教學—實驗—實訓三位一體的單片機教學改革分析探究

王玉巧 馬貞

摘 要： 針對教學—實驗—實訓三位一體的單片機教學改革，從新教學模式的介紹、教學改革要點、三位一體教學模式的應用三個方面分別論述，認識到“教學—實驗—實訓三位一體化”教學方法的優勢，旨在提高學生專業水平與實踐能力。

關鍵詞： 教學—實驗—實訓三位一體;單片機教學;教學改革;匯編語言

Teaching—experiment—practice trinity

of single—chip teaching reform analysis and research

Wang Yuqiao Ma Zhen

Huanghe University of science and technology，Ministry of engineering HenanZhengzhou 450000

Abstract： in view of the teaching experiment-teaching reform practice of the trinity of single-chip microcomputer，the new teaching mode is introduced，the key points of teaching reform，the trinity teaching mode of the application of three aspects，this paper respectively to realize "teaching-experiment-training of the trinity" the advantage of teaching methods，to improve students' professional level and practical ability.

Key words： teaching-experiment-training trinity;Single-chip teaching;Teaching reform;Assembly language

單片機是實際教學過程中具有實踐性、應用性、創新性的特點，因為單片機技術在工業領域有非常廣泛的應用，所以這也為課程教學與人才培養提出新要求。為了培養創新型人才，開展單片機教學改革建議采用教學—實驗—實訓三位一體化模式，讓學生同時掌握理論知識與實踐技能。但是當前在這一方面還存在一些不足，例如，過于重視單片機原與部件的介紹，導致理論的實踐應用不到位。為了加快實現單片機教學改革，下面針對三位一體模式的應用展開分析。

一、“教學—實驗—實訓三位一體”教學模式

針對學生專業能力的教育，主要目標是加強創新意識，尤其是單片機課程教學。該課程本身具有極強的實踐性，所以教師組織教學期間，為了培養創新型人才，理論知識必不可少，可以讓學生更加扎實地掌握單片機運行原理。除此之外，則要增設實驗、實訓環節，引導學生將掌握的理論知識加以應用，一方面可以積累操作經驗，另一方面在實際問題基礎上，學生尋求解決方案也可以樹立創新思維[1]。因此，單片機課程改革的過程中，“教學—實驗—實訓三位一體”教學模的應用，可以充分實現理論、實踐的統一，提高學生創新能力與單片機教學水平。

二、單片機教學改革要點

（一）教材內容方面

高校開展單片機教學期間，很多情況下都采用匯編語言這一內容，其優勢主要體現在CPU運行模式、指令周期、執行效率等內容的理解上，但現如今隨著CPU主頻的提高、類型增多與使用范圍不斷擴大，以往使用的匯編語言在學習過程中成本也相繼增加，導致開發面臨的要求更為嚴格。將其落實在單片機教學實踐中，學生的興致反而轉移到C51中。相比匯編語言，C51的可讀性、可移植性更高，但是其在教材中的占比要低于匯編語言，這是單片機教學改革的一個要點。

另外，單片機所涉及的教學內容比較抽象，如單片機結構、運行原理、硬件時序與指令周期，學生理解起來可能會比較困難[2]。如果教師只是通過圖片與解說，無法將重要知識與操作技巧準確傳遞給學生，反而會導致相似知識點的混淆。所以，針對單片機教材改革，需要將內容創新作為一些重要工作。

（二）實驗方面

開展單片機實驗環節，有時為了高效管理，會選擇集成度比較高的實驗箱。學生參與實驗期間，只是其中的幾根導線拔下便可完成，導致實驗原理的理解不夠深入。因為實驗設備有比較高的集成度，所以實驗環節一旦發生問題，無法及時調試，若實驗操作的設備出現破損，教師只能夠將部件更換才能夠徹底解決，不僅效率低，還會在設備維護這一方面增加費用支出。

（三）課堂教學與實驗實訓方面

以往單片機實驗主要是安排在教室里授課之后進行，學生需要統一到實驗室中，且理論教學和實驗、實訓的間隔時間比較長，甚至會長達半學期。這樣一來，學生即便在課堂上掌握了一些基礎理論，也不能及時在實驗、實訓中得到驗證，學習過程中形成的問題無法及時解決，長此以往便會消磨學習的積極性。另外，單片機課程屬于理論、實踐結合的課程，進入到學習后期，需要花費大量的時間進行實踐和實訓。但是在實際教學期間，實驗、實訓時間占比要小于基礎理論，同時也有可能受到實驗設備的影響，學生要想驗證課堂上的一些想法還存在困難，這是單片機教學改革的重點內容之一。

