单片机实验教学改革之探索

边琰，耿丽清，赵丽

摘要：《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程，也是专业核心课程之一。如何在单片机课程教学中践行“知行合一”，提高学生的理论知识水平和实际应用能力，单片机实验课的教学效果起着关键作用。本文主要探讨了在单片机实验课教学中如何调动学生的积极性、调整和改进教学内容和方法、改革考核方式、改进实验室管理等方面的一些教学改革措施，以提高单片机实验课教学的效果，使学生的理论水平和实践能力得到全面发展。

关键词：单片机；实验课教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0243-02

我校的校训是“动手动脑，全面发展”，说的就是在教学中我们要讲究“知行合一”，即在“做中学、学中做”，用理论促进实践，通过实践提高理论水平。《单片机原理及应用》这门课程除了要让学生掌握较系统的理论知识之外，更重要的是培养他们对知识的理解和实际应用能力，而这种应用能力的培养，主要是通过单片机实验课和其他一些实践类课程如专业综合设计、电子课程设计、毕业设计等来完成的，所以，单片机实验课程的教学效果对掌握单片机的理论知识和应用技能起着关键作用。要使学生学好这门课，必须调动起学生的学习兴趣，安排合适的教学内容，给予学生充分实践的机会，改进该门课程的考核方式等。

一、目前单片机实验课教学中存在的问题

（一）学生重理论课、轻实验课，实验课程没有很好地激发学生的学习兴趣

要学好单片机的相关知识，除了熟练掌握单片机的理论基础，还要靠大量的实践来理解和深化相关的理论知识，熟悉单片机应用系统设计，积累编程经验。而部分学生在思想中，往往重视理论课程的学习，对实验课重视程度不够。在上课过程中，通常有这样的三类同学：（1）一部分同学能够按照实验要求，认真完成实验，对实验内容理解较深入。（2）一部分同学能够完成实验，但一般是依赖老师提供的例程，对实验内容仍一知半解。（3）还有一部分同学上课时对实验内容不认真钻研，不愿意自己动手练习，甚至有抄袭实验结果的现象，课堂利用率不高。在这三类同学中，第一类和第三类同学为数都不多，人数最多的应该是第二类。

反思以上的课堂现象，虽然有学生自身的问题，但也说明实验课程没有很好地调动学生的主观能动性，还没能有效激发起学生的学习兴趣。

（二）教学内容和方法需要改进

单片机是一门实应用性很强的专业课，单片机课程的实验应使每位学生在应用系统的设计、软件开发以及接口等方面都得到训练，实验课内容的安排也应该紧紧围绕理论授课的重点难点开展，内容的设置从简单到复杂，还可增加一些综合设计实验。但限于实验室条件，一般的单片机实验课都是使用现成的实验模块，实验课是简单的硬件连线和软件编程，很多时候学生还有实验例程可以参考，学生在单片机的应用系统开发设计方面锻炼机会有限，另一方面，教学内容过多注重验证性，而忽视学生的能动性，通常是在实验箱看一下结果，对现象背后的原因不去深入研究，实验以演示、验证项目为主，实验内容也好几年都没有变化，不能根据学生的情况灵活设置实验内容。课程结束后，学生虽然对单片机的基本原理及相关概念有所了解，但对这门课程至关重要的单片机应用系统的设计与调试技术，很多学生并没有掌握。

（三）考核方式有待改进

实验课程的成绩通常是依据学生的实验报告情况而定，对学生的实际实践能力衡量得不够。实验课成绩在整个“单片机原理及应用”课程中所占比例也不算多，这也是导致学生不重视实验课程的原因之一。

二、单片机实验课教学的改革举措

（一）实验课要能够激发学生学习热情，进而引起学生学习单片机的兴趣

首先，要使学生在思想上重视单片机课程的学习。由于单片机具备较高的性价比、良好的稳定性、体积小、功耗低等优点，其应用范围已涉及仪器仪表、过程控制、数据采集、信号处理、家用电器等各个领域。特别是在自动控制领域，正逐渐成为现场测量及控制的首选器件之一。正是由于单片机在现代社会中应用如此广泛，所以我们必须要学好单片机，而要学好单片机，不经过大量的实践是不行的，在思想上要让学生重视起单片机实验课。

