基于實驗室的單片機教學模式探討

趙波++齊紅霞

摘 要 單片機原理與應用是電子技術和自動控制等專業的專業基礎課程。根據單片機教學實踐，提出基于實驗室的創新實踐平臺教學模式，以提高教學質量、培養學生動手能力為目的，探討單片機實踐教學。

關鍵詞 單片機；實驗室；教學模式

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）02-0148-02

1 引言

在國家大力實施人才強國和建設創新型國家的宏偉戰略背景下，培養造就一批創新能力強、適應社會經濟發展的高層次人才，是增強我國核心競爭力、建設人力資源強國的必然選擇。對于高等院校來說，如何突破單一的課堂教學和學生培養瓶頸，融合校內外優勢學科力量，協同培養實踐能力突出和專業本領過硬的復合型科技人才，是高等院校深化本科教育亟待探索的重要課題。

單片機原理與應用是電子信息工程及相關專業的學位課程，同時也是一門實踐性和應用性很強的課程。單片機的應用范圍遍及人們生活的各個方面，單片機的應用領域和市場需求廣泛，從近年來電子信息類學生就業情況來看，招聘單位大都要求學生具備單片機應用能力。傳統的單片機課堂教學模式重在教授單片機的原理，往往忽視其應用，或者將單片機的應用片面理解為做幾個相關實驗和課程設計，不能滿足招聘單位對學生的實踐性要求[1]。為了適應市場需求，提高單片機教學效率，促進學生就業素養，急需革新傳統教學方法，探索培養學生實踐創新能力的單片機教學模式。

本文針對傳統單片機重理論輕實踐、只看書不動手的紙上談兵式教學方法，提出基于實驗室的創新實踐平臺教學模式，從培養學生興趣、改進教學手段、轉變教學思路等方面進行了探討，以提高教學質量、培養學生動手能力為目的，重視單片機實踐教學，適應社會需求，促進學生就業能力。

2 構建教學型創新實踐平臺

單片機課程具有很強的實踐性，如果僅僅紙上談兵式的理論教學，不但不能達到學習目的，還會使學生產生心理疲勞，進而影響學生學習積極性[2]。如果合理發揮單片機課程的實踐性優勢，使學生邊做實驗邊學理論，既可以避免枯燥的課堂模式，還能提高學生學習的主觀能動性。為此，需要建立單片機實踐平臺。

利用現有儀器，以優勢補不足 實踐平臺的核心為單片機實驗室，還包括實驗資源和教師資源的調配。一般高校都建有單片機實驗室，具備實驗箱和基本實驗模塊，用以完成驗證性實驗教學。創新實踐平臺建立在原有實驗室的基礎上，以原有實驗儀器為主，輔以常用的電阻、電容、電感等元器件，滿足后續課程設計、科研課題需要，不需額外過多經費投入，關鍵在于對已有資源的合理配置，適合普通高等院校實驗室改造和擴展。

由于高校實驗室資源有限，所以實踐平臺容納的學生數量少于純課堂教學，必然增加授課教師工作量，增大儀器損壞折舊幾率。因此，需要使用信息化管理手段對實驗人員和儀器進行雙重管理，制定儀器使用規則，做好儀器使用登記管理制度，定期檢查儀器狀態，并做好維修保養工作。為了解決授課教師工作量大的問題，可以聘請具有實踐能力的高年級學生作為單片機輔導實驗師，充分發揮單片機特長學生的優勢，形成學生帶學生的良性循環，以特長學生做榜樣，更能促進學生學好單片機課程的積極性。

創新實踐平臺的主要優勢在于充分利用已有資源，改變傳統課堂教學模式，而且兼具教師科學研究功能，教師和學生在平臺中相互學習，共同發展。

加強校企合作，以項目促設計 課程設計是單片機教學的重要環節，可以考查學生學以致用的能力[3]。由于傳統教學法偏重理論，導致學生動手能力較弱，所以課程設計只能做一些簡單題目，學生創新能力較低。基于實驗室的教學注重培養學生的實踐能力，對課程設計提出更高的要求。

課程設計應該緊跟社會需求，體現實用性和創新性。由于單片機獨特的實用性特點，實行高校與企業合作開發，既可以為企業解決實際問題，又可以鍛煉學生的實踐能力。在校企合作中，由企業提出技術和項目需求，學生根據自身優勢以項目形式提交課程設計題目，經授課教師和企業專家指導后進行立項，在單片機課程結束后進行課程設計答辯。校企合作產生的課程設計課題更切實際，不同于傳統教學中的常規課題，因此更能增加學生的學習興趣和主觀能動性，體現單片機學習的價值。

