高职院校单片机应用技术课程教学改革与实践

李利珍

(濮阳职业技术学院 机电系，河南 濮阳 457000)

高职院校单片机应用技术课程教学改革与实践

李利珍

(濮阳职业技术学院 机电系，河南 濮阳 457000)

针对单片机应用技术课程在实际教学过程中存在的问题，从整合教学内容、创新教学模式、优化实验实训资源、完善课程评价体系等四方面阐述了对该门课程进行的改革与实践经验。

高职；单片机；改革与实践

随着单片机技术在智能仪表、工业控制、家用电器等领域的广泛应用，现代社会对单片机应用技术人才的需求日益增加，高职院校在电类、电气类、机电类等专业中均开设了单片机应用技术课程[1]。但在实际教学过程中，存在着诸多不足之处，制约了单片机应用技术人才的培养。对单片机应用技术课程进行改革势在必行。

1 目前存在的问题

(1) 课程内容落后，无法适应新技术发展的需要。从最早的Z80单板机问世算起，单片机技术已经走过了半个多世纪的历程，从8位单片机到32位ARM的推广演变；从人工编译到ISP在线编程再到计算机模拟仿真，单片机技术可以说是日新月异，飞速发展[2]。然而目前高职院校开设的单片机应用技术课程还是以上世纪80年代开始流行的8051系列单片机为蓝本，以汇编语言为编程工具，讲述片内各功能部件、典型硬件接口等应用技术。而对于各种新型数据传输接口技术、新型存储技术和最近兴起的3G嵌入式技术很少体现。教学内容滞后，所培养出来的学生无法满足实际应用需求[3]。

(2) 课程体系缺乏统筹安排，课程之间衔接不紧密。受普通高等教育的影响，传统的单片机应用技术教学一般均以学科体系为出发点，过于注重课程本身的体系结构和前后逻辑联系，过于讲究内容的系统性和完整性，但忽略了“可学性”、“实践性”，致使学生学得吃力，老师教得辛苦，教学效果也不好[4]。例如，为给后续的单片机编程打下基础，在电类专业中均开设有C语言程序设计课程，然而在实际教学中，由于在C语言学习中缺乏单片机概念，例子或实验均与单片机应用无关，为学C而学C，目的性不强，学生学起来枯燥无味。同样由于在学习单片机课程中，老师用汇编语言讲解单片机的结构、寻址、指令系统乃至外部接口。没有很好地使用C语言这一“利器”，学习单片机自然感到困难重重。

(3) 实验设备单一，实验内容缺乏创新性、趣味性。目前单片机实验大多是在高度集成化的实验箱或实验台上完成，由于实验箱电路的“隐蔽”性，学生无法理清硬件电路连接，实验时，只能按照实验指导书的要求和步骤，依葫芦画瓢，按部就班依次进行验证性实验，知其然不知其所以然，无法利用实验箱的资源进行创新实验[5]。加之，实验箱资源的不可扩展性，学生的创新性实验受到极大限制。严重影响了动手实践能力的培养，使学生缺乏创新精神[6]。

(4) 教学模式呆板，教学效果差。传统的单片机课程都是按照“理论讲授+实验+课程设计”的模式组织教学，教学以知识学习为主，以教学大纲为基准，以教材为基础，以教师上面讲，学生下面听为主要教学方式，按照教材章节顺序进行，先概述硬件，再介绍指令系统，最后是讲解功能部件应用。学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验[7]。学生感觉枯燥，不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力。

2 单片机应用技术课程改革与实践

2.1面向岗位需求，有机整合教学内容

根据高职的培养目标，对现有各门课程的知识点进行梳理，强调以学生的能力培养为主线，模糊学科体系及学科之间的界限，整合单片机应用技术教学内容。具体做法是：

(1) 教学内容情景化，以实际教学情境为载体，将理论与实践融为一体，将抽象的理论知识化解到实践应用中，让学生在学中做、在做中学，使得理论知识更加形象，便于理解和记忆，在对单片机应用中理解消化理论知识，力求做到符合高职学生的特点和认知规律。

(2) 简化单片机内部结构内容，让学生初步建立单片机可以自动运行程序代码、具有接收输入信号、输出控制信号的功能。对于单片机寻址方式、指令系统、汇编语言等实际应用性不强的内容可以选讲或不讲。

(3) 以够用为度，将C语言引入到单片机应用技术课程教学内容。用C语言编写单片机程序一方面可以不用涉及单片机逻辑结构、指令系统等一些理论强而实际岗位应用较少的内容；另一方面可以提高编程效率；另外由于在实际的单片机产品开发应用岗位中大多采用C语言编程，这样可以使学生较快进入“工人”角色。

(4) 注重实践、体现实用，讲究职业性，摒弃实用价值不高的内容。例如由于半导体技术的发展，单片机的存储容量越来越大，传统的存储器扩展内容完全可以删除；引入当前应用广泛的FLASH存储技术、IC卡技术、CAN技术、USB技术等最新的科技成果。

2.2建设教学做一体化教室，优化实验实训资源

(1) 基于让学生“在学中做，在做中学”的理念，我们在单片机实验室配备了多媒体教学设备，充分利用投影仪、模拟仿真等现代教育手段辅助教学，将实验内容和操作演示进行直观的播放，复杂而又关键的操作步骤可以进行多次的演示，相对于复杂的实物演示显得非常方便。

