Proteus軟件是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。在編譯方面，它也支持IAR，KEIL和MPLAB等多種編譯器，是目前最好的單片機及外圍器件的設計工具。因此，利用Proteus設計單片機系統的原理圖，用Keil來完成C語言程序的編輯、編譯。在教學的過程中，可采用虛擬項目教學法，老師可以將Proteus和Keil建立的虛擬實驗平臺搬到課堂上，能夠將實踐教學和理論教學融為一體，從而讓教學的效果得到提高。

3.3 虛擬實驗室的建立

單片機技術課程是一門實踐性的課程，其實踐教學是單片機教學中不可缺少的重要部分。傳統實驗過程中以驗證性為主，大多采用實驗箱的做法，其弊端在于：電路模塊較固定，可選做的實驗題目較少，且題目陳舊老套，不能實時更新，遠遠不能適應單片機技術的發展更新。

在實驗教學環節可采用Proteus建立虛擬實驗室，由于是軟件仿真，在實驗項目的選取方面有較大余地，單片機系統設計線路的搭建也變得靈活多變，可有效降低實驗成本，縮短了實驗周期，延伸了實驗內涵，極大地滿足了學生做實驗的需求，使學生不需硬件支持也能完成實驗內容。

4.課程改革效果

通過大量的教學研究與改革探索，以及成果的應用和實踐，優化了教學內容，教學方法和手段也進行了更新，建立了適合新發展要求的單片機技術課程體系。

4.1 實現多種教學方式、手段的融合

單片機技術設計的綜合性，必須進行多學科知識的串聯，利用現代多媒體、網絡等技術適時改變了傳統教學模式，發揮教師團隊優勢，加強教學大綱的制作、修訂工作。

4.2 構建了單片機教學內容新體系

按照前瞻性、發展性、開放性和創新性相結合的原則，合理地設置教學內容，對原先的教學內容進行篩選、優化，研究適合專業特點的課程體系，全面培養學生的自我學習意識、實踐技能、系統設計開發能力、分析解決實際問題的能力和職業意識。及時引入新技術、新科技充實到教學中。

4.3 實現了虛擬教學模式

單片機技術課程是一門鍛煉學生動手能力、創新能力的實踐性很強的課程。大量的實驗項目受各種因素影響，不能一一具體實現。通過虛擬實驗室的建設，實現虛實結合的教學，增加了教學的仿真性，實訓性、趣味性，啟迪了學生的思維、培養了學生的職業素養。

5.結語

在單片機技術課程教學過程中構建新的體系，從教學內容和教學模式進行了創新，激發了學生的學習興趣，提高了其內驅力，開闊了其視野，其學習的深度和寬度得到了提升。同時，新的課程體系的構建對教師也提出了較高的要求，教師的專業水平也需要不斷地進行提升。如何適應新形勢教學的新要求，適應社會對單片機技術人才的要求。這都需要我們不斷進行摸索和改進，力爭達到更好的效果。

參考文獻

[1]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012（4）：46-51.

[2]李芳，李家慶.基于Proteus+Keil的單片機實驗仿真平臺[J].中國教育技術裝備，2009（4）：78.

作者簡介：

程國旺，工學碩士，研究方向：機械電子、電氣自動化技術。

李金生，工學碩士，研究方向：電子信息技術。