《单片机原理与应用》课程实践教学改革初探

迟耀丹

（1.吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院，吉林 长春130021；2.吉林省建筑电气综合节能重点实验室，吉林 长春130021）

0 引言

高等学校的计算机类、电子类、机械类、电气类等专业均开设了《单片机原理与应用》课程，该课程既是一门重要专业基础课，又是毕业设计等教学环节中的重要手段。《单片机原理与应用》课程的特点是概念多、名词多、连惯性强、内容抽象。实践教学是该课程教学中不可缺少的重要教学环节，它在培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力方面，起着极其重要的作用。

1 实践教学改革的必要性

《单片机原理与应用》课程的实践教学包括实验、课程设计和毕业设计等环节。传统的实践教学模式存在着较大的局限性，既不能充分体现专业的特点，也不能紧跟时代发展的要求[1]。

首先，在《单片机原理与应用》课程的教学过程中，实验教学依附于理论教学，没有把实验教学与理论教学放在相同重要的地位来考虑，在实验教学过程中，学生是被动的、从属的，只要按照老师讲解的过程和实验指导书上的接线图进行，不用动脑就可以轻松完成实验。

其次，实验设备利用率低，资源浪费严重。单片机原理与应用课程一般安排64 学时左右，其中16 学时为实验教学，实验箱上的实验只开设一小部分，大部分浪费了。

最后，传统的是通过学生独立完成某一课题的设计、安装和调试来完成的。而这样的课程设计形式单一，只局限于做好的功能单一的印刷电路板，没有考虑到不同类型的学生自身的条件和今后中实际应用中对电子技术应用的需求，缺少与工程实际问题相结合的综合性、研究性内容，不利于学生综合能力的提高。

2 改革的措施

《单片机原理及应用课程》是一门理论与实践紧密结合，实践性很强的专业基础课程，既涉及硬件，又涉及软件，既涉及电子技术，又涉及计算机技术等相关应用领域的专业知识[2]。单片机原理与应用课程》的实践教学不仅体现在实验教学方面，还体现在相应的课程设计、毕业设计和大学生电子设计竞赛等多个实践教学环节中。通过这些实践环节，学生不仅可以进一步巩固所学的理论知识，而且还可以提高学习兴趣、锻炼实践能力，不仅促进了理论教学，而且为学生将来走上工作岗位打坚实的实践基础。主要的实践环节改革措施如下：

2.1 实验教学

实验教学与理论教学往往是同步进行的。实验教学过程中我们主要进行了两方面的改革：一是，改革实验的内容，保留原来理论验证实验基础上，又增设两大类实验：综合性实验和设计性实验。学生可以根据自己的兴趣选做增设的综合性实验和设计性实验。在做这一部分实验时，学生可以根据实验任务书的要求和实验室的具体条件，自主提出设计方案，并到实验室完成实验。通过设计性实验激发学生做实验的兴趣和主动性，锻炼了学生的设计能力和动手能力，深化了对理论教学内容的了解，更好的促进 了理论教学。二是，实验内容的优化和整合，由于实验学时有限，只有8 个实验，共计16 学时，如果不进行实验内容的优化和整合，有的实验内容就可能兼顾不到。实验包括必做实验和选做实验，确保学生既要达到 最基本的实验要求，又可以有一定的选择性和灵活性，这样的安排收到了较好的教学效果。

2.2 课程设计

课程设计是继理论教学和实验教学后的又一项重要实践教学环节，其目的要求学生掌握基本的《单片机原理与应用》的设计内容和设计方法。由于课程设计一般安排的时间短，任务重，具有一定的难度，实际上在设计中所涉及的基础知识和技能是在学习日常学习中积累起来的，课程设计是对学生平时所学知识和技能的一种综合运用的形式，是对他们所学知识的检验。因此，重新优化课程设计时，要改变过去教师一揽到底的做法，放手让学生自己去做，学生要完成一个课题设计，首先要遵循理论设计，其中包括方案选择、电路设计、参数计算等，然后是确定实现方法、元件选择和搭建这样一个原则。因此在设计过程中，我们做的改革主要有两点：一是，只给出学生设计的课题，让他们根据现有的设备和仪器自己选择方案，题目多个，学生可以任选其一，这主要取决于学生的兴趣、爱好、专长。二是，实现的手段可以学生自选,例如学生可以选择雕刻电路板或用Protues 仿真等验证自己的设计方案。为此实验室要提供多种的实现手段。指导教师只须检查学生电路设计是否合理，操作结果是否符合题目要求，这样学生就由被动转为主动。教师只起引导和启发的作用，从而充分调动了学生的积极性和主动性，加强了学生的自学能力、主动思考能力和创新能力的培养。利用课程设计，进行系统设计，使学生将各章学到的知识进行综合归纳，提高学生对单片机应用系统的认识和应用水平。

2.3 电子设计大赛

积极鼓励学生参加大学生电子设计大赛，进一步加强对单片机和扩展功能的实际应用，使学生以比赛为契机充分的将理论知识与实践相融合，解决了大量书本中未曾提到的问题。我们通过对这门课程几年的探索和对应用型人才的培养模式的实践，充分调动学生学习的积极性。在实践过程中，不断启发学生寻找解决问题的办法，培养提出问题、分析问题和解决问题的能力，培养独立工作的能力，使实践教学更具实用性。

《单片机原理与应用》课程的工程实践性较强，必须在重视理论教学的同时，重视实践教学，使学生通过实践环节的锻炼，更好地掌握单片机的理论知识和应用技能。在实践过程中，不断启发学生寻找解决问题的办法，培养提出问题分析问题解决问题的能力，培养独立工作的能力，使实践教学更具实用性。

3 改革的成效

《单片机原理与应用》课程建设紧紧遵循本校“培养工程应用型人才”的人才培养模式，通过实践教学的改革不仅提升了学生对本课程内容的理解，同时锻炼了学生的动手能力。通过改革，从教学思想、实践教学手段和教学条件上都作了很大的改进，由演示性、验证性实验向设计性和综合性实验发展，由封闭式实验室管理向开放管理发展，课程设计由题目和实现手段单一向题目多样和实现手段多样发展，由教师主导实践活动向发挥学生自主性发展。学生通过这些锻炼，加深了理论教学内容的理解、提高了动手能力，最主要的是许多同学由此激发了学习兴趣，从此走上专业研究的道路。

4 结束语

《单片机原理与应用》是一门内容丰富、理论抽象、实践性强、发展较快的课程，是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课，该课程学习的好坏，直接关系到其他专业课程的学习。理论与实践证明，加强实践环节、充实实践内容对于提高整个课程的教学水平有着很重要的作用。本文总结了单片机原理与应用课程实践教学在我们学校改革的一点体会，希望抛砖引玉，与同行切磋以提高教学水平，共同为我国教育事业的发展做出贡献。

［1］张建坡，赵书涛，贾秀芳.电气与电子综合课程设计改革的初步探讨[C]//北京： 第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集.2007.

［2］齐志才，主编.MCS-51 系列单片机原理及接口技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.