基于大學生電子設計競賽試論單片機教學課程改革及實踐

單超穎+李晶晶

摘要：筆者結合全國大學生電子設計競賽的特點，提出了符合當代大學生創新能力要求的單片機課程教學改革方法和具體思路，并進行具體闡述。

關鍵詞：大學生電子設計競賽；單片機；教學改革

一、大學生電子設計競賽的內容和特點

競賽題目分為本科生組題目和高職高專學生組題目。競賽題目包括理論設計和實際制作兩部分，以電子電路（含模擬和數字電路）設計應用為基礎，涉及模-數混合電路、單片機、嵌入式系統、DSP、可編程器件、EDA軟件、“互聯網+”等的應用。競賽題目著重考查參賽學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力、實踐創新和獨立工作的能力以及實驗綜合技能（制作與調試），并鼓勵參賽學生發揚團隊協作的人文精神。競賽題目在難易程度上既要使參賽學生在規定的四天時間內完成題目，又要使優秀學生有充分發揮與創新的余地，熟練掌握電路、模電和數電等課程的知識。

二、大學生電子設計競賽對單片機教學改革的引導

無論是省級大賽還是全國大賽，有50%以上的題目是以單片機芯片為控制器。在全部題目中，以單片機為主機的控制類題目有1～2道，電源類題目也是以單片機實現按鍵和顯示，所以學好單片機是參加電子大賽的重要基礎。目前單片機課程是自動化、電氣和通信專業的專業核心課，電子設計競賽對此提出了很高的要求，因此高校在教學改革中需要培養學生的實踐能力和創新設計能力，但傳統的教學內容和教學方法已無法滿足這一要求。

三、單片機教學現狀及教學內容和方法改革

1.單片機教學現狀。目前很多學校在單片機教學中依然采用傳統的教學方法，從硬件部分入手，然后講解指令集部分。很多學生在聽完硬件部分后，就已經失去了學習單片機的興趣。所以傳統的單片機教學需要轉變為項目化教學形式，在教學內容和教學方法上都要有所不同。

2.教學內容改革。單片機項目化教學將單片機的知識點設置在各個小項目中，課堂上學生通過完成每個小項目的仿真實驗過程，進而學習單片機的硬件結構，包括最小系統、外圍電路的設計，軟件編程以及單片機的指令集。學生既熟悉了單片機的硬件結構，又學習了單片機的軟件編程方法和指令。這樣就使學生逐步建立起學習單片機的信心，同時解決了單片機課程“不好上、入手難”的問題。有了前期的基礎仿真實踐作鋪墊，在實驗課上，學生將仿真時的程序下載到單片機中觀察現象，并通過實物完善程序，這樣就將實驗課與課堂教學緊密聯系在一起。在課程設計中，留給學生的大作業是由之前課上的小項目構成的。能力較強的學生可以在完成大作業的基礎上，加以創新并自由發揮；也可以結合全國大學生電子設計大賽的歷年題目完成大作業，如自主飛行器的控制、循跡避障小車控制、風力擺控制等控制類題目。

3.教學方法改革。（1）提高學生學習單片機的興趣。我校邀請了有單片機課程改革經驗的教授來校舉辦講座，對大一學生進行啟發式培養，通過對往年參加大學生電子設計競賽的單片機相關作品進行展示和相關講解，讓學生對單片機開發有一定的初步認識。掌握基礎知識后，學生可以很輕松地投入到課堂教學中，并且利用所學的知識參加大學生電子設計大賽。（2）發揮學生的創新能力。傳統的課堂教學往往比較死板，學生通過課堂實驗很難提高單片機的實踐能力。在單片機教學改革中，要以學生為主體，課堂上給每個學生布置小任務。學生認真準備和學習后，可以將所學的內容以報告的形式進行講解；也可以根據所學內容進行擴展，讓其他學生也能夠收獲單片機的相關知識，提高學習效率。在這個過程中，學生不僅鍛煉了自學能力，還提高了臨場發揮和演講表達的能力。（3）鼓勵學生利用課余時間進行單片機開發。學校應建立開放實驗室，為學生創造自主學習和開發單片機系統的環境；定期組織單片機學習交流會，對在學習中出現的難題和疑問進行討論，得出解決辦法。

四、結語

全國大學生電子設計競賽為單片機原理的教學改革及實踐指明了新的方向。在單片機教學改革實踐中不斷摸索，總結積累經驗，既能滿足單片機課堂教學的要求，又能培養學生參加全國大學生電子設計競賽的能力。這樣能使單片機課程教學真正走向實踐應用，使學生具備開發單片機的能力。

參考文獻：

[1]全國大學生電子設計競賽組委會.全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編[M].北京：北京理工大學出版社，2005.

[2]劉輝，王新輝，張文希.從電子設計競賽看單片機實驗教學的改革和創新[J].長沙大學學報，2006，20（5）.endprint