高職單片機原理與應用課程教改淺論

摘要：在現代教育事業發展中，高職院校在具體實施單片機的相關內容教學時，由于單片機知識具有較高的抽象性和枯燥性，會對學生課堂學習造成很大的不利影響，教師需要對其進行深入分析，強化學生實踐應用能力，本文綜合探究高職院校開展課程教學的具體策略。

關鍵詞：高職院校;單片機;原理與應用;課程教改

引言

在現代科技發展過程中，單片機在各行各業得到了較為普遍的應用，高職院校在具體進行單片機教學時，需要對學生整體情況進行綜合分析，合理優化課堂教學過程，確保學生能夠充分理解單片機原理，保證學生在實踐活動中能夠對其進行更為有效的應用，提升整體教學效果，為了進一步明確如何更為高效的開展課堂教學，特此進行本次研究。

一、單片機原理與應用課程現存問題

（一）理論實踐脫節

在高職院校開展單片機課程時，教師普遍是分開進行理論部分教學和實踐部分教學，教師在進行教學活動之前，根據教材內容設計教學計劃，然后在班級內開展理論教學，此時教師像學生單純講解單片機的分析程序和基本原理，使學生全面掌握相關基礎知識。而在具體實施課堂教學時，學生普遍處于被動地位，雖然實訓課教師會引導學生開展實驗實訓，但是并沒有交替進行實訓環節和課堂教學環節，使學生操作和課堂教學無法融為一體，而實踐課教師和理論課教師分開教學，會使學生程序分析和理論知識脫節，對學生課堂學習效果造成很大影響。

（二）教學內容陳舊

在現階段，高職院校在具體開展單片機教學時，選擇應用的單片機系列普遍為Mcs—51，該類單片機程序在進行寫入時，需要利用專門編程器，缺乏JTAG接口，不可以進行在線編程。在現代電子技術的高速發展過程中，Msp430，Stc系列單片機在應用時不需要利用外部晶振和外部復位，單片機芯片可以實現直接仿真，不需要利用專用仿真器。教師在進行具體教學時，可以使用手機數據線作為開發板下載線，同時還可以直接利用充電寶作為電源，演示過程具有較高的便利性。雖然應用傳統單片機可以使學生迅速入門，但是其相關知識較為陳舊缺乏前沿性，需要在單片機教學中合理融入紅外線，遙控觸摸屏，液晶顯示等高新技術。

（三）教學方法老套

在我國現階段，大部分高職院校在開展理論教學時，其教學模式相對固定，都是先向學生講解基礎知識，然后講解應用的具體方向，雖然該種教學方法具有思路清晰的特點，但是卻存在較高的機械化，導致單片機學習具有較高的乏味性和枯燥性，無法對學生學習興趣進行有效激發，對其教學效果造成極大的限制。實踐教學存在形式單一的特性，同時，相關部門對其缺乏重視，在我國現階段具體開展實踐課教學時，教師普遍是利用單片機實驗箱開展實驗活動，而實驗類型大多為驗證性實驗，大部分學生是完全根據實驗指導書進行實驗，沒有對其程序流程進行自主分析，同時，在實驗過程中，如果需要應用電路硬件，學生也普遍是根據實驗指導書進行簡單連線，對其電氣原理缺乏整體認識。

