《单片机与接口技术》精品资源共享课的转型升级研究与实践

宋 跃 余炽业 胡 胜 谭爱群

（1.东莞理工学院 电子工程学院，广东东莞 523808；2.东莞理工学院 图书馆，广东东莞 523808）

《单片机与接口技术》精品资源共享课的转型升级研究与实践

宋 跃1余炽业1胡 胜1谭爱群2

（1.东莞理工学院 电子工程学院，广东东莞 523808；2.东莞理工学院 图书馆，广东东莞 523808）

为实现《单片机与接口技术》精品课程到资源共享课的转型升级，对省级精品课程《单片机与接口技术》在课程内容、课程建设、课程资源特色等方面进行了研究与实践，特别在资源特色上进行了重点设计，实践证明该建设是行之有效的。文中在介绍该课程持续建设、转型升级的指导思想、教学内容设计、教学组织安排、资源特色及实践过程的同时，重点讲述了拓展资源建设与实践情况。

单片机与接口技术；资源共享课；转型升级；资源特色

随着学校办学规格的稳步增长，我院电子信息、通信、电气工程、自动化、光信息科学与技术等专业学生人数不断增加。《单片机与接口技术》课程日益显得重要，为满足学生的就业能力需要，以及学校教学改革发展与教学质量要求，特别是国家级特色专业（电子信息工程）、教育部卓越工程师（电子信息工程专业）试点专业的实施，省精品课程《单片机与接口技术》需要转型为资源共享课。

1 课程建设基础

1.1 课程持续建设

《单片机与接口技术》课程团队从2002年开始历经校级重点、精品课程的立项和建设，2010年获广东省精品课程立项，2012获校级精品资源共享课程转型升级立项，2013年申报广东省资源共享课程转型升级。

多年来按照精品课程建设标准，对单片机课程教学进行了综合改革，在多年教学经验的基础上，自主研发了适合于单片机课程训练的课外实验教学系统，积极开展单片机教学改革和教育创新，在实践课程体系、教学方法和手段的改革等方面开展研究与实践，不断完善单片机课程训练教学体系的结构和内容，着力改善实践教学环境和条件：

1）完善课内实验教学平台。依托国家、省级教研教改项目、省级实验示范中心的建设，加大教学环境和实验设备投入力度，全面改善单片机的教学条件和环境，2012年新置教学实验单片机/微机多合一超强实验仪DICE-598kⅢ型100套、万用表UT60A-CN 100台，同时还调拨示波器DS5022M 22台、信号发生器SR1641B 22台充实单片机实验室。

2）打造单片机高新技术开发平台。依托我校获批“广东省新增硕士学位授权立项建设单位”的学科建设，增添单片机工程应用开发所需的高新装置设备，已购置单片机工程开发与应用的仪器与设备共169套（台），40个品种，共投入人民币256万元，进一步增强高新技术在单片机工程中的训练应用。

3）升级网站建设启动网络教学。4易其版本升级省级精品课程《单片机与接口技术》建设网站，建设较完善的课程基本资源，启动网络教学互动平台。

4）自主打造单片机课外训练的实践平台。从人才培养层次和人才培养规律出发，设计3大系列单片机实验板（入门兴趣系列、接口技术系列、综合开发系列），依据技术进展，与时俱进，先后自主研发出3种入门兴趣板，1套接口技术板，2套综合开发板，共计200余套，连续5年免费投入到学生课外学习训练。同时为满足课程设计需要，研发了课程设计系列板2种投放在课程设计实践教学。

5）成功实现《微机原理及应用》和《单片机与接口技术》的合二为一。为适应本科教学学时大量压缩的要求，将《微机原理及应用》和《单片机与接口技术》课程教学的合二为一，主编出版了面向应用型人才培养的《单片微机原理与接口技术》二合一本科规划教材，并开展了二合一的实验教学改革与实践。

1.2 转型升级为资源共享课的基础

经过“十一五”期间的建设和发展，《单片机与接口技术》课程改革的思路日趋成熟，立体化资源建设日益完善，多媒体课件、讲课视频录像、便携式实验装置与考核平台、题库等教学资源不断得到充实、越来越多的学生上网可以浏览到单片机课程的教学。

2012年，课程组就开始根据国家级精品资源共享课程建设要求，开展课程共享资源建设。根据基本资源和扩展资源的各项要求，结合课程已有资源，进行转型升级的整理、设计，完善了课程教学资源。

2 资源共享课程的研究与建设

课程教学指导思想：是“重理论强实践”，并通过“理论指导实践、实践强化理论”实现课程教学目标。通过课程的理论学习，使学生系统地理解和掌握单片机系统的基础理论体系、内部模块工作原理与功能、多种接口技术及构建单片机系统的知识结构体系；通过课程的实践训练，使学生掌握单片机程序设计和调试方法，训练学生进行单片机应用系统设计、开发和调试能力，以及培养和锻炼学生的知识运用能力、实践动手能力和工程设计能力。