(2) 针对传统的单片机实验设备存在的弊端，我们开发了一套单片机实训系统，该系统主要由单片机核心板和若干功能模块组成。核心板上采用的是STC89C51单片机，该处理器芯片属于增强型8051，是51系列的兼容单片机，可以通过串行口从计算机上进行程序下载，大大简化了开发过程。围绕教学大纲，面向岗位需求设计了20多个功能，包括LED灯模块、交通灯模块、独立键盘模块、矩阵键盘模块、数码管显示模块、液晶显示模块、DS18B20温度测试模块、继电器驱动模块、电机控制模块、GSM数据通信模块、GPS全球定位模块等。功能模块之间相对独立，每一个功能模块与单片机核心板之间通过杜邦线相联，电路连接清晰简单，均可实现一定功能，整个实训系统具有功能强大、价格低廉、扩展性强等优点。

(3) 在实验室的每一台计算机均安装有PROTEUS和KEIL C软件，将单片机虚拟仿真技术应用于一体化教学。利用软件对单片机的工作原理和应用环境进行仿真，将课程中的理论与实践有机结合起来，保证了“教学做”一体化教学任务的完成，缩短了开发周期，降低了开发成本，提高了学习效果。

2.3实施项目驱动教学模式，循序提升学生动手能力

教学效果的好坏很大程度上取决于教学模式的好坏[8]。我们在实际教学中，打破传统的教材内容章节结构框架，根据电气或信息类专业的职业能力和职业素质的培养要求，设置了流水灯、电子表、智能小车、基于GSM的远程报警器等四个学习模块，这四个模块都有成熟的产品，每个学习模块都具有一定的代表性，对需要掌握的知识和技能都力求循序渐进，需要什么知识，就讲什么知识。使模块之间一环扣一环，既相互独立，又相互衔接，达到承上启下的作用，不断加大知识容量和难度，融理论与实践为一体，采用项目引领、任务驱动的教学模式，让学生在实践操作过程中，“不知不觉”获得知识和技能的提升。每一模块由教师根据当前教学目标设计并提出“项目任务”，针对所提出的项目任务，采取演示或讲解等方式，给出完成该项目任务的思路和方法，然后引导学生边学边练，完成相应的学习任务，获得相应的理论知识，提升分析、设计、组装等技能。也就是说，整个教学是将项目里的各个知识分解成一个个任务，学生以完成一个个具体的任务为线索。教师将教学内容隐含在单个的任务中，让学生以分组或独立完成任务的方式来领会和掌握学习的核心内容[9]。

2.4完善评价体系，客观反映学习效果

传统的以终结性考核为主的课程考核方式已不能适应单片机课程教学改革，建立基于过程的学生学习评价体系，对促进课程教学改革效果，提高教学质量有着重要的意义[10]。基于过程的评价体系以教学模块为考核单元、以行为过程考核为主线，将专业能力、方法能力、社会能力纳入到考核评价体系中，构建以过程为依据的动态积分体系。四个学习模块的积分权值分别为：10%、20%、30%、40%，每个学习模块的形成性考核由个人评价(30%)、小组评价(30%)、指导老师评价(40%)三部分组成，其中个人评价是指学生对自己在此项工作中的表现进行评价，这有利于学生成就感的形成、个性化的培养；小组评价由小组集体讨论后对其它小组相互合作与交流、产品的工艺、完成产品的功能等内容进行评价，小组评价可以提高学生的内省意识，提高学生的团队协作精神；指导老师评价由指导老师对学生完成的每个学习性工作任务的阶段性成果进行评价。

3 结论

针对当前单片机应用技术课程中存在的问题，结合本人多年的教学经历，笔者对单片机应用技术课程进行了大胆改革，并在2009、2010、2011三年的单片机应用技术课程教学中进行了实践。实践结果证明，学生的学习积极性、主动性得到极大激发，教学效果明显提高，在近年的高职院校大学生电子产品设计技能比赛中连获佳绩。随着单片机技术的飞速发展，课程改革要与时俱进，不断深入，不断创新，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，重视培养学生的实践能力和整体素质，探索出一条培养创新人才的新途径。

[1]董建怀.谈“单片机技术”课程教改[J].重庆科技学院学报(社会科学版)，2008(11)：202-203..

[2]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009(3)：80-81.

[3]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索，2010(5)：131-132.

[4]葛浩.单片机课程设计教学改革与实践[J].实验技术与管理，2011(10)：138-140.

[5]陈铁军.《MCS-51单片机原理与应用》教学改革探索[J].中国成人教育，2006(2)：129-130.

[6]王东升.单片机课程教学改革探索[J].职业技术教育，2009(23)：38-39.

[7]朱健，李兴宇.Proteus软件在单片机课程教学改革中应用[J].泰州职业技术学院，2011(4)：22-24.

[8]李鹏.浅淡单片机的教学改革[J].现代教育科学，2010(4)：124.

[9]杨青.单片机教学改革探讨[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2003(3)：48-49.

[10]倪志莲.单片机课程的实验教学改革[J].实验室研究与探索，2006(7)：843-844.

(责任编辑 周晓芸)

TeachingReformandPracticeonApplicationTechnologyofSCMinVocationalColleges

LILi-zhen

(PuyangVocationalandTechnicalCollege，Puyang457000，China)

This paper，aiming at the problems in the teaching ofSCMApplicationTechnology，elaborates the teaching reform and practice from four aspects of integrating teaching contents，innovating teaching mode，optimalizing experimenting and training resources and perfecting curriculum evaluating system.

vocational colleges； SCM； reform and practice

2014-01-10

李利珍(1964-)，男，濮阳职业技术学院副教授，工学硕士，研究方向:物理与机械电子技术。

G714

A

1671-4644(2014)01-0059-03