單片機實踐教學研究

殷瀟雨 連云港工貿高等職業技術學校

1 單片機課程背景

隨著生活及生產方式的自動化、智能化程度越來越高，單片機技術早已融入我們生活的每個角落，幾乎所有的電子設備內部都有單片機的身影。“單片機應用技術”是一門應用性和實踐性較強的課程，對高職物聯網專業類學生來說，掌握單片機技術是提高就業競爭力和就業水平所必須具備的專業技能。

單片機應用技術課程內容涉及數字電子、模擬電子、C 語言編程、計算機專業英語等知識，對學生的個人能力要求較高。高職學生大多數學和英語基礎較差，專業基礎薄弱，但實踐動手能力較強，課堂比較活躍，因而以粉筆、黑板滿堂灌的傳統授課模式顯然行不通，這就要求教師創新課堂教學方法，通過教學反思，認真總結教學經驗，形成特色教學。

2 單片機教學過程中存在的問題

但是從高職院校單片機應用技術課程教學現狀來看，暴露出的問題不少，已經影響到了教學效果，給單片機技術應用型人才的培養造成了不良影響，具體表現在以下幾個方面：

(1）理論和實踐相脫節。單片機和C語言程序設計理論難度大，以本科教育模式重理論輕實踐，注重知識的系統性，忽略了高職學生的實際情況，學生無法將理論和實踐聯系在一起，實踐開發能力不足。

(2）教學內容設計不合理。在教學內容的選擇上，教師按照課本實例授課，實踐項目陳舊脫離實際，學生在課中機械式輸入程序進行學習，學習效率較為低下，無法獲得學習成就感，授課效果較差。

3 單片機教學案例

3.1 項目選擇

根據生活實際應用，在調研了畢業生就業技術應用情況和行業發展的需求后，結合學生現實的學習基礎，以學生掌握單片機應用技術為主線，C語言輔助，按照“夠用為度”原則，根據學生的需要進行項目“量身定制”，并把單片機應用技術課程中的基礎知識二次加工整合為多個項目，包括流水燈、開關燈、呼吸燈、蜂鳴器、七段數碼管、計數器、獨立按鍵、矩陣鍵盤、液晶屏顯示、電子鐘等，結合集成開發軟件Keil uVision、Proteus 仿真軟件和亞龍單片機實驗箱，讓學生一方面能夠掌握集成開發環境和編程語言的語法以及使用技巧，另一方面鍛煉開發能力，學以致用，積累職業能力。

各個項目引入由淺入深，由基本控制到創新設計；各項目相對獨立，又遞進銜接，任務設計符合學生的認知規律，項目配備Keil uVision、MedWin3源程序和Proteus仿真效果圖，并且設計了基于亞龍實驗箱的硬件操作任務，把項目實現與知識模塊融為一體，體現“做、教、學、做”的教學模式。

3.2 授課過程

采用項目教學法，啟發學生自主學習，合作學習，激發學生的競爭意識，培養學生的綜合開發能力，最終完成教學目標。

課前：將班級同學分小組，每組3-4人，布置學習任務，讓學生尋找身邊的單片機，如流水燈、開關燈、呼吸燈等項目，學生可以將設計項目映射到生活中的裝飾串燈、燈光玩具、鍵盤背光等等，激發學生的學習熱情。

課中：小組總結匯報課前任務，通過小組合作分工，設置程序分析員、程序調試員、仿真圖繪制員、實驗箱接線員等角色，將項目拆解成小任務，讓學生人人有任務，合作互助完成實踐項目。針對每個項目設置隱藏延伸關卡，通過修改程序，設置參數，設計自己獨一無二的應用，激發學生的學習熱情。每個項目均采用軟硬件結合的學習方式，學生在完成軟件仿真后，通過MedWin3和亞龍實驗箱實現硬件開發設計，聯系實際應用，更加直觀地觀察實訓現象。整個授課過程中，學生主動探討單片機的電路和程序設計，在軟硬件資源的有效支持下，積極調試排故，掌握學習內容，最后通過小組打分評價機制培養學生的團隊合作精神，激發學生的競爭意識。

課后：學生完成開發心得小結，將項目的開發過程回顧整理，并將課堂中完成項目拍攝的小視頻進行社交媒體分享，如微信朋友圈、QQ空間等，學生互相點贊，積極溝通交流，在提升實踐技能的同時獲得學習成就感，通過互相交流分享，營造良好的學習氛圍。

4 教學成果與問題改進

4.1 教學成果

本次單片機教學過程中將原有的C語言和單片機理論知識體系二次加工，將理論知識“按需分配”給每個實踐項目，提高了理論和實踐的銜接性，學生不需要單純學習理論知識，而是在實際應用開發過程中學習程序語法，集成開發環境應用、單片機接口、存儲等基礎知識，降低了課程的枯燥程度，通過具體實踐項目讓學生在單片機應用程序設計過程中，理解程序語法、邏輯、開發原理。授課過程中的項目由淺入深、難度循序漸進，工作任務由學生自行選擇，項目貼合實際，均選自生活中常見的裝飾燈、燈光玩具、人行橫道倒計時、銀行標語顯示、家用電子小鬧鐘等應用，學生消除了學習的盲目性，思維得到啟發，學習積極性大大提高。

案例中教師將課堂真正還給學生，讓學生作為教學課堂的主體，從學生的學習需求和學習客觀情況出發，在實訓平臺的支撐下，將自己的理論知識具體應用到項目實訓項目中，實現理論與實踐的有機整合。小組角色分工機制提高了學生的課堂參與度，小組評分培養了學生的團隊意識，而隱藏關卡附加分機制激發了學生的競爭意識，課后社交媒體分享機制讓學生獲得了學習的成就感，授課效果顯著提升。

4.2 不足及改進

授課過程中個別小組積極性較差，課程分組規則需要結合學生能力性格進行優化，讓更多的學生參與到課堂中來。針對學生學習進度不一致問題，可以引入“助教”模式，讓接受程度好的學生作為臨時助教進行指導，不僅可以進一步激發學生的學習熱情，也解決了部分內向學生不敢提問的問題，不斷提高學生解決問題的能力。學生在程序設計編寫調試過程中遇到的困難較大，對程序調試中出現的問題缺乏應變能力，今后要進一步加強學生對程序編寫和調試練習。

5 工作展望

在今后的工作中，教師應該充分挖掘教學軟硬件資源，提升項目化教學質量，針對單片機原理及應用課程知識點的特點，強化對實訓練習的設計，為學生的實訓能力提升提供良好的支持和幫助。引導學生利用電子散件制作小車、小夜燈、電子鐘等實物，組建興趣社團，將單片機知識集成到實物創新開發中，更進一步提高學生的學習積極性，培養學生的創新創業能力。在教學空間上，可以增加網絡教學環節，建設教學資源庫，將課程的重點、難點、知識點拓展、應用案例分享等，開發制作成微課或動畫，讓學生通過電腦或手機在網絡上進行自主學習或與教師交流，不斷創新單片機應用技術課程教學體系。