三、單片機教學—實驗—實訓三位一體模式的應用

（一）建設綜合性實驗室

針對教學—實驗—實訓三位一體模式的運用，組織教學改革期間需要創建綜合性單片機實驗室，按照學生的需求放置實驗臺，且每個試驗臺上都要有足夠數量的計算機、實驗箱、多媒體設備[3]。實驗室內的計算機連接網絡，并且使用多媒體電子教室軟件，完成單片機操作的展示，教師端顯示器圖像也可以及時傳遞到學生的顯示器，進行資源傳遞、學生學習情況考核等。實驗室內的計算機與實驗設備之間的連接主要依靠com端，采用串行的方法，操作微機端時，也可以對一些程序進行單步運行調試與監督，高效完成單片機實驗教學。

（二）合理設置理論與實驗、實訓占比

課堂上教師向學生解釋單片機的運行原理等知識，為了獲得更加理想的教學成效，除了理論指導外，還要增設實驗、實訓環節，并且合理設置比例。教學期間教師采用多媒體電子教室軟件，將教師端、學生端連接，一方面可以向學生更加清晰地展示端口引腳、導線的連接情況，另一方面教師做好標識之后，也可以將投影儀解析、連線模糊等問題解決。一般情況下單片機課程教學的時間為50min，建議將理論知識講解的時間控制在30min，其余時間進行實驗操作。由教師在學期開始時制訂教學課程方案，讓學生做好課程預習，提前了解下一節課要學習的內容，深入理解單片機理論知識。

另外，在組織課程實驗時，教師可以將實驗融入教學中，實現二者的緊密結合，提高教學時間的合理性，調動學生積極性。因為學生能夠集中注意力的時間比較有限，在課堂上能夠集中注意力的時間只能維持25min[4]。所以在教學的過程中穿插單片機實驗，可以為學生提供動手、動腦的機會，并且延長注意力集中的時間，提高教學時間的利用率。例如，建議教師在單片機課程教學過程中，增設C51編程、Proteus仿真、Protel等內容，無須占用太多學時。為了提高學生參與實驗的興趣，教師可以設置問題，讓學生以小組為單位進行匯編與C51編程，更加清晰地了解這兩種方法的異同。開展實驗的過程中也包括Proteus仿真實驗，先引入比較簡單的案例，讓學生了解模板的建立方法與過程，隨后再進行練習，完成教師布置的任務。這種教學方法不僅可以提高學生學習的積極性，還解決了Proteus仿真實驗室內部相關設備集成度過高這一問題。

（三）設置實訓結果測試環節

教學—實驗—實訓三位一體模式中，理論教學與實驗結束之后，實訓是教師了解學生學習情況的重要環節。具體需要按照學校布置的單片機教學任務，設置實訓項目，當學生完成實訓后按照項目的難易程度進行評價。學生在選擇實訓項目時，一般是以小組為單位自由選擇，期間既可以采用Proteus模擬、仿真的方法，又可以制作實物，只需完成實訓項目即可，最后再由教師對各個小組的完成情況進行打分，通過實訓結果檢測更加深入地了解學生的學習情況，調整后期單片機教學方案。

四、結語

綜上所述，面對單片機教學改革的諸多要求，為了提升學生的專業素養，扎實地掌握基礎理論，加強實踐能力，教學—實驗—實訓三位一體化模式的推進是改革的重要內容。該教學模式的應用，優化了單片機課程結構，讓學生在課堂上保持充足的興致學習知識，還通過實驗與實訓檢測學生的學習成果，切實加強學生的綜合素養。

參考文獻：

[1]彭超，江小敏.基于翻轉課堂的《微機原理與單片機技術》教學方法改革探索[J].課程教育研究，2020（04）：238.

[2]余軍.應用型本科院校單片機課程教學改革實踐[J].當代教育實踐與教學研究，2020（02）：159-160.

[3]朱名強.“單片機技術及應用”課程教學改革構想—— 基于中高職銜接背景下學生技能團隊貫穿的教學改革[J].黑龍江科學，2020，11（01）：12-14.

[4]周唯，劉陽京，曾小波.基于逐日系統的單片機應用技術教學改革與實踐探索——以湖南理工職業技術學院為例[J].職業技術，2020，19（01）：50-53.

基金項目： 河南省科技廳科技攻關項目142102210550

作者簡介： 王玉巧（1980—），女，碩士，副教授，主要研究領域：電子信息技術;馬貞（1985—），女，碩士，講師，主要研究領域：電子信息技術。