單片機原理及應用課程多元化教學改革與實踐

袁小翠　于禎　郭波　曾瑄

【摘 要】本文以工程教育認證為指導，分析單片機原理及應用這門課程教學存在的問題，對該門課程進行多元化教學改革，并以南昌工程學院為例進行實踐，提出將移動教學平臺學習通app引入到課堂教學中，提高課堂氛圍，調動學生學習積極性;采用基于項目驅動式教學方法提高學生實踐和創新能力，提升教學質量;以多元化考核方式評價學生對該門課程的掌握程度。

【關鍵詞】單片機;項目驅動;學習通

中圖分類號： TP368.1-4;G712 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）22-0108-002

0 引言

工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，有助于構建質量監控體系，提高教育質量，促進工程教育與工業界的聯系[1-2]。工程教育以成果為導向，突出綜合性、實踐性和創新性，盡可能把工程實踐與素質教育結合起來，培養學生的綜合實用和創新能力[3]。

《單片機原理與應用》課程是電子和自動化類等專業的核心課程之一，是一門理論性與實踐性都很強的綜合性課程。首先，學生需要掌握單片機的基本理論知識，完成元器件的連接和調試工作;其次，學生要掌握軟件編程能力，在硬軟件實現的基礎上進行聯調。最后，通過對該課程的學習，學生在理論和實踐上利用單片機進行硬、軟件開發的能力。經多年的教學經驗和調研發現單片機教學效果不理想存在以下問題：

（1）傳統的“老師講、學生聽”的教學方法，抑制了學生的學習積極性。

傳統的單向授課模式，師生之間缺乏有效的交流與互動，教師一味地機械講理論，學生只能被動接受，導致學生學習興趣與學習動機不足，學習自覺性較差，課堂學習氛圍不濃厚。

（2）學生動手和綜合應用能力不強。

許多學生雖然可以在考試中獲得高分，但是實際進行操作、設計和應用時卻效果很差，甚至有些學生無從下手。只從理論分數中不足以衡量學生對該門課程的掌握程度和評價學生的綜合水平和創新能力。

對《單片機原理和應用》課程進行多元化教學改革，將移動教學引入到課堂中提高教學質量和學生在教學中的參與度，培養學生的綜合能力;以項目為驅動，提高學生實踐和創新能力等。

1 移動教學平臺“學習通”在課堂教學中的應用

我國大部分高校的理論課的教學方法是采用集中授課，一般45分鐘一節課。研究表明，學生的集中精力的時間大約在30分鐘內，超過這個時間學生精力渙散。此外，受傳統教學模式的影響，學生在課堂中的參與度少，學生很少提問，甚至不敢提問。課上學生玩手機現象嚴重，充分利用手機的優勢對課堂進行管理是一種新型的教學模式。因此，我們在課堂中引入了“學習通”移動教學平臺，“學習通”是由超星公司推出的移動教學平臺[4]，教師利用該平臺可以進行教學資源建設和管理。“學習通”具有簽到、投票、選人、搶答、主題討論、評分、測驗、問卷調查、分組任務等功能。學生下載學習通app，教師在學習通創建課程和對應的班級，讓學生加入到對應的班級中。課前，教師創建好教學內容、編輯課程任務、上傳教學資料（包括課件、教學視頻、各類教學文檔和項目等資料）;課中，教師可以利用app對學生進行快速簽到、發布主題討論、任務分組，教師可以根據討論結果和任務完成情況實時給學生打分，還可以通過手機搖一搖進行選人回答問題等，通過一系列的教學活動活躍課堂氣氛，激發學生學習的積極性和學習興趣;課后，教師可以發布調查問卷，根據調查問卷和課堂反饋，調整教學內容和方法。

1.1 基于項目驅動式的教學方法實踐

單片機是實踐性非常強的課程，盡管這門課程單獨開設了實驗課，但實驗內容大部分為驗證實驗，，實驗板上的實驗內容有限，且學生一般在固定的實驗課上進行實踐。因而學生實踐機會少，實驗內容缺乏創新性，教學效果一般不夠理想。然而，這門課程更多的是需要學生動手實踐和進行項目開發，因此，在這門課程中引入項目驅動教學法。具體實現方法：

