《单片机原理与应用》教学改革与探索

台州职业技术学院 杨利亚 潘海燕 郑雨芳 孙凌杰

《单片机原理与应用》教学改革与探索

台州职业技术学院 杨利亚 潘海燕 郑雨芳 孙凌杰

《单片机原理与应用》是实践性和应用性都很强的学科，是高职院校电子、电气等相关专业最重要的核心课程之一。针对当前高职院校单片机课程的教学现状，论述单片机教学改革的必要性，并从教学内容选取、教学方法使用、加强实践环节、考核方式确定等方面提出教学改革思路和方法。

单片机；教学；改革

当今世界，单片机在工业过程控制、智能仪表、计算机集成控制、人工智能、通信设备的智能化方面应用非常广泛，而且随着电子和计算机技术的发展，以单片机和各种微处理器为核心必然是实现智能化技术的主流方向。同时，《单片机原理与应用》是高职院校电子、电气等相关专业最重要的核心课程之一，是一门实践性、应用性很强的学科，该方向对学生进行毕业设计和就业都起着重要的作用。

《单片机原理与应用》传统教学一般包括理论课和实践课。理论课学生普通反应知识抽象、难学、难懂，学了后面又忘了前面，学生学得吃力，老师教得辛苦。实践课主要采用验证性实验，学生只要连线正确、程序输入无误就能看到结果，这样往往造成学生只关注实验结果，而忽略了思考过程。学生无法从中提高分析问题、思考问题、解决问题能力，甚至到最后还是无法独立设计一个简单的单片机系统，实践动手能力非常差。这样的教学方法不能体现单片机实践性和应用性强的特点，也与社会发展脱轨，因此，《单片机原理与运用》教学改革迫在眉睫。我们总结了以往教学过程中的一些经验和教训，提出以下几点《单片机原理与运用》教学改革的思路和方法。

1.教学内容选取

以培养学生具备从事单片机系统设计岗位能力和相关职业群为目标，增强学生实践动手能力和工程实际运用能力为导向，来选取教学内容。在本课程的开始的时候，介绍单片机的发展现状，例举日常生活中单片机控制的设备，把科研项目或往届毕业设计中的一些应用板带进课堂，通过图片、实物展示使学生对单片机有一定的感性认识，激发他们的学习兴趣和热情。

选取以单片机C语言贯穿各章节，并且是项目化教学形式的教材。C语言可读性、可维护性和可移植性都比汇编语言好，在实际单片机设计中，基本上都采用C语言。项目教学改变了传统教材内容安排强调只是系统性为主的思路；把课程教学内容划分为若干个项目形式来完成，项目又以任务的方式出现，突出体现高职生理论知识“必需、够用”的原则。

多增加日常生活常见案例为项目，每个项目又包括几个任务，通过每个任务的完成过程，使学生学习相应的理论知识。通过常见案例的剖析，引起学生的注意，激发他们的兴趣，每个任务完成后，教师进行知识点得总结，这样学生在实践动手中不知不觉就掌握的理论知识。比如交通灯控制系统，这一项目可以分成单片机控制单灯亮灭、流水灯控制、定时器控制流水灯、带时间显示系统等，其中通过单片机控制单灯亮灭这一任务的设计，学生可以学习单片机结构、I/O口、单片机最小系统等基本知识。通过流水灯控制这一任务，学生可以学习单片机C语言的各种语句等。

2.教学方法使用

我们以项目为教学单元，以任务驱动进行教学。我们的教学是在一体化教室实施，只要在一体化教室中通过仿企业的工作环境进行项目化教学，教学过程才能实现真正的教、学、做融为一体，并充分调用学生学习的主动性和创造性。

每个任务包括任务目标要求、学生知识与能力准备、计划、实施过程、评估。教师先布置任务，说明这个任务要到达的功能及要求。教师可根据教学内容，制作多媒体课件，将理论知识通过多媒体手段以声音、图像、文字等方面表现出来，使枯燥抽象的理论知识变得生动直观，学生更容易理解。也可以通过Flash动画演示或Proteus仿真软件展示任务的运行结果，使学生对任务要求更加清楚。学生分组后，每个小组进行任务设计的讨论，并确定设计方案。学生任务实施过程中，教师对学生操作过程中存在的问题进行实时点评，实施后，教师对每组的实施结果进行验收和评估，最后总结任务实现过程中碰到的普遍问题、知识运用的难点关键点。这样的教学方法能提高学生分析问题、思考问题、解决问题能力，而且通过每个任务的制作，学生积极性提高、自主学习能力和动手能力增强。

另外，教师可以把多媒体课件、仪器设备电路图、设备的使用方法、任务要求、本课程相关的学习资料等挂在网上，进行资源共享，供学生查阅学习，通过网络来提高学生的学习兴趣。

3.加强实践环节

实践环节是《单片机原理与运用》课程的重要环节，通过实践环节，可以提高学生动手操作能力。我们把实践环节分成基础性实践、开放性实践、综合设计实践三个部分。

基础性实践主要是实现指令练习、基本程序结构编写，或是一些验证理论知识准确性的实验，通过这一环节，学生所学的理论知识得以巩固。开发性实践要求学生具有扎实的理论基础，具有分析问题解决问题的能力，培养学生对常见接口的硬件设计、软件编程及仿真器下载调试的能力。在综合设计实践过程中，教师只提出实验目的和要求，学生要自主确定设计方案，并设计硬件电路图、制作电路PCB图，并在自己做的PCB板上焊接元器件。硬件调试成功后，再把编写好的程序利用仿真器下载到电路板上，进行调试。这样，学生熟悉了单片机系统设计的整个过程，他们的实践动手能力也得到很好的提高。

除了上面三个实践环节外，我们还要鼓励学生参加全国电子设计大赛和大学生创新科技项目，使学生在实践过程中不断的学习新知识，提高设计创新能力。

4.考核方式确定

传统的教学模式中，课程考核是由期末闭卷考核占70%，平时表现占30%组成，这样的考核方式只能一定程度上反应学生理论知识的掌握情况，很难体现学生的分析能力和实践动手能力，也与单片机课程实践性强的特点不相符合。

一个好的考核方法对于学习一门课程至关重要。考核不仅是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是学生学习习惯和学习方法的导向。笔者提出的考核方式包括期末考核30%、项目考核50%、平时表现20%。其中平时表现包括出勤表现、作业完成情况。期末考核是对课程基础知识进行闭卷测试。项目考核是每个项目成绩的平均分，每完成一个项目，教师根据学生的工作态度、完成情况、回答问题情况进行评分。每个项目完成后，学生都能看到自己的成果，这样也调动了学生的学习兴趣和学习热情。这样的课程考核方式不仅包括基础知识掌握程度考核，还包括学生的分析、学习、动手、应用等方面能力的考核，能比较客观的反应学生的学习情况。

5.总结

教学改革实施后，课堂气氛变的更加活跃，学生学习兴趣更加浓厚。实践表明，我们的教学改革方案不仅提高了学生学习积极性、应用能力和动手能力，而且对学生的独立思考和分析问题、解决问题的能力的提高也起到了很好效果。当然，教学改革是一个无止境的过程，我们还要不断更新教学观念，不断的探索和实践，来提高教学质量和效果。

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本文属“台州职业技术学院青年课题”资助（项目编号：2012YB04）。

杨利亚（1984—），女，浙江临海人，台州职业技术学院硕士研究生，助教。