應用型本科大學單片機精品課程教學改革研究

林萍 李杜 蔣善超 王東洋 陳永明

[摘要]分析關于單片機“精品課程”教學的發展情況，指出目前應用型本科大學單片機精品課程教學改革的優勢與不足，分析應用型本科大學精品單片機課程教學改革面臨的挑戰，論述如何通過精品單片機課程教學改革提升應用型本科大學人才培養質量的思路。

[關鍵詞]單片機;精品課程;教學改革

[中圖分類號]G642

[文獻標志碼]A

[文章編號]2096-0603（2019）07-0100-02

單片機技術目前成為電子科學技術、工業化技術、信息技術和通信技術中的一種重要的研發工具手段。單片機的應用已經滲透到我們日常生活的各個領域，其市場占有率和普及率大大超過了其他一些類型的計算機，市場和企業迫切需求熟練掌握單片機開發和應用技能的科技工作人員。單片機技術目前在全國各大高校廣泛作為電子、電氣、自動化、機械等專業學生的必修課程，該課程是進一步進行其他高級專業課程如ARM嵌人式系統、DSP嵌人式系統等專業學科研修的基礎課程，這就對培養應用型人才為主的地方院校從事單片機教學的教師提出了較高的要求，因此以培養應用型人才為主的地方院更應加強對單片機理論和實踐教學改革多方位思考及多元化實踐，然而由于歷史原因，在單片機教學中始終存在以下主要問題：（1）目前所使用的教材更新速度比較慢;（2）書本涉及理論成分較多而實踐成分較少，培養的學生能力與社會需求存在一定的差距。因此，目前我們有必要探索通過單片機課程教學改革實踐和提升地方院校學生面向工程的應用和創新能力，通過建立單片機精品教學課程使學生將所學到的單片機理論知識能夠快速滿足市場和企業的需求，真正能夠快速有效地解決生產實踐過程中遇到的課題。

一、課程建設規劃與發展

現階段提出的建設精品課程是高等教育走內涵發展道路的需要，是目前我國各大高等院校規范教學建設、提高現階段教學質量的重要措施。在單片機精品課程建設中，依據學校建設高水平應用型大學人才培養的定位，根據“學校主動適應江蘇沿海開發、建材行業和地方發展需要”的思路，積極開展單片機精品課程的教學課程改革和教育實踐創新，不斷完善單片機省級示范現代教學體系構架和內容，不斷縮小教學課程內容與現代社會發展需要之間的距離。目前，我校課程定位是培養學生通過掌握單片機的基本原理的基礎上，強調工程的實踐與創新設計的能力培養，通過大量的單片機實驗鍛煉學生單片機硬件構架設計和實際編程能力，通過課程設計培養學生靈活應用單片機技術解決實際工程問題的能力，課程學習不僅為后續課程的深入學習準備必要的基礎理論知識和實踐基本技能，更為今后快速進入企業崗位從事生產實踐打下扎實的技術基礎8。教師在靈活掌握單片機理論的基礎上通過精品課程教學，讓學生掌握單片機的課程體系，掌握的單片機應用最小系統和擴展系統的設計思路與方法，具備單片機應用最小系統和擴展系統的設計能力，具備軟件和硬件方面的分析和調試能力，為畢業生未來從事現代工業、農業、信息等行業的研發工作奠定堅實的理論和實踐基礎。

二、課程教學內容改革

傳統單片機教學內容單一，部分學生感到單片機課程學習內容枯燥乏味，通過精品課程教學改革建設項目，根據工程實際需求完善和擴展教學內容增加學生的學習興趣，提出的教學改革內容包括以下幾個方面。

（一）單片機匯編語言程序混合單片機C51語言教學內容改革為了適應目前單片機技術的在企業快速開發的發展的市場的需求目標出發，在講授完匯編語言程序設計后融入單片機C語言的教學內容，使學生在了解底層語言的同時具備快速開發的能力。

