新工科背景下《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)方法改革

朱梅梅，徐東良，吳會(huì)青

（山東凱文科技職業(yè)學(xué)院，山東濟(jì)南 250200）

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在涌現(xiàn)，“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換等重大戰(zhàn)略正在實(shí)施。“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”這三部曲奏響之后，我國新工科建設(shè)的大幕正式拉開。新工科的內(nèi)涵是：以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。近年來，為提高單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)效果，國內(nèi)各高校已經(jīng)在進(jìn)行該課程的改革。基于上述認(rèn)識(shí)，本文立足于電子專業(yè)的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程在工科實(shí)踐中的重要作用，提出了一些教學(xué)方法的改革，旨在提高本專業(yè)工程科技人才的培養(yǎng)水平[1]。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，將匯編語言、微機(jī)接口知識(shí)和通信技術(shù)知識(shí)結(jié)合在一起。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)一般立足于學(xué)科體系，比較注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯關(guān)系，而無法兼顧教學(xué)方法的靈活運(yùn)用，因此學(xué)生學(xué)起來非常吃力，教師教起來也往往感覺很努力，但是效果不好。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)存在很多弊端。

1.1 理論知識(shí)較多，上課方式枯燥乏味

傳統(tǒng)的單片機(jī)授課，以講述理論知識(shí)為主。本門課所涉及的理論知識(shí)比較多，包括單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令和軟件編程，然后是單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和外圍器件的應(yīng)用，最后是總線和地址。而學(xué)生在之前僅有C語言、電路原理、數(shù)字電路和模擬電路的概念，所以學(xué)生短時(shí)間內(nèi)接受大量的理論知識(shí)，雖然能夠機(jī)械記憶，但是根本無法理解。這種填鴨式的教學(xué)方式無疑是非常枯燥乏味的，所以，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對本門課產(chǎn)生抵觸心理。在這種方式下，學(xué)生普遍反映單片機(jī)太難，以至于無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果[2]。

1.2 教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫離

好多學(xué)校在理論課程講授完成后，會(huì)安排兩周的課程設(shè)計(jì)，然而，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)將前期學(xué)過的理論知識(shí)遺忘，在實(shí)驗(yàn)過程中，無法實(shí)現(xiàn)對理論知識(shí)的鏈接，實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。此外，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也比較單一，無法使學(xué)生對理論知識(shí)靈活掌握，對學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和綜合實(shí)踐動(dòng)手能力的提高作用不大。

2 課程創(chuàng)新教學(xué)模式

教育部提出新工科的理念后，為單片機(jī)教學(xué)指明了方向。因此，教師要主動(dòng)借用新工科建設(shè)的東風(fēng)，及時(shí)把握新工科建設(shè)背景下的新要求和新方向，轉(zhuǎn)變教育理念，優(yōu)化培養(yǎng)目標(biāo)，更新課程體系，改造教育生態(tài)，提高教師素質(zhì)，改進(jìn)教學(xué)方法，完善保障機(jī)制。對單片機(jī)教學(xué)模式進(jìn)行改革，其特色可歸納為：改革課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)，改革教學(xué)內(nèi)容組織方式，改革實(shí)踐性教學(xué)設(shè)計(jì)方式，改革考核方式。

2.1 改革課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容的安排直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，為了迎合新工科“培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才”的要求，必須對以往的課程內(nèi)容體系進(jìn)行改革。采用模塊化教學(xué)，在每一個(gè)模塊中，先采用多媒體、案例教學(xué)方式講授理論知識(shí)，然后還有針對單元模塊的小實(shí)驗(yàn)。例如：在單片機(jī)的I/O口這一模塊，講授完理論知識(shí)，接著指導(dǎo)學(xué)生控制單燈閃爍，然后指導(dǎo)學(xué)生控制流水燈。通過這種方式，學(xué)生能夠即時(shí)將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐過程，既奠定了課程基本理論知識(shí)，又訓(xùn)練了相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)基本技能，為下一步的技能提高打下了基礎(chǔ)。

2.2 改革實(shí)踐性教學(xué)設(shè)計(jì)方式

為了加深學(xué)生對單片機(jī)原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的綜合能力和實(shí)踐能力，確定了以設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革方式，將以往的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為開發(fā)性實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生思維能力的鍛煉。在課程的最后，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。期間，不給學(xué)生提供硬件原理圖和程序，僅提供設(shè)計(jì)要求。學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求，自己查找資料，在Protel DXP軟件中，畫出電路原理圖，并焊接電路板，在Keil軟件中編寫程序代碼，在Proteus軟件中畫出仿真電路圖，并將編寫的程序下載到Proteus中進(jìn)行仿真。仿真通過后，將程序下載到電路板中。然后，進(jìn)行軟硬件調(diào)試。最后，根據(jù)前期的設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)報(bào)告。

2.3 改革課程考核方式

由于單片機(jī)具有較強(qiáng)的應(yīng)用型和實(shí)踐性，以往以筆試為主的評(píng)價(jià)方式不能較好地體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。通過借鑒高校的改革經(jīng)驗(yàn)，擬建立一種長期跟蹤的考核制度。堅(jiān)持多樣化考核與多次考核相結(jié)合的方式；強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐的結(jié)合；根據(jù)課程考核改革模式，設(shè)計(jì)考核測評(píng)體系及考核評(píng)價(jià)指導(dǎo)。

3 結(jié)語

本文在“新工科”工程人才培養(yǎng)方案的指導(dǎo)下，針對目前《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了該課程教學(xué)存在的弊端，提出了一些課程改革方法，分別從課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)、實(shí)踐性教學(xué)設(shè)計(jì)方式和課程考核方式方面進(jìn)行改革，以提高本門課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，從而使人才培養(yǎng)的目標(biāo)更加符合新工科的要求。