新形勢下單片機原理及應用課程教學改革探索

李曉娟 鄭麗媛 秦國慶

河南科技學院 河南新鄉 453003

?

新形勢下單片機原理及應用課程教學改革探索

李曉娟 鄭麗媛 秦國慶

河南科技學院 河南新鄉 453003

摘 要：針對新時期高水平本科專業人才培養模式的分析，結合單片機原理及應用這門課程理論抽象及實踐性強的特點，從優化教學大綱、精選教學內容、創新教學方式、改革考核方法四方面入手進行教學改革。如此，不僅可以提高學生的學習積極性，培養其分析問題、解決問題的能力以及創新能力，同時也能有效提高高校的就業率和就業質量。

關鍵詞：單片機；教學改革；教學實踐

隨著我國智能化水平的提高，一方面給人們的生活帶來了諸多便利，另一方面也對當前向社會輸送專業技術人員的高等院校的培養模式提出了挑戰。單片機原理及應用作為工科本科院校的重要課程，是電氣工程及自動化專業、自動化專業、機電一體化等相關專業的一門專業基礎課，是一門理論和實踐結合很緊密的一門課程，也是本科院校學生參加大學生電子設計大賽首選的方式。對于電子類專業的學生來說，掌握好單片機這門課程，不僅能夠很順利的做好畢業設計，提高自己的就業競爭力，同時還可以培養良好的工程素質，為以后的工作打下一個很好的基礎。但傳統教育多采用灌輸的方式，學生積極性不高，缺乏一定的創新性，為了有效提高學生學習的積極性，提高就業的競爭力，為社會輸送素質高、能力強的復合型人才，本文將從以下四方面對該門課程進行改革。

1　優化教學大綱

教學大綱決定了本課程的培養目標及知識點，是教師教學的重要依據，在教學過程中起著舉足輕重的作用。我們結合本門課程的性質及學生的特點，以掌握知識為基礎、培養學生的綜合素質為根本、提高學生自身競爭力為目標修改教學大綱。

單片機是一門應用性極強的課程，隨著電子和計算機智能化的發展，以單片機和各種微處理器為核心的新產品層出不窮。結合時代發展的需要，我們及時更新所用教材，選用新版的、內容較豐富的教材。在這我們選用由李建忠教授主編、由西安電子科技大學出版社出版的《單片機原理及應用（第三版）》教材，該教材將單片機抽象的理論與我們的實際生活結合起來，一方面可以提高學生學習的熱情；另一方面把單片機相關內容很好地給大家闡述出來。同時，在內容的安排上還講述了關于單片機應用系統的設計與開發及采用C語言進行應用程序設計等相關內容，使學生能夠很好地采用單片機，同時結合已經學過的相關知識進行系統的開發與設計，體現了本門課程實用性、實踐性強的特點，使學生的創新能力、實踐能力和綜合素質得到了提高，取得了良好效果。

2　精選教學內容

單片機課程作為一門專業基礎課，一般設在大二下學期學習，對于學生來說已經學習過模電、數電、

C語言、微機原理等課程，有一定的基礎。在內容上，一方面加強與前序課程的銜接，在講授相關知識的同時，讓學生自己根據實際情況對已學內容進行復習；另一方面，教師作為教學的組織者，要精選教學內容，刪除課本中一些老化的、無關緊要的內容， 增加一些目前生活中、工作中利用單片機進行控制的典型案例或新產品，注重學科融合，把體現當代科學技術發展特征的、多學科知識交叉與滲透的趨勢和動向反映到教學內容中來。同時，教師要緊跟時代發展，不斷利用業余時間對自己進行 “充電”，要經常參加培訓，深入企業考察，與業內人員交流，了解單片機的應用狀況，刻苦鉆研單片機應用新技術，掌握新器件的使用方法，以此來豐富、更新教學內容，提高自己的實踐技術水平，擴寬學生的知識面，真正做到理論和實踐相結合，使教學更切合實際。