（二）融入國際最新單片機開發工具教學內容改革

將國際最新單片機開發軟件如μVision軟件和Proteus軟件引入目前單片機理論和實踐教學環節，打破傳統的單片機教學環節中理論與實際應用分離的教學局面，讓學生更生動地領會單片機工作原理。

（三）增加其他實用品種單片機教學課程內容改革

傳統的51單片機已非完全占據工程和市場的主流，其他品牌的單片機如AVR單片機、摩托羅拉單片機、PIC單片機也已在工程實際中被廣泛應用，在教學過程中讓學生掌握基本的51體系后初步介紹其他相關單片機工作體系，使學生利用課后根據實際自身的需求和興趣查閱相關資料，理解和領會其他類型計算機工作的原理和功能，以便今后多元化地適應未來工作崗位的需求4。

（四）講授基本的并行擴展技術同時增加串行擴展技術教學內容

講授基本的并行擴展技術讓學生了解單片機基本的三總線擴展技術，通過并行總線技術的理解增加串行擴展技術教學內容豐富學生的設計手段，介紹目前市場流行的外圍接口串行技術如單總線串行技術、SPI 串行技術、I2C總線串行技術等總線時序和編程技術方法，最終完成特定功能任務的應用系統[。

（五）形成理論和實際融合的教學內容體系改革

根據工程項目模塊類建設課程內容和用實例組織單元教學，單片機應用系統工程設計實例穿插在各個教學模塊中講授，破除基礎理論和實際應用分離的傳統知識理論教學體系，變通傳統知識理論按點組織講解的教學安排，根據實際應用講解傳統理論的重要性，形成理論和實際融合的教學內容體系改革，增強學生工程應用能力。

三、課程教學方法改革

（一）介紹學術前沿，培育具有國際視野的學生

創新性地將國際最前沿的研究成果和熱點課題介紹到教學課堂上，豐富教學內容，增加教學氣氛，提升學生的學習興趣，通過圖片、視頻錄像使學生對單片機國際發展和應用有更直接的感性認識，激發學生的好奇心和學習動力，提高課堂聽課質量。

（二）通過課程設計環節培養學生實踐動手能力

單片機課程是一門實踐性很強的課程，為了提高學生的單片機系統設計能力和創新能力，課程改革應突出和加強課程設計實踐教學環節，帶領學生參觀單片機系列實驗室、學生在單片機學科競賽、創新實踐過程中取得成果，組織學生參加課外科技活動真正完成工作任務，充分調動和發揮學生的主觀能動性。通過單片機課程設計實踐教學環節真正讓學生綜合掌握、運用所學單片機原理知識和具備開發單片機最小應用系統與擴展系統的研發能力，通過自身動手來培養創新意識和提升自我的工程素質，通過理論聯系實際最終真正掌握單片機的專業開發和應用技能。

（三）建設共享單片機學習資料的開放式網絡資源綜合平臺

教學方法從傳統的面對面教學模式向國際化網絡教學模式轉型，通過建設高品質單片機學習網絡視頻課程網站，建立基于網絡視頻輔助指導學生單片機課程學習的現代化教學資源，進而實現多元化教學資源共享機制，彌補傳統課堂教學資源不足的缺陷，這樣更有利于因材施教，針對性地培養具有專業技能的應用型特殊人才。

四、結論

我院在三年的單片機精品課程建設的中取得了顯著的成效，對電氣工程專業、建筑電氣化、自動化等專業200個學生的單片機教學效果抽樣問卷調查顯示：學生對本課程內容安排、教學方法和手段使用、創新能力培養感到新穎和合理，97%的學生對單片機課程創新內涵改革結果滿意，學生表現出濃厚的學習興趣和較強的動手能力，組織參賽的學生獲得了2015年全國大學生“西門子杯”工業自動化挑戰賽邏輯控制賽項全國總決賽一等獎、2017年教育部“西門子杯”中國智能制造挑戰賽全國總決賽一等獎等可喜的成績，通過單片機精品課程教學改革手段，真正發揮應用型本科院校創新人才培養的作用。

參考文獻：

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