校企合作可以增加學生與企業工程師交流的機會，使學生了解企業的技術和人才需要，明確今后學習的方向，提高學生的就業能力。另一方面，企業根據學生在課程設計中的表現，掌握學生學習動態，方便企業選拔優秀人才。

整合優勢資源，以開放促共享 傳統單片機實驗教學是集中式教學，學生被動接受教師布置的驗證性實驗內容，甚至將程序、接線方式等實驗步驟全程演示，學生只需照做即可。這種方式大大損壞了設置實驗的初衷和學生的實驗熱情，讓學生滋生懶惰思想，更談不上培養學生的創新能力[4]。

整合高校儀器資源和企業人力資源優勢，建設單片機創新實驗教學平臺，合理安排單片機課程教學和課程設計對實驗室的使用時間，實行實驗室按需開放。一方面可以使課程教學正常進行，學生有足夠時間完成課程內容并系統分析和處理實驗中出現的問題；另一方面，學生有充分時間擴展實驗內容，按照項目進展進行課程設計調試，課程教學和課程設計共享開放實踐平臺的優勢資源，學生之間相互交流，不僅提高了動手能力和綜合設計能力，還增強了團隊協作能力。

鼓勵申請課題，以研究促提高 為了提高學生的創新能力，高校一般都會安排經費資助電子及其相關學科學生進行電子設計大賽。教師應該以此為契機，鼓勵學生根據自身情況申報課題。通過項目調研和實施，使學生在調查研究、查閱文獻、制訂方案、論文總結等方面得到有效訓練。同時，學生調研過程中重新梳理所需知識，將不同實驗模塊功能整合，提升對課程的總體把握能力，有利于系統理解和掌握整個單片機課程體系。

申報課題可以增加學生對單片機課程的興趣，充分發揮單片機實驗平臺在教學和研究中的作用。另外，申請到的課題經費也可為實驗平臺增加常用的電子元器件，起到反哺實驗室的作用，維護實驗室的可持續發展。

3 改革課程考核方式，重視實踐能力

課程考核方式改革是教學模式改革的重要環節[5]。基于實驗室的單片機教學不再以“試卷分數”論成敗，課程考核將由平時成績、實驗成績和課程設計成績按比例相加。其中，課程設計成績作為綜合考查實踐能力的項目，在考核中占有最大比例，課程設計不再以“能不能做成功”為標準，而是以“解決哪些技術問題”論高低，關鍵在于學以致用的能力。另外，在課程考核中引入激勵機制，凡是在課程學習過程中解決重大實際問題，或者在大學生電子設計競賽中獲獎的學生，課程考核適當加分，以考核的指揮棒指引學生的學習導向，使學生自覺重視實踐，同時獲得優異成績，并培養學生解決實際問題的能力。

4 結語

單片機原理與應用課程的教學承擔著培養實用型創新人才的艱巨任務，在電子電氣和自動化領域具有重要地位。在該課程的教學中應積極思考，摒棄陳舊的教學理念和課程考核評價方式，探索多種教學方法和手段，培養學生獨立思考和實踐創新能力。在基于實驗室的教學模式中，實驗資源和教師資源的重新調配是教學改革成功的關鍵問題，另外需要學校層面對課程設置和考核方式的支持和配合。單片機原理與應用課程的教學任重道遠，如何更好地培養學生的創新思維，還有待于更加深入地探討。

參考文獻

[1]鄧鵬，鄭筆耕，胡書屏.單片機課程教學改革探討[J].電氣電子教學學報，2009，31（6）：117-118.

[2]蘇檢德，何富運，殷嚴剛，等.“單片機應用設計”課程教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28（12）：148-150.

[3]楊保亮，楊守良.應用型人才培養體系下單片機教學的改革探索[J].教育教學論壇，2014（18）：31-33.

[4]叢國進，李傳偉，董先.任務引導型教學法在單片機課程教學中的應用[J].中國教育技術裝備，2014（12）：88-90.

[5]陳向奎，李元臣.單片機教學改革的思考與探索[J].洛陽師范學院學報，2012，31（5）：84-86.endprint