新形势下单片机原理及应用课程教学改革探索

李晓娟 郑丽媛 秦国庆

河南科技学院 河南新乡 453003



新形势下单片机原理及应用课程教学改革探索

李晓娟 郑丽媛 秦国庆

河南科技学院 河南新乡 453003

摘 要：针对新时期高水平本科专业人才培养模式的分析，结合单片机原理及应用这门课程理论抽象及实践性强的特点，从优化教学大纲、精选教学内容、创新教学方式、改革考核方法四方面入手进行教学改革。如此，不仅可以提高学生的学习积极性，培养其分析问题、解决问题的能力以及创新能力，同时也能有效提高高校的就业率和就业质量。

关键词：单片机；教学改革；教学实践

随着我国智能化水平的提高，一方面给人们的生活带来了诸多便利，另一方面也对当前向社会输送专业技术人员的高等院校的培养模式提出了挑战。单片机原理及应用作为工科本科院校的重要课程，是电气工程及自动化专业、自动化专业、机电一体化等相关专业的一门专业基础课，是一门理论和实践结合很紧密的一门课程，也是本科院校学生参加大学生电子设计大赛首选的方式。对于电子类专业的学生来说，掌握好单片机这门课程，不仅能够很顺利的做好毕业设计，提高自己的就业竞争力，同时还可以培养良好的工程素质，为以后的工作打下一个很好的基础。但传统教育多采用灌输的方式，学生积极性不高，缺乏一定的创新性，为了有效提高学生学习的积极性，提高就业的竞争力，为社会输送素质高、能力强的复合型人才，本文将从以下四方面对该门课程进行改革。

1　优化教学大纲

教学大纲决定了本课程的培养目标及知识点，是教师教学的重要依据，在教学过程中起着举足轻重的作用。我们结合本门课程的性质及学生的特点，以掌握知识为基础、培养学生的综合素质为根本、提高学生自身竞争力为目标修改教学大纲。

单片机是一门应用性极强的课程，随着电子和计算机智能化的发展，以单片机和各种微处理器为核心的新产品层出不穷。结合时代发展的需要，我们及时更新所用教材，选用新版的、内容较丰富的教材。在这我们选用由李建忠教授主编、由西安电子科技大学出版社出版的《单片机原理及应用（第三版）》教材，该教材将单片机抽象的理论与我们的实际生活结合起来，一方面可以提高学生学习的热情；另一方面把单片机相关内容很好地给大家阐述出来。同时，在内容的安排上还讲述了关于单片机应用系统的设计与开发及采用C语言进行应用程序设计等相关内容，使学生能够很好地采用单片机，同时结合已经学过的相关知识进行系统的开发与设计，体现了本门课程实用性、实践性强的特点，使学生的创新能力、实践能力和综合素质得到了提高，取得了良好效果。

2　精选教学内容

单片机课程作为一门专业基础课，一般设在大二下学期学习，对于学生来说已经学习过模电、数电、

C语言、微机原理等课程，有一定的基础。在内容上，一方面加强与前序课程的衔接，在讲授相关知识的同时，让学生自己根据实际情况对已学内容进行复习；另一方面，教师作为教学的组织者，要精选教学内容，删除课本中一些老化的、无关紧要的内容， 增加一些目前生活中、工作中利用单片机进行控制的典型案例或新产品，注重学科融合，把体现当代科学技术发展特征的、多学科知识交叉与渗透的趋势和动向反映到教学内容中来。同时，教师要紧跟时代发展，不断利用业余时间对自己进行 “充电”，要经常参加培训，深入企业考察，与业内人员交流，了解单片机的应用状况，刻苦钻研单片机应用新技术，掌握新器件的使用方法，以此来丰富、更新教学内容，提高自己的实践技术水平，扩宽学生的知识面，真正做到理论和实践相结合，使教学更切合实际。