其次，在实验课的过程中，要增强学生的参与度。对于一些系统不是很复杂的实验，我们鼓励学生自己设计实验系统。比如：对于单片机的并口实验，实验系统比较简单，就是一个单片机的最小系统外加一些电阻、发光二极管和按钮即可，成本不是很高，学习过电子基础的学生大多能完成这样的系统设计，而拿着自己开发的实验板做单片机的实验，学生会更有兴趣，学习的热情也明显提高。在教学过程中，不再给学生参考例程，鼓励每个学生在上课之前查阅资料，设计程序流程图，并编写程序完成实验，如果遇到问题就多和老师和同学交流，共同解决问题。通过自己开发单片机应用系统，学生对单片机的硬件系统和接口关系有了更深层次的了解，通过自己编程，使学生的程序设计能力也有了很大提高，更重要的是，学生对学习单片机有了浓厚的兴趣，以前课堂上的第一和第二类同学学习的效果都有明显提高，第三类学生的人数也明显减少。

（二）改进教学内容

1.结合本校学生特点和实验室条件的实际来编写单片机实验课教材，教材的内容配合理论教学重点难点内容，实验内容本身也可以前后关联。单片机实验课教材直接关乎教学质量的好坏。教材不应该是一成不变的，而是要根据学生的特点和对基础知识的掌握情况灵活而定。对于基础好一些的学生，可以让他们在完成基本实验后再增加一些内容，以加深对知识的理解，因此在教材中，要多设置一些思考问题。内容上也要紧紧围绕理论教学重点难点内容，比如单片机的并口、定时器、中断、接口扩展电路等展开，实验内容上循序渐进，注重各个实验内容间的前后联系。比如在并口实验中做了单片机通过并口控制流水灯的实验，那么在定时器实验中可以在并口实验的基础上增加对流水灯时间的控制，在中断实验中可以在定时器实验的基础上增加按钮中断的控制，这样学生在做后一个实验的同时复习了前一个实验的知识点，使学生能够对所学知识有一个比较系统的掌握。endprint

2.减少验证性实验，增加综合设计性实验的比重，鼓励自选实验项目。我校是在大学三年级的第一学期开设“单片机原理及应用”这门课程，以前所开设的实验内容基本上都是验证性实验，而作为自动化专业的大学高年级学生，他们已经有了一定的专业基础和实验能力，喜欢做一些有创造性的工作，对验证性实验已无多大兴趣，所以才会出现对实验课不感兴趣，盲目应付的问题。而通过增加一些综合设计性实验，特别是一些自选实验项目，学生可以寻找自己的兴趣点，通过查阅大量文献资料，对单片机发展的现状、相关技术有一个更深的理解，可以更好地掌握单片机的知识。还可以在电子课程设计、专业综合设计、毕业设计中加入单片机设计的内容，充分调动学生的积极性和主动性

3.实验内容的不断更新。单片机技术发展很快，并且很多时候都和其他热门技术相结合，如：智能控制技术、人机接口技术、传感器技术等，为此我们的实验内容也要适时地介绍这些技术，这样培养的学生才能适应现代社会的需要，在开阔学生知识面的同时，调动学习的积极性，进一步培养学生的创造能力。

（三）考核方式的改进

为了调动学生的主观能动性，提高学生的实践能力，实验课程的考核方式也要做一些调整。实验课程的最终成绩要根据学生的平时上课表现、实验报告和实际动手操作能力按一定比例综合评定，并且最后一项要占主要比例。实际操作能力可以通过给定题目的上机考核来完成，同时加大实验课成绩在整个《单片机原理及应用》课程中所占比例，使最终成绩尽量反映出学生的实际能力。

（四）完善实验室的管理

根据学校实际，可以设立开放实验室，增加课后对学生开放的时间，给予学生更多动手实践的机会。另一方面，学校也应当加大对实验室的资金投入，购买先进的仪器设备，满足实验课教学基本需要和教学内容的不断更新。

三、结语

以上是作者对单片机实验课程教学改革的几点思考，可能并不全面，对于单片机实验课的教学改革，我们还要继续努力，在教学过程中继续坚持“知行合一”的教学理念，使学生的理论水平和实践能力得到全面发展。

参考文献：

[1]李刚，等.新概念单片机教程[M].天津：天津大学出版社，2007.

[2]蒋存波，等.提高单片机教学效果的实验教学方法探讨[J].电气电子教学学报，2006，（6）.

[3]刘喜双，等.单片机课程实践教学改革探索[J].教育探索，2013，（8）.

[4]赵水英，等.基于应用型人才培养的单片机实践教学之思考[J].宿州学院学报，2012，27（9）.

[5]杨明新，等.结合电子设计竞赛进行单片机课程改革[J].实验科学与技术，2007，（8）.

基金项目：天津市普通高校教学质量与教学改革项目。

作者简介：边琰（1980-），女，天津人，硕士，讲师，研究方向：智能控制技术。endprint