课程教学内容设计：课程内容从体系上分为基本原理、汇编语言、接口技术、教学实验、创新与实践创新五大模块，每一模块分若干个教学单元，每个教学单元又涵盖若干知识点，从单片机的工作原理与组成结构、单片机功能模块、接口技术与应用以及设计案例等方面开展教学。实践教学包括课外完成的软件实验和包括内部功能和外部接口设计与应用的硬件设计。

理论教学组织安排：理论授课64节，微机基础知识有机地插入到单片机理论教学中，仿真与开发软件以课堂集体讲授与课外操作指导相结合，理论授课注重“四结合”，即经典技术与先进技术的结合、硬件与软件的结合、理论与实践的结合、仿真与实验的结合。

实践教学组织安排：采取课内课外相结合，课内实践包括实验教学内容（验证型、设计型、综合型）16节、课程设计1周，课外实践通过课外训练板、高新技术平台实施，企业导师通过企业项目参与课程设计的指导。

3 课程资源特色建设

1）打造单片机实训平台。即单片机课程实验教学、单片机课外训练、单片机高新技术应用3大平台，初步构建起较完善的单片机实验实践硬件体系。实现以能力培养为核心的教学内容任务化，学习过程工作化。自主打造的单片机课外训练平台，适应于工作过程导向的课程建设，为项目导向、案例教学提供了条件保障，使能力培养得以实现。配合开发的使用说明书和学习指导书、教学视频、课件，形成了本课程一体化特色教材。

利用实训平台，学生可以实现教学过程中的硬件电路搭建，配备计算机等设备后，可以在平台上实现软件编程、程序编译、仿真测试等教学内容，以全新的形式诠释教学内容。

选取课程组主编的普通高等教育“十二五”规划教材《单片微机原理与接口技术》为授课教材，将工作任务中所需的理论知识点进行解构，把握理论知识必需、面向应用设计的原则，使学生在完成工作任务的同时获取能力。对辅助教材的阅读和理解也是教学内容的重要部分，不仅引入了行业规范，而且为学生奠定了自主学习、正确参考技术上资源的能力基础。

2）教学课程录像特色。通过“四结合”实现面向应用型人才培养的《微机原理及应用》和《单片机与接口技术》的合二为一教学。

3）课程教学内容与时俱进，体现技术“前卫”。增加FLASH存储器、I2C、USB、1-Wire、串行A/D、D/A转换器、KEILC51、RROTEUS内容。

4）教学资源形式多样。包含基本资源和拓展资源两类。内容全面丰富，既有助于专业教师参考教学，也便于学生自主学习，业余爱好者也能够利用教学资源进行软件下载、课程学习、教学录像、实例制作、程序下载、实验实训。教学资源整体实用性强，突出应用技术的培训和开发能力的培养。

4 课程资源内容设计

1）基本资源主要包含：课程概述、教师介绍、教学大纲、教学资源、教案、多媒体课件、教材与参考书目、教学录像、自编讲义、作业/习题/试卷、实验/实训/实习资源等。

2）拓展资源主要包含：

①“单片机与接口技术”课程网站、网络教学平台、精品课程申报网站；

②作业系统、在线考试系统、辅导答疑系统、素材资源库、习题库、试卷库；

③器件资料库：含常用单片机器件、常用模拟数字IC、常用驱动器件、常用显示器件、常用传感器等多类常用器件的说明文件/规格书等资源；

④进阶资料库：包含单片机进阶学习的各类资源，包括单片机C语言的学习、AVR单片机的学习资源等；

⑤单片机学习3大系列板（入门兴趣系列、接口技术系列、综合开发系列）3代20余种板的整套技术文档（资源说明、电路图、实验程序等），供学生进行单片机学习及应用开发参考；

⑥创新设计资料库：包括学生创新选题目录、创新作品展示、创新制作设计报告、创新制作技术文档（电路图、源程序、演示录像等）、竞赛参赛作品展示、竞赛参赛作品技术文档等。

5 实践情况

5.1 拓展资源的建设与使用

课程团队进行电子学习系统平台和教育资源库的研究与开发。上挂有网络课程的电子教案、全课堂录像、每章的习题、试题、历年试卷（含参考答案）以及实验指导等教学资源。

平台根据实际教学需求，建设了素材库、作业库、试题库、试卷库、问答库等基础资源库，通过系统提供的检索工具，辅导答疑功能、在线考试功能、在线作业功能、交流论坛等，可以满足教学各环节的需求。

教师能利用系统平台提供的支持环境和制作工具实现教学的各个环节；学生可以在网络上进行新型的集体学习和自主学习。通过该电子学习系统的使用可以使教师在教学、辅导和实验中更具有创新性，同时也能更好地培养学生的认知能力和创新能力。目前已将平时作业、学习自测、辅导答疑等教学环节网络化，既能加强了教师与学生之间的交流互动，又能增强学生学习的兴趣。