2.1理論教學內容

對單片機這門課程來說，理論是基礎，學生只有有了一定的理論基礎，才能夠進行實踐，并在實踐的時候更好地理解理論知識，從而將理論與實踐很好地結合起來。對于理論基礎知識，我們還是采用傳統的課堂教學方式，由于本門課程比較抽象，對于大部分初次接觸單片機的學生來說，根本不知道單片機是什么，更不用說其內部結構、工作原理等。針對此，我們在講授本門課的時候首先要告訴學生單片機是什么，單片機能干什么，內部結構什么樣，單片機如何工作，學好這門課我們能干什么。在此基礎上，我們再向學生傳授單片機相關的知識，如單片機的發展、分類、內部結構、工作原理、指令系統等。針對工科院校學生一般在大一學過C語言，在編程方面，我們簡要介紹一下匯編語言的分類及簡單應用，把重點放在如何利用C語言進行編程上面。因為單片機僅僅是一個芯片，隨著單片機應用系統的發展，對學生的考察能力不再僅僅是編程能力方面，而更多的是對單片機硬件方面的考察，如外圍電路的設計及元器件的選擇上面，這時我們必須把教學重點放在單片機硬件的擴展上面，如行列式按鍵、數碼管動態顯示及液晶顯示、存儲單元及I/O口擴展單元（如8255/8155）、A/D、D/A轉換以及通信單元等模塊。

2.2實踐教學內容

實踐環節建立在課堂教學基礎上，為課堂理論教學服務， 也是單片機原理這門課程的一個重要環節， 通過實踐可以更好地培養學生動手能力、實際操作能力、學生之間的相互協作能力及創新能力。結合學校的實踐條件及學生的實際情況，我們所開設的實踐內容主要分為以下三類：驗證性實驗、綜合性實驗、創新性實踐。

對于驗證性實驗，實驗裝置在其內部已經連接好線路，學生只需要進行簡單的連線就可以看到結果，如流水燈等，形象直觀，容易激起學生的興趣，使學生能夠主動地要求一些更具挑戰性的項目。基于此我們結合教師的在研課題，借鑒歷屆電子設計大賽的題目，或者從日常生活中尋找與該門課程相關的資源，將其改良為綜合性實驗。當然，學生也可以結合自己的興趣愛好，利用學校資源進行設計，從而提高實踐動手能力，也能更好地將理論和實踐很好地結合起來。但學生的實驗課時畢竟有限，學院整合實驗室資源，對不同層次的學生做不同的實驗，通過建立創新性實驗室，大學生創業孵化基地，同企業進行合作辦學，進行暑期實踐等形式，為學生參加社會實踐提供更多機會。同時，鼓勵學生參加全國大學生電子設計競賽、各高校組織的電子類大賽、全國機器人大賽等活動。

3　創新教學方式

傳統的教學方式多“以教師為中心”，整堂課都是老師在不停地講，學生被動地聽，屬于“填鴨式教育”。由于本門課內容抽象，理論性強，對于很多抱很大興趣學好本門課的學生，在聽了幾次課后很難理解相關內容，逐漸失去了學習興趣，或者上課睡倒一大片，或者變成“手機控”，這樣以后再想調動學生學習的積極性就很困難，對學生來說，也很難學好這門課程。在此，我們一改傳統的教學方式，突出學生的主體地位，讓學生由被動的聽變為主動地學，在授課過程中，采用多種方式相結合，在理論教學的基礎上突出實踐性環節，注重強化實驗、實踐環節，突出實用性，在課時分配上大幅度提高實驗課的學時數，便于增加學生動手實踐機會，使學生在掌握知識的基礎上，能力和綜合素質也得到提升。

在授課過程中，我們要有效利用現代化教育技術手段，采用計算機輔助教學和板書相結合的方式，制作多媒體課件，用語言、文字、聲音、圖像等豐富的信息來描述抽象的概念，對重難點通過多媒體教學的演示，將枯燥的理論具體化、形象化。在內容選取上，結合當前最新應用技術，采用項目教學法，有效地運用了我們所學課程的那些知識點，并以此為契機設計教學項目。在設計項目時，結合當前單片機的最新應用技術，注意循序漸進、由淺入深，以學過的內容為基礎，又要將本次教學內容融入進去，通過不斷的教學實踐與學生學習效果的反饋來對項目進行修改和調整。當然，在整個授課過程中要突出學生的主體地位，采用啟發式、討論式、研究式、案例式、情景教學式等教學方法，培養學生會學習、會思考、會探索、會解決問題的能力。

