應用型本科單片機教學改革探討

鄒云峰

（荊楚理工學院 湖北 荊門 448000）

應用型本科單片機教學改革探討

鄒云峰

（荊楚理工學院 湖北 荊門 448000）

根據新時期對應用型本科單片機技術人才能力的社會需求和單片機課程的特點，針對單片機原教學中存在的問題，從教學內容、方法和新教學技術引入等方面介紹了單片機課程改革的思路、內容、措施，著重體現“培養應用型人才”的目標，提高學生面向工程的應用能力和創新能力。

單片機；項目驅動；口袋實驗室

1 引言

應用型本科教育以培養適應社會需要的具有扎實理論功底、熟練的專業實踐技能和較強創新能力的應用型人才為目標。應用型本科教育在課程教學方面的主要目的應該是培養學生分析問題及解決問題的能力、實踐能力和創新能力，而不僅僅要求學生具有豐富的理論知識。

隨著計算機的發展，單片機作為其中的一個重要分支領域，以完善的性能、可靠性以及較高的性價比，在很多領域得到了廣泛應用，其中包括工業過程控制、智能儀表、人工智能和智能家電等等。為了順應工程實際需求和社會需要，單片機已成為相關工程領域必須掌握的一門基礎知識，因此，高等院校很多工科專業（電子、機械和計算機）都開設了單片機技術課程，并把其作為必修主業基礎課。

2 單片機課程教學中普遍存在的一些問題

（1）傳統教學模式理論教學與實踐教學脫節，理論講授比例較大，用來引導學生入門學習的是大量晦澀難懂的基本原理，覺得這門課枯燥，學生主動學習的積極性不高。在整個教學過程中老師始終圍繞基本原理，沒有引人相關的案例進行分析講解，學生不能理解單片機基本原理的作用，就無法真正去掌握理論知識，也培養不了學生對單片機的應用和設計能力，無法達到人才培養方案的要求，和社會對創新型人才培養的要求。

（2）單片機教學僅僅局限于單片機個體范圍之內，各專業教學內容大同小異，不能將單片機教學同相關專業有機結合，無法把所學的專業知識和單片機有機的結合起來，學生只能孤立地學習該課程，造成很多學生在學完后不知道如何用單片機去解決問題。并且在編程語言選擇方面，往往顧此薄彼，要么重視匯編教學，要么重視C語言教學，缺少專業導向性，對學生專業發展不利。

（3）目前單片機的實驗設備都是實驗箱，實驗過程中通常只需要學生按照老師的實驗要求設定好參數，或者調節預留開關，然后在實驗箱或上位機上直接觀察實驗現象和測試結果，導致學生認為單片機系統就是單片機實驗箱，對整個單片機系統的開發及應用沒有一個完整的概念，根本不能為學生提供設計性和綜合性實驗的環境，更談不上進行設計性和創新性實驗。

（4）在課程考核方式上，采用與大部分課程一樣的試卷考試的方法，學生通過死記硬背便能取得不錯的成績，這對于強調實踐和應用的單片機教學來說，往往不能達到考核目的，反而對培養學生的技術技能和創新創業能力產生消極影響。

3 教學改革的相關探討

單片機技術課程的教學設計以“產業需求、行業要求”為主要依據，教學內容組織以實際的應用為導向，以項目教學為表現形式，任務引領為具體手段。課程改革設計思路：

一是在保持基本課程內容的前提下，以項目設計過程為主線，按照項目設計過程和不同專業的需求來安排整合知識點，以完成項目任務為中心選取相關的理論和實踐知識，將知識和技能相融合。改變以往的“填鴨式”教學，搭建教學平臺，提高學習興趣，注重實踐和動手能力和創新能力的培養。二是教學過程中合理采用翻轉課堂和探究法等教學方法。三是引入口袋實驗室，使學生實踐條件更加便利和完善。四是充分利用現代教學技術手段。五是在課程考核方式上進行理論知識的考核的同時更注重實踐能力的考核。

（1）整合教學內容

單片機技術課程的教學順序大多是按照單片機相關的基本概念、片內核心的硬件系統、指令系統、匯編語言程序設計、片內功能部件、片外接口技術。按照這樣的順序安排教學內容，知識點相對獨立，往往學生課程結束之后遇到具體設計任務時無從下手。因此，序化教學順序，整合教學內容是必須的。教學內容的選取以“行業要求、市場需求”為依據，遵循應用型本科學生的認知和職業能力培養。充分考慮教學內容的實用性、典型性、專業性、趣味性以及可擴展性等，以認知規律為主線整合、序化教學內容，搭建模塊化的項目驅動式教學平臺。

（2）采用多種教學方法和現代教育手段

采用翻轉課堂、頭腦風暴教學法和探究法，來提高學生興趣和學習效果。翻轉課堂以學生為主、老師為輔，提高學生自主學習的能力，其中包括知識的理解、運用和答疑解惑，來達到更好的教學效果。

采用頭腦風暴法和探究法將教學內容整合成了六大模塊，細化成不同深度的任務，以完成一個單片機系統設計任務實現教學過程。要求提出后，在每個任務完成過程，引導學生通過互聯網去使用優質的教育資源，提倡學生自己動腦、動手去獲取知識，并提供充足的時間給學生思考、實踐，提出自己的想法，不再單純地依賴授課老師去教授知識，教師也能真正做到授之予魚不如授之予漁，不僅挖掘集體智慧，調動積極性和主動性，也提高了思考問題和分析問題的能力。

網絡教學是目前教學過程運用比較多的現代教學技術，在單片機教學過程中通過建立學習網站等方式，用網絡教學作為課堂教學的補充，充分發揮網絡資源的優勢，增加知識面、提高效率和因材施教。

（3）引入“口袋”實驗室

“口袋”實驗室理念是通過美國德州儀器（TI）和賽靈思（Xilinx）中國大學計劃項目引入中國，泛指各種功能強大的小型開發板，倡導一種不受時間、空間限制的全新實驗教學模式。

通過引入器件小型化和低成本的“口袋”實驗室，作為模塊化的項目驅動式教學平臺實踐部分的主要載體，打破傳統教學和實驗模式，學生可以在任何時間、任何地點實現，可以隨時隨地進行理論與實踐的結合，有效培養學生學習的趣味性、動手操作能力和理論與實踐相結合的能力，強調其創新意識與探索精神。

（4）完善課程考核方式

單片機技術課程通常采用閉卷考試進行考核，這種方式不利于檢驗學生對本門課程的掌握情況，缺乏創新精神，無法培養學生的專業素質能力。通過對考核分值的合理分配，如：平時20%，項目設計40%，考試40%。達到應用型本科院校人才培養的核心目標。

4 結語

應用型本科教學的培養目標就是培養適應社會的應用型人才，傳統的教學模式和考核方式已經不能適應單片機教學。要提高學生學習單片機的主動性和積極性，必須要對傳統的教學模式進行完善。只有不斷整合教學內容、引進新的教學方法、豐富教學手段，注重實踐和創新能力的培養，將理論與實踐相結合，才能達到良好的教學效果。但是如何將教學改革進行到底，培養大批符合社會需求的單片機應用型人才，還需要我們不斷探索，共同奮進。

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G642;TP368.1-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）01-0151-02

校級教學研究項目JX-201627：基于“口袋實驗室”的單片機實踐教學改革探討

鄒云峰（1980-），男，漢族，湖北荊門人，講師，學士，主要從事嵌入式微控制器方面研究。