平台支持协作式学习，学生可以和其他学习者进行讨论，对多种不同观点进行观察比较和分析综合，以便集思广益。平台按章节、知识点组建了一系列的测试试卷，学生可以进行自测自评，用于调整学习计划、选择学习策略，以提高学习效果，本课程及相关课程所有实验课的资料都在教学资源库中。电子学习资源库中丰富的课程资源、发展动态、前沿技术以及对相关专业网站的链接构成了大学生业余科研和竞赛的研发平台。

5.2 建立起多层次的实验教学体系

构建并实施与理论教学体系密切配合的实践教学体系——“基础实验+实训提高+课外创新+工程应用”。

课外实践：研制系列适合学生入门、提高、创新的单片机实验板提供给学生在宿舍/家里进行课外学习、验证单片机程序、自行设计实验项目。

课内实验：由验证实验、设计实验、综合实验+课程设计组成。

单片机开放实验室除每周固定时间开放教学实验外，学生还可以在课余时间利用实验室实验设备进行实验，提高理论教学水平和实践教学效果。

5.3 网络学习和资源库拓展了教学“时空”

建设了课程电子学习网站，系统平台提供了备课、上课、作业、答疑、评测、考试和管理的各项教学功能；资源库包含各种教学资源和构建了知识关联。同时还有交流论坛，便于师生交流互动。为学生提供自主性研究学习、实践创新、创业、学科竞赛的平台。

5.4 校企合作促进实践教学

近年“产学研”合作5项，以科研促教学，产学研结合紧密，突出实践教学地位，将单片机课程教学与学生的实践创新能力的培养有机地结合起来，精品课程建设合作企业“东莞龙昌数码科技有限公司”2012年获批为第一批国家工程实践教育中心。

6 结语

我们通过课堂讲授、作业、实验、课程设计、课内课外实践相结合以及辅导和练习相结合的方式开展单片机教学，通过校企合作，及时把单片机开发应用的新课题、新技术、新成果转化为课程教学资料，注重理论联系实际，取得了良好的教学效果。

本课程与欧美发达国家的高校相比，在教学方式和教学条件上有较大差别，如美国的单片机教材，主要介绍单片机芯片，接口设计与应用系统设计的介绍较少，国外课堂教学教师讲的少，学生需投入大量课外时间独立完成各种设计型的大作业，所以本课程建设在教育思想、教学模式、教学方法和手段、教学内容等方面还有巨大的研究与改革空间。

［1］ 国家精品课程［EB/OL］.（2008-03-25）［2014-02-25］http：//www.ruder.com.cn/WebCenter/item/part/gjjpkc.

［2］ 宋跃，余炽业，张志坚.单片机精品课程的实践教学改革［J］.实验室研究与探索，2009，28（3）：83-85，95

［3］ 张晶.精品课程建设的实践与思考［J］.黑龙江高教研究，2006（1）：143-146

［4］ 廖平.单片机实验教学的改革［J］.实验室研究与探索，2004，23（7）：36-38.

［5］ 陈德为，吴亦锋.《单片机原理与接口技术》课程教学的若干思考［J］.高教论坛，2005（4）：58-60.

［6］ 屈莉莉.“单片机原理”课程教改初试［J］.高等工程教育研究，2002（1）：85-86.

［7］ 徐敏，卢周平.单片机原理及应用课程教学改革与实践［J］.实验室研究与探索，2006，25（1）：82-84.

［8］ 张晴，刘为.单片机实验教学改革［J］.实验室研究与探索，2003，22（4）：27-29.

Research and Practice in Transformation and Upgrading of Fine Resource Sharing Lesson of Microcontroller Interface Technology

SONG Yue1YU Chi-ye1HU Sheng1TAN Ai-qun2
（1.College of Electronics Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China；2.Library，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）

This research studies the content，curriculum development，curriculum resources characteristics for provincial quality courses Microcontroller Interface Technology，and applies them to practice，with a view of fulfilling transformation and upgrading fine resource sharing lesson of Microcontroller Interface Technology，especially resources features being designed.This paper introduces continued construction of this course，guiding ideology of transformation and upgrading，teaching content design，teaching organizational arrangements and resource characteristics，as well as focusing Construction and practice of expanding resources.

Microcontroller Interface Technology，Resource Sharing Lessons，transformation and upgrading，resource characteristics

G642.0

：A

1009-0312（2014）05-0097-04

2014-07-15

广东省2010年高校精品课程建设项目、广东省2013年精品开放课程建设项目、东莞理工学院2012年教学研究与改革项目。

宋跃（1963—），男，湖南邵阳人，教授，主要从事电路与系统、电子测量与仪器、电子教学论等研究。