二、課程改革具體策略

（一）更新教學理念

一般情況下，單片機存在很多專有名詞教學內容具有較高的抽象性，同時和電路性質和電路原理存在一定的聯系，如果完全由教師進行講解，這會使學生很難對其產生深刻的了解，基于傳統教學思路，學生通常是課程學習的最后階段才可以應用單片機，而在之前進行課堂學習時，由于缺乏明確的學習目標，學生不能主動參與課堂學習，進而使其學習興趣相對薄弱，在后期學習中出現后期動力不足的情況。為了保障學生具有較高的學習興趣，強化整體教學質量，高職教師需要對其教學理念進行合理更新，強調學生中心地位，對學生學習的主動性進行有效激發，此時教師作為學生學習的輔導者和引導者需要給予學生充分的時間，確保學生能夠相互協作，自主探究。其次，教師還需要進行實踐教學理念的科學樹立，綜合分析中職學生學習特點，在開始課堂學習時，教師首先需要為學生設置簡單的任務確保能夠對學生進行有效引導，使其對單片機基礎具有充分的了解，對學生自學潛能和學習興趣進行有效激發。例如在進行期結構原理的學習時，在學生初次接觸單片機時，教師可以要求學生自主一個閃爍的信號燈，引導學生基于電路知識進行電路的有效連接，同時，教師還需要向學生演示電路的控制過程，對學生求知欲進行有效激發，使其在學習中具有更高的目的性，提升整體教學效率，最后教師還需要將其任務難度適當增加。

（二）合理編制教材

首先，中職學校需要對學生的特點進行綜合分析，根據學生具體情況編寫教材，并對其進行合理優化，一般情況下，高職院校在開展教育工作時，就業是其教學活動的主要目標，提升學生技能使其教育工作的最終目的，所以在編制教材活動時，需要對單片機的應用加強重視，不僅是完善整體教學理論。在我國現階段，高職院校普遍是根據技術書籍和本科教材編寫單片機教材，將單片機原理作為課堂學習的重點，實踐環節缺乏。與此同時，和形象思維相比較而言，學生邏輯思維相對較弱，教師在講解理論知識時，學生的學習狀態具有一定的被動性，因此學習效果存在很大的不足，針對該種情況，高職院校在編排教材內容時，需要確保其合理性，使其深入淺出，簡單扼要，同時還需要確保實例的選擇具有較強的可讀性和典型性，

（三）改革教學形式

首先需要科學組建教學團隊，高職院校在具體進行單片機知識的教學時，需要合理優化教學團隊，綜合討論課堂教學活動，針對學生具體情況和教學內容制定教學計劃，此時教師不僅需要掌握充分的理論知識，同時還需要不斷強化自身實踐經驗。與此同時，在現代科技的高速發展中，單片機的更新速度不斷加快，逐漸涌現出新的技術，因此，教師需要定期參與相關培訓，確保能夠充分掌握最新技術，進而保障能夠科學使用各項新器件。其次，還需要科學改進教學方法，在具體進行單片機教學時，實踐操作是學生必須掌握的一項技能，教師必須對其教學方式進行科學改革，合理應用任務驅動教學，精選課堂教學內容，并在課堂教學中科學引入生活實例，確保能夠對學生獨立思考進行有效的啟發，使學生對解決相關問題具有明確的思路，然后講解在完成本次任務中需要掌握的理論知識，基本方法和基本原理，確保能夠使其教學難點和教學重點得到有效突出，然后引導學生在完成任務中合理應用所學知識，確保學生能夠更為高效地完成編程任務。例如在進行定時器中斷的相關內容教學時，教師可以有效結合紅綠燈控制，確保能夠使其課堂教學具有更高的趣味性，同時還可以使其和學生現實生活有效聯系，使學生能夠更為深刻的理解相關知識，更為具體的呈現理論知識點，此時學生還可以對其課堂所學知識進行更為深刻的分析，使其在后期解決問題中可以舉一反三。