教師在教學上，以項目開發方式引領教學。教師設計或者選擇項目并發布到“學習通”，以項目串聯課本中的知識點，將項目中的理論知識分解到每個章節的任務中，打破理論與實踐教學的分離。學生的課后利用protues軟件進行仿真，課后作業為完成某個設計，具體操作如下：

（1）教師對學生進行分組，在每組中搭配成績優異和學習落后的學生，優異的學生帶領和指導落后的學生一起學習和完成任務，6-8人每組。

（2）讓每組學生自己選題，圍繞單片機實現設計，教師審核學生選題，教師不指定題目主要是不限制學生的和創新性。

（3）項目組組長管理項目設計和開發的進展，每個人在項目中完成不同的功能和模塊，學生可以借助protues軟件進行仿真和實驗，或者直接制作實物，并且在學習通app上傳題目信息和每周進展。

（4）每組制作ppt講解所設計的作品，根據作品完成情況、難易程度，講解效果和設計報告評價綜合設計成績。

1.2 多元化的考核方式

采用多元化考核方式來評價學生，學習通的綜合成績占到期末考核成績的15%;平時理論作業占10%;實踐和設計成績占25%，這么部分成績主要根據學生設計作品的難易程度、ppt制作和講解情況、設計報告和小組內同學之間互評結果來打分;期末筆試成績占50%。這種多元化的考核方式使學生擯棄為了考試而死記硬背理論知識的想法，激發了學生的動手和創新能力。

2 主要成效

（1）教師隊伍得到鍛煉，教師與時俱進。

實施本課程教學改革兩年來，教師專業水平得到很大的提高，指導學生參加大學生挑戰杯、互聯網+創新創業大賽、電子設計大賽獲得了優異的成績，促進了教師不斷探索新知識和提升教學水平。

（2）理論實踐相統一，提高學生的實踐和創新能力。

以項目為驅動，引領學生教、學、做，學生在學習過程中找到成就感，激發學習興趣。從工程實際需求出發，培養學生解決問題和創新能力，使學生能夠較快地融入企業，參與實際的設計工作。

（3）提升了教學質量，提高了學生學習積極性。

采用學習通和項目驅動教學法后，課堂氛圍變得更活躍，改善了學生上課打瞌睡現象，學生在完成設計的同時遇到問題也能夠主動和同學討論或者向老師請教，落后的學生怕拖小組后退也表現地更積極向上，優異的學生在指導落后學生的同時也找到了成就感，班級學習氛圍明顯改善。讓學生自己展示設計作品提高了同學們的即興演講能力、語言表達能力、邏輯思維能力。

3 結語

以工程專業認證為指導對單片機進行的教學改革，提高學生的就業水平、綜合能力和創新能力。將移動教學平臺引入到課堂中，調動了課堂氣氛，間接提高了教學質量。以項目驅動的教學方法，不僅給學生拓展思維提供了方法，還提高了單片機課程教學的實用性和趣味性，增強了學生的實踐能力和創新能力，使學生熟練掌握課理論知識的同時能與實際應用相結合，提高其工程應用能力及就業競爭力。這種多元化的教學方法和手段同樣對其他的課程也有推廣意義。

【參考文獻】

[1]許輝，周佳社.基于OBE模式的PIC單片機實驗教學的探討[J].高校實驗室工作研究，2018，02：25-28.

[2]張典，莊克玉，張奇志.工程教育專業認證背景下“單片機原理及應用”課程實驗教學改革研究[J].科技視界，2018， 41-43.

[3]葉茜.基于工程教育認證的單片機課程教學分析[J].無線互聯科技，2018：88-90.

[4]曹峰，宋小紅.基于超星學習通的線上線下混合式教學實踐——以《機械零部件測繪》課程為例[J].辦公自動化， 2018，23（4）：37-38.