單片機原理及應用課程教學改革探討

摘 要：本文為了提高測控專業學生單片機原理及應用能力的水平，分析了單片機原理及應用課程在測控專業人才培養體系中的重要作用，探討了該課程對授課人員的要求。并從課程的內容框架、實踐教學、課程考評體系以及授課方式等幾個方面對課程的教學改革方法進行了探討。

關鍵詞：內容框架；實踐教學；考評體系；授課方式

一、引言

隨著電子及信息技術的發展，傳統的模擬器件正逐漸向數字器件轉變，智能化設備的大量應用要求從業人員具有掌握數字技術的能力。單片機作為數字芯片廣泛應用于家用電器、儀器儀表、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。單片機課程綜合性大，涉及模電、微機原理和數電等基礎知識，同時對學生的實踐能力要求較高[1]。

然而目前高校測控專業課程體系及學生培養計劃中，主要是以理論教學加實驗教學為主。這種教學方式在實際教學中存在一些問題即一旦學生理論知識掌握不住，則后續的實踐課程開展起來就會顯得力不從心。因此，若能在課堂中把單片機仿真編程引入單片機理論教學，則會更容易使學生將理論知識轉化為實踐經驗，枯燥的理論能迅速和實際應用結合起來，真正做到“所見即所得”，再加上隨后的實驗教學以及單片機相關產品的設計，學生的實際編程能力以及學以致用的能力都能得到大幅提高，學生畢業進入企業后對于單片機相關產品的研發也能迅速上手，這對于學生以及企業來說是雙贏的結果。企業的實際需求要求學生對理論知識理解的同時又要具備較強的實際動手編程能力，因此對于單片機原理及應用這門課程的教學改革就顯得尤為重要。本文將從幾個方面對單片機原理及應用課程教學改革進行探討。

二、單片機原理及應用課程在測控專業人才培養體系中的作用

在傳統的測控專業人才培養體系里，單片機原理及應用信息量大，許多理論知識難以用語言表達清楚，再加上學生C語言知識基礎薄弱，因此學生理解掌握比較困難。如果學生在課堂學習過程中不能夠掌握基本理論知識以及實際的編程方法，那么學生在畢業后將無法勝任一些單片機應用較深的產品設計，特別是一些公司還會要求使用其他型號或更高位數的單片機。因此，在對測控專業人才培養體系的調整中，許多高校特別是未來要轉型為應用型大學的高校都紛紛開始在這方面進行改革。單片機原理及應用這門課程涉及知識面廣、內容多、結構深，對教師的單片機實際工程應用能力要求高。以筆者目前所在的高校重慶科技學院為例，在新的課程方案中就建議青年教師，尤其是沒有工作經驗的青年教師，應該增加自己的企業實踐經驗，到企業中參加具體的項目，提高自己的工程實踐能力。

三、單片機原理及應用課程對授課人員的要求

教學隊伍在課程教學的改革中起主導作用，加強教學隊伍建設是課程建設的關鍵和基礎。同時教學隊伍要求教學與科研相結合，教學與工程實踐相結合，不斷提高教師的教學水平、學術水平和工程實踐能力。

新的應用型大學要求增加青年教師的工程實踐經驗，由單片機原理及應用課程在專業人才培養體系中的作用可以看出，該門課程的授課人員不但應具有全面的測控專業知識背景，又要有承擔實際工程項目的能力，且能將操作經驗轉化為理論知識教授給學生，即必須具有復合型素質能力。另外，由于課程強調的是理論與實踐的相結合，授課人員還應具備較強的課堂氣氛調動及掌控能力。

四、單片機原理及應用課程教學改革方法

教學內容建設是教學改革的核心，教學內容要服務于人才培養目標及人才培養模式，體現教育要求和教學理念。傳統的單片機原理及應用課程理論知識過深、過多、理論與實踐相互分離，難以適應測控專業的人才培養要求以及未來企業的用人需求。

因此，需要對課程教學內容進行大幅度的優化調整，突出工程特色、工程應用以及課堂上的理論與實際相結合，培養適合我國經濟社會發展需求的具有較強應用能力的測控專業人才。

1.理論與實踐相結合貫穿課程內容框架

理論是測控專業有關單片機原理及應用的理論知識的掌握及專業知識的鞏固。實踐是單片機實驗，單片機相關產品的設計、研發。針對單片機課程要求學生不光是掌握理論與編程知識，還要求掌握實際產品的設計能力。

2.強調學生實際產品設計能力

實踐教學對于增強學生的感性認識，學習和掌握理論知識，提高學生的綜合素質、培養學生的實踐能力與創新精神具有重要作用。教師利用仿真軟件在課堂上把理論知識與實際編程直接結合起來，邊操作邊進行理論講解，通過實際操作強化理論認知，通過學生動手讓其將在課堂中學到的理論知識應用于實踐操作過程，真正做到理論與實踐相結合。同時通過最后的綜合設計將實際的單片機產品交給學生完成，鍛煉學生的實際產品的設計能力。

3.考核評價方式多樣化

首先，在考核比例分配上，可按出勤10%，課堂表現10%，作業完成10%，實踐操作40%，期末考查30%來進行組合考核。在這種形式的考核方式，實踐環節比期末考查所占的比例還要高，充分體現實踐操作的重要性。其次，設置多種考核題型供學生選擇，如考查學生的理論知識掌握能力、具體邏輯程序的編寫能力、具體產品的設計能力，等等。同時，針對實踐操作，對學生進行分組考查，且增加實踐題目的數量，防止組內學生互相抄襲，最后，考核的主體盡量多元化，可以采用多種評價形式。

4.提升教師自身工程實踐能力

一方面，根據課程內容與教師自己的研究方向，選擇與單片機相關的企業進行具體的單片機項目的技術合作。另一方面，學院應對教師的實踐能力進行考核。隨著信息技術及智能化的不斷發展進步，如單片機也逐漸向32位發展，32位單片機必將淘汰目前的8位單片機，對此教師自己也應有清醒的認識，只有通過不斷掌握新知識，才能教給學生新知識，才能適應社會不斷發展的需要。

5.采用互動的教學方式

這種方式指的是在教學活動中教師與學生的單向知識傳輸變為老師與學生以及學生與學生間的知識傳輸。學習過程由學生被動的學習變為主動的知識傳播學習，教學過程由教師單向傳授變為師生雙向互動，這種方式不但能夠調動學生的積極性也能加深學生的知識理解，充分體現了當代教育教學理論[2]。

五、總結

現行高校單片機原理及應用主要是以課堂教育為主，課堂教育與實踐環節的脫節使得學生實踐部分不能順利完成，難以滿足學生畢業后工作和競爭的需要。而通過本文所提到的課程改革則注重了學生的實踐環節，提高了學生的實際產品設計能力。本文針對單片機原理及應用課程改革的框架、考核方式、授課方式等進行了探討，可為高校測控專業單片機原理及應用的課程建設與改革提供一定的參考。

參考文獻：

[1]張智林.關于單片機課程的教學改革淺析[J].求知導刊，2015（7）： 49-50.

[2]彭熙偉，陳金兵，范 偉，等. 《流體傳動與控制基礎》精品課程的建設與實踐[J].液壓與氣動，2012（5）：108-110.