（四）優化教學內容

該課程具有相對廣泛的知識面和豐富的教學內容，教師不僅需要科學選擇教材文本，同時還需要合理分配講述內容，確保能夠對學生設計能力進行科學培養，針對學生實踐能力選取教學內容，在講解教學知識的同時，還需要強化實踐操作，確保教學內容具有明確的側重點，同時，教師還需要引導學生自主提出問題，確保學生能夠對其進行有效解決。在具體實施教育工作時，教師首先需要向學生簡單介紹單片機，同時還可以利用多媒體技術向學生演示相關實例，使學生明確現實生活中應用單片機技術的重要意義，進而對學生學習興趣進行有效激發。其次，教師還需要進行單片機結構的深入講解，主要講解在現階段應用頻率較高的單片機，通過科學設置基本實驗，對單片機各個引腳的具體功能進行深入講解，確保學生對單片機結構具有充分的了解，例如，教師通過開展輸入輸出實驗，使學生充分掌握輸入輸出功能，教師可以在實驗室內完成該部分內容。隨后，教師可以有效結合重點講述和自主學習的方式講解程序設計和指令系統的相關內容，同時還需要利用軟件開展仿真測試，使學生對堆棧指針與寄存器的變化具有更為直觀的認識，結合實踐講解相關內容，在講解過程中，還需要引導學生進行有效練習，確保學生能夠更為深入的了解相關理論知識。最后再對單片機應用及其系統擴展技術進行重點講解時，教師還需要引導學生自主設計控制系統，利用控制案例開展課堂教學，通過深入分析應用原理，了解系統的擴展部分，主板部分和整體構成，同時還可以進一步明確如何實現程序。

（五）重視實踐教學

高職教師在開展單片機教學時，實踐環節是其非常重要的一個教學環節，通過合理優化實踐環節，能夠有效增強學生實踐操作能力。教師在具體開展實踐教學時，首先需要引導學生進行基礎性實驗，組織學生練習指令，編寫基本程序，引導學生進入實驗，確保學生能夠在規定時間內獨立進行實驗，隨后提交實驗報告，該項環節的有效落實能夠在一定程度內鞏固學生課堂理論知識，為綜合性實驗的科學設置創建良好條件。接著綜合性實驗，對學生理論基礎具有較高的要求，要求學生能夠對問題進行有效的分析和解決，使學生對常見接口進行仿真測試，軟件編寫和硬件設計，在基礎性實驗完成之后，教師需要組織學生開展綜合性實驗，為學生提出明確的實驗要求和實驗目的，要求學生根據個人具體情況自主設計實驗方案，首先進行電路原理圖的科學設計，隨后開展編程設計工作，最后完成整個實驗，使學生能夠對理論知識進行有效的應用，進而提升學生實踐動手能力[1]。最后在具體進行實踐教學時，課程設計也是其非常重要的一個環節，對其設計內容并沒有明確的要求，只是需要保障將電單片機作為核心部件，此時學生需要充分發揮自身創造性，進行自主創新，同時，教師還可以引導學生組建學習小組，要求學生在課余時間完成實驗。此時學生可以結合往年畢業設計內容展開試驗，確保能夠對其實驗興趣進行有效激發，使其實驗教學內容得到合理豐富，進而強化學生學習興趣，同時，對于學生發現的優秀設計，教師還需要引導學生進行更為深入的研究，同時還可以進行創新科技項目的申報，確保學生在實踐活動中能夠學習更為豐富的知識，進而實現學生設計創新能力，進一步提升保障學生在后期能夠更為高效的參與該方面工作。

（六）轉變實驗模式

首先，教師需要進行虛擬實驗室的科學設置，一般情況下，單片機課程具有較高的抽象性，教師在進行實驗教學，如果直接應用板書進行演示，則很難保證教學效果，此時，利用虛擬仿真軟件進行演示具有較高的意義。利用虛擬仿真軟件設置單片機實驗時，只需要利用電腦便可以完成實驗操作，與此同時，學生只需要在相關軟件上便可以完成實驗活動，不會造成硬件損壞，有效避免設計錯誤浪費硬件投入，進而使其使用成本得到有效降低。在軟件上便可以進行原理圖的繪制和程序的編制，在執行程序時，可以更為直觀的看到各元件的運行，同時，調試過程具有較高的便捷性，所以，將Keilc和proteus編程調試軟件引入單片機教學，科學應用現代多媒體技術，可以在課堂上調試軟硬件，同時還可以完成系統集成教學。其次，教師還可以利用實驗開發板開展單片機教學，應用實驗開發板具有較高的便利性，在線階段，已經實現了對LED顯示器，流水燈，鍵盤等硬件進行有效集成的通用外圍設備，與此同時，線路連接也相對簡單，可以針對多個基礎項目開展實訓。通過利用開發板進行學習實踐，可以使學生迅速掌握單片機的硬件知識，同時還可以使其更為深刻的了解其工作原理。最后，教師還需要結合多個學科開展綜合實踐，部分高職院校在完成單片機課程學習之后，雖然對單片機知識具有了充分的了解，但是無法將其融入其他課程，所以教師需要有效聯系單片機內容和其他課程知識。例如可以有效結合protel課程，引導學生通過protel系統進行開發板PCB圖的設計，同時進行PCB開發板的科學制作，要求學生對所有元器件進行有效焊接，然后實施系統調試，學生在參與具體實驗中，能夠進一步感受勞動的樂趣，進而確保對Protel知識具有更為全面的了解，使其對各種元器件的硬件連接具有更為全面的認識，更為深入的了解模擬電路和數字電路的工作特點，強化學生綜合實踐能力。

