應用型大學“單片機課程設計”教學改革的探討

李小武

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應用型大學“單片機課程設計”教學改革的探討

李小武

（湖南科技學院 電子與信息工程學院，湖南 永州 425199）

“單片機課程設計”課程旨在培養工科學生綜合應用所學知識進行設計開發的能力，對于培養實踐能力起到舉足輕重的作用，文章在分析了單片機教學中存在的不足如：前期課程設計不合理，開設內容陳舊等現狀，提出了課程設計改革的具體思路和措施，取得了一定的成績.

單片機；電子設計大賽；實踐能力；考核標準

一　引　言

隨著科技日新月異，單片機技術的應用也越來越廣泛，如物聯網，智能家電，智能儀表，機電一體化等領域，特別是近幾年的智能手機的發展，把單片機技術發揮得淋漓盡致。這對應用型大學的“單片機課程”教學提出了更高的要求。“單片機課程設計”課程旨在培養工科學生綜合應用所學知識進行設計開發的能力，對于培養實踐能力起到舉足輕重的作用。[1]如何培養出適應市場需要的單片機技術人員成為了很多應用型大學迫在眉睫要解決的課題，單片機課程設計是單片機理論課后一個非常重要的實踐環節，它將單片機、C語言程序設計、數字電路等理論知識在實踐環節中綜合應用，即理論與實踐結合達到培養學生單片機開發設計的能力。[2]

二　單片機教學中存在的不足

（一）前期課程時間安排不合理

在學習單片機前應開設C語言程序設計、數字電路、計算機基礎等相關課程，但是一些學校將數字電路與單片機在大三同一學期開設，很多學生根本不理解數字邏輯電路的原理，在設計搭建電路時存在很多問題，同時C語言程序設計一般開設在大一第一個學期，很多同學在單片機編程時很不熟練，基本內容都已忘記，甚至程序流程圖都已忘記，這樣由于前期課程時間安排不合理導致學生單片機課設時顯得很吃力。[3]

（二）設計題目內容陳舊、單一

隨著醫療電子、智能家居、物流管理和電力控制等方面的不斷風靡，嵌入式系統應用越來越廣泛，但是單片機課程設計題目都還是采用8位單片機，而且綜合性的題目很少，目前開設的如十字路口交通燈的設計，學生做了這些設計后還是不能適用嵌入式系統的設計和開發。[4]

（三）學生在課設中“單打獨斗”，沒有團隊合作意識

單片機設計和開發包括硬件設計和軟件設計，很多小組成員都是“單打獨斗”，一人挑大梁，既要做硬件設計也要做軟件設計，同時還要測試，團隊間缺乏交流更不要說合作了，而工作中設計和開發都是很大型的課題，一個人在一定時間內是無法完成所有內容的，所以需要團隊間的協調合作。[5]

三　單片機課程設計中教學改革的具體措施

（一）課程設計開設時間安排

在學習單片機課程前應先學習計算機基礎，如數制、位、電平、字節等知識。同時學習C語言基礎，精通程序設計相當于掌握了單片機80%的知識，無論8位還是32位都采用C語言進行程序設計，另外PROTEL課程是電路設計課程，其電路設計技術在單片機設計中也會用到，綜上所述，在開設“單片機課程設計”前應先開設C語言、計算機基礎、數字電路、PROTEL等課程，這樣可以提高學生的課程設計效率，起到事半功倍的效果。

單片機理論課程教學一般安排在第5學期，單片機課程設計可以安排在緊接著的第6學期，這樣在第5學期中單片機基礎理論已基本掌握，同時也掌握了Proteus的ISIS程序，能過利用它進行仿真實驗，另外在第5學期中學習了keil uvision4，其提供了一個強大的仿真功能調試器，基于這些工具的引入，使第6學期中開設的“單片機課程設計”直觀生動，把抽象的理論知識直觀生動的展現在學生的面前，同時通過這些仿真工具可以開設多樣豐富的設計題目，有利于培養學生的學習單片機設計的學習興趣和創新實踐能力。所以單片機課程設計應開設在單片機理論課的下一個學期。

（二）基于電子設計競賽項目開設課程設計

電子設計大賽是面向大學生的群眾性科教活動，其目的是推進高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革，在單片機課程設計選題中可以選擇歷年難度中等的選題，因為電子設計題目集中了之前所學的專業知識，如AD轉換、DA轉換模塊、單片機、數碼管等模塊，設計中采用學生為主體，教師為輔完成所選課題，學生綜合之前所學的數字電路、單片機等知識通過論證、硬件設計、軟件設計、仿真、調試完成項目，學生通過項目設計開發可以培養其綜合應用知識、團隊協作等能力。

（三）優化成績評定準則

課程考核標準是教學效果度量的重要方式[5]，不同的考核方式對學生的學習主動性有較大的影響。基于單片機課程設計的實踐性、應用性等特點，其評定成績準則應作出相應調整來真實反映學生的學習效果，其考核中應強化單片機開發所占的比重，如何公正客觀地評定學生所完成的“單片機課程設計”的項目是課程設計中一個很關鍵的環節，制定合理可以促進學生的學習積極性，各項分值分布如下：單片機軟件設計、硬件設計等實踐能力考核為40分，答辯為20分，課程設計報告為20分，出勤為20分，這樣既能充分體現實踐動手能力在單片機課程設計中的重要性，同時也能調動學生的學習積極性。

[1]李廉水.實驗室是建設一流大學的基礎[J].實驗室研究與探索,2008,(7):1-4.

[2]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3):1-6.

[3]劉軍良,劉冬明.高職院校創新實踐平臺的建設淺談[J].實驗科學與技術,2008,(10):132-133.

[4]馬寶山,劉劍橋,等.單片機應用課程設計教學改革探討[J].實驗科學與技術,2015,(2):103-104.

[5]肖伸平,凌云,等.單片機應用技術課程實踐化教學改革的探索[J].實驗技術與管理,2006,(12):104-106.

（責任編校：宮彥軍）

G642.0

A

1673-2219（2017）08-0116-01

2017－01－20

湖南科技學院教學改革研究項目（項目編號XKYJ2013012）；湖南科技學院重點學科建設項目資助(電路與系統)。

李小武（1979－），男，湖南邵陽人，湖南科技學院教師，碩士，主要從事嵌入式系統的開發與設計。