單片機原理與應用教學質量的探討

李戰勝 楊 昌

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

0 引言

“單片機原理與應用課程”是理工科電類專業必修的專業課，該課程不僅具有自身的理論體系而且還是一門實踐性非常強的課程。同時由于全國大學生電子競賽和各省組織的省級電子競賽的的深入開展，以此為契機，單片機原理與應用課程成為各大院校比較重視的課程。通過本人在長期的教學中，根據理論和實驗教學的教學效果以及多年指導大學生進行電子競賽的經驗，對于該課程的教學質量問題進行了一定的探討。從中得出幾個方面的問題所在，其中較重要的有以下幾點：1）課程的學時安排問題，一般院校的總學時為56學時，其中理論學時為40學時，實驗學時為16學時，從近年的教學情況來和我校電子競賽的成績來看，教學效果并不好。在整體消減學時的大背景下，想要增加課時以提高教學質量還是有難度的，但是可以適當減少相應的理論學時以提高實驗學時，重點培養大學生的實際動手能力；2）理論教學方面，整個課程理論教學的內容安排還是偏重于理論性的知識，通常向學生講授的是“是什么”的問題，而本科教育的目標是培養應用型的人才，主要掌握的應該是“怎么用”的問題，因此需要從中選用一套合適本校實情的教材，同時還要對教材內容進行一定的取舍和重新組織，盡量多安排一些與實際應用相關的知識點；3）實驗教學方面，以往的實驗多為驗證性的內容，調動不起來學生的興趣，因而要增加一些應用性和設計性的實驗內容來培養學生的學習興趣，同時也可以增加一些與實際工程聯系緊密的實驗；4）對于傳統黑板板書教學方式，畫硬件電路和軟件流程圖比較慢，而且比較抽象，讓學生難以理解，而通過采用多媒體技術和板書結合的方式就能達到很好的教學效果；5）電子競賽的契機，通過本人多年指導電子競賽的經驗看出，學生理論聯系實際的能力較差，因此需要加強這方面的練習。

1 理論教學內容探討

本科院校尤其是工科院校是培養應用型創新人才的搖籃，其教育目標是順應社會尤其是時代需求培養學生的實際應用能力。理論教學的重點在于單片機的選用問題，目前，比較流行的單片機型號為16位機，當然32位也處于不斷的發展過程中，但是比較多的學校采用的仍然是8位機的教學內容，這顯然與時代不符，雖然8位機是經典的單片機類型，但既然與時代接軌，培養學生的實際應用能力，自然要學習16位機，并且在各類電子競賽中學生采用的大部分都是16位機。另外還有教學內容的取舍問題，該門課程要以硬件電路為基礎，所以有關CPU的講解需要放在重要的地方，可以安排18學時左右，而軟件編程方面，由于學生已經學過C語言和微機原理中所用到的匯編語言，所以指令方面可以少講，主要講解如何將硬件和軟件結合的問題，尤其多介紹C語言方面的編程，安排大約12學時左右，也就是將理論學時壓縮在30學時左右就可以了，剩下的全部歸入實驗學時。當然，在教學中應適當注重課程內容與其它專業課程的聯系與銜接，注重課程內容的工程應用背景，提高學生對課程內容的興趣。

2 實驗教學內容探討

除了理論教學外，這門課程特別注重實驗教學，這也是學生獲得知識以及激發學生學習理論知識的主要途徑之一。事實上，既然是培養應用型的人才，實驗教學應該是重中之重，但是通過多年的教學發現，大部分學生對于這個重中之重并不“感冒”，學生經常忽視這個問題，當然最主要的原因不能怪罪學生，而主要在于實驗內容上。由于大部分的實驗內容是驗證性實驗，而且傳統的實驗教學往往是以教師為主，實驗指導教師從實驗目的，實驗步驟到實驗注意事項逐步講解，而學生則按照教師的講解進行實驗的具體操作，按部就班地將教師講授的內容依葫蘆畫瓢地加以練習，如果最后的實驗結果和教師講的不一樣或者得不出結果，學生的第一反映是找老師幫忙。顯然這種教學方式不利于學生分析問題、解決問題能力的培養，極大地限制了學生的主觀能動性和創造性。可以夸張地講，學生即使不懂實驗原理，只要懂得中文，按照實驗步驟去做，一般都能做好實驗，這也是學生提不起做實驗興趣的主要原因。如何解決這個問題呢？首先對于各類實驗尤其是驗證性的實驗，必須要求學生做好實驗前的準備工作，必須弄清楚實驗所涉及的原理，不能不懂裝懂，要做預習實驗報告，這時需要教師在實驗課前進行嚴格的檢查，督促學生養成預習的好習慣；其次，實驗指導書的編排上盡量將實驗步驟不要寫的太詳細，甚至可以不寫，給學生獨立思考的空間；第三，實驗課堂上要以學生為主，教師為輔，盡可能地將教師的講課內容壓縮在10分鐘之內，給學生充分的自由時間去做實驗，即使學生做實驗的時候出現一定的問題，也要學生盡可能自己獨立解決。第四，除驗證性實驗外，盡可能多地安排一些設計性和綜合性的實驗，對于這類實驗，可以不限定時間，學生可以獨立完成，隨時可以到實驗室進行實驗的調試和設計，當然這就需要很多院校的配套的硬件設施和開放更多的實驗室。同時改革實驗考核辦法，在要求完成的實驗內容之外，另選一個實驗作為實驗考試內容，由操作、實驗報告、考試三部分的成績綜合得到實驗總評成績，以此來督促學生，提高實驗教學的質量。

3 電子競賽的契機

全國大學生電子設計競賽是教育部和前電子工業部于1994年共同倡導主辦的，全國先后舉辦了十屆競賽。它是四大學科（電子設計、數學建模、機械設計、結構設計）競賽之一，面向全國大學生的群眾性科技活動。而且和全國大賽相對應，各個省份的電子競賽也如火如荼的進行，競賽內容緊扣當前教學內容與教學環節，注重理論聯系實際，，對教育教學改革當然對于單片機原理與應用課程教學改革也起到積極的推進作用。

通過我校多年的電子競賽經驗，從中可以看出，電子競賽更注重學生實際動手能力的培養，這種競賽與實驗教學的效果相比，更能激發學生的創新精神，同時又通過電子競賽和參賽同學的的積極反饋作用，更有效地提高了教學質量。在競賽中，以學生為主，指導教師為輔，從而為培養創新型應用人才打下了堅實的基礎。

4 結語

本文通過對于單片機原理與應用理論教學、實驗教學的分析和探討，又根據電子競賽的影響力和契機，提出了以學生為主，教師為輔的培養方式和教學改革方式。但是這樣的教學改革并不是一朝一夕能夠完成的，需要廣大高校師生的全力配合。只有這樣，才能在提高單片機原理與應用教學質量的基礎上，實現培養創新型應用人才的目標。

［1］范恒軼，崔亞嵩.單片機原理及應用項目教學法的研究[J].233網校論文中心，2010，11.

［2］李戰勝.模擬電子技術基礎教學質量的探討[J].中國電力教育，2012（5）.

［3］李戰勝.緊抓電子設計競賽的契機以促進電子技術課程教學改革[J].科技信息，2012（3）.