在課外，學習和借鑒世界先進的教育理念，教師開辟與課程配套的交流群，及時反映最新的科研成果并提供相關資料。學生可以將不懂的知識及時地反饋給老師，教師可以在論壇上答疑，這樣，不但可以激發學生的興趣，還促進了師生之間的交流，增進師生感情。對于學生來說，學生之間也可以互相切磋，可以活躍學習氣氛，增進學生間的感情，同時也積累大量的有價值的素材，供學生參考。

4　改革考核方法

考核作為教學過程的最后一個環節，起著至關重要的作用。它不僅可以有效地評估學生的學習情況，促進學生學習的積極性，同時也可以使教師更好地掌握學生的學習效果，以便及時做出調整。結合本門課程的性質及特點，我們從學生出發，強調學生素質的全面發展，使學生樹立科學的考試觀，建立科學的多樣化的考核體系，不僅讓學生掌握所學知識，更是讓學生學會學習，學會探索，培養學生的創新能力。

對單片機這門課程來說，理論是基礎，在理論的基礎上才能進行實踐及創新能力的培養，因此，我們還是以傳統的閉卷考試來考查學生對于知識點的記憶和理解，在此前提下，給學生布置一些課外論文，要求學生親自動手查閱資料，將學到的知識和查到的資料更好地聯系在一起，同時教師要指導學生利用圖書館的相關數據庫進行資料檢索和期刊查閱，進行論文的書寫等， 這樣可以有效提高學生的寫作能力，對后續課程的學習和繼續進修都有很大的幫助。由于本門課程應用性強、實踐性強，對學生的動手能力要求比較高，所以，考查學生的實驗動手能力，也作為期末成績的一部分。

5　結束語

通過對單片機課程的改革和實踐，使我們深刻認識到教師應該不斷學習新的知識來武裝自己的頭腦，不斷更新教學觀念和教學手段，不斷提高專業綜合業務水平，來充分調動學生學習的積極性和創造性，培養學生的創新能力，提高學生自身的核心競爭力。同時也能有效提高高校的就業率和就業質量。

參考文獻

［1］ 俞兵.新形勢下電氣工程及自動化專業人才培養模式探究［J］.河南工業大學學報：社會科學版，2013（4）：151-153.

［2］ 嵇萍，徐香梅.面向創新能力培養的單片機課程教學改革探索［J］.蘇州市職業大學學報，2014（1）：82-83.

［3］ 王曉磊，李曉丹.單片機課程實踐性教學改革的探索［J］.遼寧工業大學學報：社會科學版，2012（1）：131-132.

［4］ 劉瑞濤.基于電子設計競賽的單片機課程教學改革探索［J］.創新教育，2014（4）：165.

［5］ 莫莉，趙悅，董萬福.“單片機原理”課程教改探析-以成都大學工業制造學院為例［J］.教育與教學研究，2010（1）：99-101.

收稿日期：2015-12-05

作者簡介：李曉娟，碩士，助教。

基金項目：河南省高等教育教學改革重點研究項目（編號：2014SJGLX053）。

Reform Exploration of the Single Chip Microcomputer Principle and Application Course under the New Situation

Li Xiaojuan， Zheng Liyuan， Qin Guoqing
Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang， 453003， China

Abstract：In view of the analysis of talent training mode of high level undergraduate professional talents In the new period， combined with the abstract theory and strong practicality of the course about principles and applications of SCM， the paper carry on teaching reform from the four following aspects： optimization of Syllabus， selection of teaching content， innovative teaching methods reformation of evaluation methods. In this way， it not only can improve the students' enthusiasm for learning， the ability of analyzing issues， the ability of solving issues and innovation can be developed， but also can improve the employment rate and quality of colleges and universities.

Key words：single-chip microcomputer； teaching reform； teaching practice