對單片機課程教學模式改革的分析與思考

楊暾

摘 要：近年來，在新教改精神的引領下，中職單片機課程的教學模式改革逐漸形成了相對穩定的幾種不同的實施模式。有的模式漸顯落伍，有的模式需要合理選擇運用。完整的單片機技術應用項目包括硬件開發與軟件控制交叉融合、相互滲透兩個方面，單片機課程的教學需要兼顧軟硬件技術。單片機課程教學模式的選擇受學校專業師資水平、教學硬件資源條件等多方面因素的制約。推進中職單片機課程的教學模式改革，需要注重提高課程師資水平，與專業課程改革相統一、相融合。

關鍵詞：中職;單片機課程;教學模式

“單片機技術及應用”是中職電子技術類專業的專業平臺課程，前與“電子技術基礎與技能”“專業通用技能實訓”“EDA技術”等專業平臺課程相承接，后與專業方向課程、職業崗位技術技能相聯系，在中職電子技術類專業課程體系中起到承上啟下的連接作用。課程的知識與綜合技術技能水平要求較高，在專業課程體系中有著重要的地位。

1 ? ?單片機課程現行常見的教學實施模式分析

1.1 ?單片機軟件編程（匯編語言或C語言）教學

單片機課程的教學模式基本上是傳統的單片機技術相關的編程語言（匯編語言或C語言）課程的沿習，被定位于專業理論課程，上課形態以教師講授為主，內容是抽象難懂的單片機內部結構與匯編語言編程，或者先進一點，將匯編語言換成編程效率與學習效率都比較高的C語言，通常能夠輔以一定量的上機編程實驗。課程實施過程中，基本上不涉及單片機技術及應用電路的實際編程操控，不能被稱為真正意義上的單片機技術課程。

1.2 ?單片機軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學

單片機軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學的單片機課程教學模式，在單片機軟件編程（匯編語言或C語言）教學模式的基礎上，增加了軟件虛擬仿真的內容，是一種明顯的進步。由于仿真的介入，編程教學結合單片機技術控制與應用更加具體、貼切，程序設計更加針對單片機應用的技術性問題，而不是空泛的編程語言程序算法，向單片機技術邁進了一大步。但是仍然沒有涉及單片機實際應用電路的技術控制，所以仍然不能被稱為真正意義上的單片機技術課程。

1.3 ?單片機軟件編程、仿真（Proteus）加單片機實驗裝置實訓教學（技能大賽）

單片機軟件編程、仿真（Proteus）加單片機實驗裝置實訓教學（技能大賽）的模式，在單片機軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學教學模式的基礎上，增加了單片機實驗裝置實訓教學內容，使學生真正實際接觸到了單片機技術在現實物理層面上的應用。通過技能大賽學生的實踐能力得到極大提升，并從技能大賽層面迅速提高了單片機課程教學實施的技術應用層次。由于單片機實驗裝置所具有的硬件設計的可能性（通過連線與排線可按需設計硬件連接關系），綜合體現與滿足了單片機技術應用開發過程中軟硬件設計一體化的特點與需要，成為一種真正意義上的全面的單片機技術應用課程。但是也存在明顯的局限性，一方面，是單片機實驗裝置與實際的單片機控制電路存在很大的結構與形態差異，雖然在功能上單片機實驗裝置能夠模擬單片機控制電路，但是在其使用與操控方面存在很大的區別，從單片機實驗裝置走向實際的單片機控制電路，中間還須有一個過渡過程。另一方面，單片機實驗裝置體量巨大，集成度低，難以移動，學習者只能在學校的單片機實訓室現場學習，具有一定的使用局限性。

1.4 ?單片機軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機實驗板實訓教學

單片機軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機實驗板實訓教學模式，克服了單片機軟件編程、仿真（Proteus）加單片機實驗裝置實訓教學（技能大賽）教學模式的局限性，學習者實際操控的是真實的便攜式單片機電路板，而且許多單片機電路板上也設計了便于硬件互聯的接口與配套的連線排線，保持了硬件連接關系設計的靈活性。單片機學習的硬件是一種非常理想的學習條件配置。只要學生家中有電腦，安裝了編程與仿真軟件，就完全可以將實驗板輕松帶回家繼續學習，拓展了課余學習的無限可能性。