（七）強化項目教學

高職教師在具體開展單片機教學時，需要有效結合項目教學方法，使其教育工作實現理論結合實踐，教師在具體實施項目教學法時，需要組織學生進行小組合作，根據實際工作程序制定項目計劃，通過分工合作完成整個項目。一般情況下，高職學生的基礎相對薄弱，教師不能完全應用傳統教學模式，會對學生學習興趣造成一定的打擊，此時教師需要有效結合項目教學法，在具體項目中，合理融入所學理論知識，此時，教師需要確保項目難度逐漸增加，同時還需要保障選擇的項目和學生實際生活具有密切的聯系，引導學生在設計相關項目時，對其相關知識點進行深入挖掘，進而確保學生能夠在實踐活動中合理融入理論知識[2]。高職教師在對該種教學方法進行具體應用時，首先需要根據學生情況和教學內容提出具體任務，然后引導學生分析本次任務，提出在本次任務中需要應用的所有知識，隨后，深入講解相關知識，最后進行任務步驟的科學講解。

（八）改進考核方式

在以往進行課程考核時，學生平時成績和期末閉卷考試的比例通常為3：7，導致時間緩解的作用無法得到充分體現，考核方式不僅能夠對學生學習水平和教師教學效果進行科學檢驗，同時還可以對學生學習進行有效引導，教師需要對其考核方式進行科學開改革，此時，教師需要以2：3：5的比例有效融合學生平時成績，期末考試成績和實踐部分成績。其中平時成績具體包括實驗報告，作業和出勤，課堂表現四個部分。而實踐部分成績則具體包括課程設計，綜合設計實驗和基礎性實驗，基礎性實驗在實驗部分成績中占據10%，教師需要引導學生獨立完成實驗，確保學生在實驗操作中嚴格遵循相關規范，使其能夠得出最終結果。而綜合性實驗占據20%，學生在參與該類實驗時，需要根據相關要求進行實驗過程的合理設計，確保能夠獲得最終正確結論，然后寫出實驗報告。而課程設計部分則占據20%，教師在對其進行評價時，需要分析其設計內容的合理性，和創新性，然后通過答辯給出學生最終成績。

結束語

高職院校在開展單片機教學時，通過更新教學理念，合理編制教材，改革教學形式，優化教學內容，重視實踐教學，轉變實驗模式，強化項目教學，改進考核方式可以使學生更為充分的理解單片機其原理，進而確保學生能夠對其進行更為有效的應用，強化學生實踐能力，推進現代教育發展。

參考文獻

[1]王文霞.高職院校單片機原理及應用課程教學改革的探討與實踐[J].現代職業教育，2019，000（007）：148-149.

[2]龍小麗，李欣雪.以培養應用型人才為目標的《單片機原理與應用》課程教改探討[J].電子世界，2019，000（007）：55-56.

作者簡介

韋飛騰，女（1994.1-），壯族，本科，廣西現代職業技術學院，助教，研究方向：電氣自動化。