1.5 ?單片機軟件編程、仿真（Proteus）加自制萬能板單片機實驗板實訓教學

單片機軟件編程、仿真（Proteus）加自制萬能板單片機實驗板實訓教學模式，與單片機軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機實驗板實訓教學模式的主要區別在于所用的單片機實驗板不同。與采購現成的PCB單片機實驗板比較，采用自制萬能板設計制作單片機實驗板，是一種DIY式的單片機學習硬件生成模式。在萬能板上靈活設計了眾多便于硬件互聯的接口與配套的連線排線，節省了大量的固定連線及相應的布線空間，凸顯了其硬件連接關系設計的靈活性。同時，還可以強化電子技術類專業學生已有的電子電路組裝操作技能實踐，強化學生對單片機各硬件單元電路的深入理解，強化單片機硬件技術的學習，是前述4種教學實施模式所不具有的獨特優勢。

2 ? ?單片機課程教學模式改革的思考

分析以上5種不同的單片機課程教學實施模式，可以看到，其產生的教學效果有很大不同，應該說，有的教學模式嚴格意義上講是不能充分落實單片機課程教學目標的。接下來，文章對單片機課程教學模式改革做以下幾點思考。

2.1 ?單片機課程教學模式的選擇

單片機課程教學模式的選擇受學校專業師資水平、教學硬件資源條件等多方面因素的制約，優先考慮的應該是確保課程的實施能夠達到課程教學目標的要求。從嚴格意義上單片機技術應用的角度來說，完整的單片機技術應用項目應該包括硬件開發與軟件控制交叉融合、相互滲透的兩個方面。上述幾種單片機課程教學模式中，教學模式1完全與單片機硬件技術絕緣，不能保證達成單片機課程教學目標，因而應該盡早淘汰。教學模式2采用軟件（Proteus）仿真教學，勉強彌補了硬件條件的空缺，對于經濟發展落后、辦學條件困難地區的學校，可以允許一定時期的存在，但是也應盡快完善硬件教學條件，實現從虛擬到現實的跨越。后3種教學實施模式兼具軟硬件學習功能，可以結合各校實際情況合理選擇。

2.2 ?單片機課程的教學需要注重軟硬件技術兼顧

傳統的單片機課程教學主要注重軟件技術的教學，能將程序編制好，程序功能正常，就算大功告成。實際的單片機技術開發是離不開硬件開發的，硬件是單片機技術的物理載體，要注重單片機技術在硬件條件上的落實。前述第3—5種教學模式都是在不同硬件條件下的課程實施，各具特色，可以合理取舍。

2.3 ?注重單片機課程師資水平的提高

單片機課程教學目標達成的關鍵因素是教師。硬件條件再好，師資水平跟不上，教學效果也出不來。學校教師中有高水平的單片機技能大賽選手，往往會在單片機課程的實施中采用模式3。教師中有高水平的單片機技術愛好者，則采用模式4教學就會駕輕就熟。模式5的教學對專業教師的要求則是多方面的，教師要在手工焊接組裝工藝方面技藝高超、萬能板電路設計經驗豐富、單片機外圍控制電路單元理解深厚、實訓教學的設計規劃與流程調控符合學情等。從教學實踐的情況來看，運用模式5開展單片機課程教學的情況不多，而從單片機技術課程的教學需要來看，在師資水平能夠達到要求的情況下，模式5可能是最能夠充分達成單片機課程軟硬件應用技術教學目標的選擇。因此，單片機課程的教師需要多加鉆研，苦練內功，不斷提高教學技藝。

2.4 ?單片機課程的教學改革需要與專業課程改革相統一、相融合

單片機課程的改革并不能局限于單一課程，因為在電子技術類專業的課程體系結構中，單片機課程具有十分特殊而又重要的地位。單片機課程在中職電子技術類專業課程體系中處于金字塔的頂層，在學習之前已經學習了電子技術基礎與技能類專業基礎課程以及“電子產品裝配工藝”“電工電子測量技術”“電子CAD”“電子產品結構工藝”等專業技術課程。

在單片機課程教學中，前期相關的專業課程中所學到的專業知識與技能，都將在學生的單片機課程的學習過程中發揮基礎性與支撐性的作用。割裂單片機課程與專業課程之間的聯系進行課程教學改革，是難以取得突破性進展的。所以，單片機課程的形態應該具有綜合性課程的特征，在單片機課程中融合、強化前期課程的知識技能，只有兼顧培養學生后續專業發展的潛質，才能充分達成課程教學目標。模式5利用學生前期課程中學成的知識技能自制基于萬能板的單片機實驗板，就是課程融合的生動體現。