2.1理论教学内容

对单片机这门课程来说，理论是基础，学生只有有了一定的理论基础，才能够进行实践，并在实践的时候更好地理解理论知识，从而将理论与实践很好地结合起来。对于理论基础知识，我们还是采用传统的课堂教学方式，由于本门课程比较抽象，对于大部分初次接触单片机的学生来说，根本不知道单片机是什么，更不用说其内部结构、工作原理等。针对此，我们在讲授本门课的时候首先要告诉学生单片机是什么，单片机能干什么，内部结构什么样，单片机如何工作，学好这门课我们能干什么。在此基础上，我们再向学生传授单片机相关的知识，如单片机的发展、分类、内部结构、工作原理、指令系统等。针对工科院校学生一般在大一学过C语言，在编程方面，我们简要介绍一下汇编语言的分类及简单应用，把重点放在如何利用C语言进行编程上面。因为单片机仅仅是一个芯片，随着单片机应用系统的发展，对学生的考察能力不再仅仅是编程能力方面，而更多的是对单片机硬件方面的考察，如外围电路的设计及元器件的选择上面，这时我们必须把教学重点放在单片机硬件的扩展上面，如行列式按键、数码管动态显示及液晶显示、存储单元及I/O口扩展单元（如8255/8155）、A/D、D/A转换以及通信单元等模块。

2.2实践教学内容

实践环节建立在课堂教学基础上，为课堂理论教学服务， 也是单片机原理这门课程的一个重要环节， 通过实践可以更好地培养学生动手能力、实际操作能力、学生之间的相互协作能力及创新能力。结合学校的实践条件及学生的实际情况，我们所开设的实践内容主要分为以下三类：验证性实验、综合性实验、创新性实践。

对于验证性实验，实验装置在其内部已经连接好线路，学生只需要进行简单的连线就可以看到结果，如流水灯等，形象直观，容易激起学生的兴趣，使学生能够主动地要求一些更具挑战性的项目。基于此我们结合教师的在研课题，借鉴历届电子设计大赛的题目，或者从日常生活中寻找与该门课程相关的资源，将其改良为综合性实验。当然，学生也可以结合自己的兴趣爱好，利用学校资源进行设计，从而提高实践动手能力，也能更好地将理论和实践很好地结合起来。但学生的实验课时毕竟有限，学院整合实验室资源，对不同层次的学生做不同的实验，通过建立创新性实验室，大学生创业孵化基地，同企业进行合作办学，进行暑期实践等形式，为学生参加社会实践提供更多机会。同时，鼓励学生参加全国大学生电子设计竞赛、各高校组织的电子类大赛、全国机器人大赛等活动。

3　创新教学方式

传统的教学方式多“以教师为中心”，整堂课都是老师在不停地讲，学生被动地听，属于“填鸭式教育”。由于本门课内容抽象，理论性强，对于很多抱很大兴趣学好本门课的学生，在听了几次课后很难理解相关内容，逐渐失去了学习兴趣，或者上课睡倒一大片，或者变成“手机控”，这样以后再想调动学生学习的积极性就很困难，对学生来说，也很难学好这门课程。在此，我们一改传统的教学方式，突出学生的主体地位，让学生由被动的听变为主动地学，在授课过程中，采用多种方式相结合，在理论教学的基础上突出实践性环节，注重强化实验、实践环节，突出实用性，在课时分配上大幅度提高实验课的学时数，便于增加学生动手实践机会，使学生在掌握知识的基础上，能力和综合素质也得到提升。

在授课过程中，我们要有效利用现代化教育技术手段，采用计算机辅助教学和板书相结合的方式，制作多媒体课件，用语言、文字、声音、图像等丰富的信息来描述抽象的概念，对重难点通过多媒体教学的演示，将枯燥的理论具体化、形象化。在内容选取上，结合当前最新应用技术，采用项目教学法，有效地运用了我们所学课程的那些知识点，并以此为契机设计教学项目。在设计项目时，结合当前单片机的最新应用技术，注意循序渐进、由浅入深，以学过的内容为基础，又要将本次教学内容融入进去，通过不断的教学实践与学生学习效果的反馈来对项目进行修改和调整。当然，在整个授课过程中要突出学生的主体地位，采用启发式、讨论式、研究式、案例式、情景教学式等教学方法，培养学生会学习、会思考、会探索、会解决问题的能力。

在课外，学习和借鉴世界先进的教育理念，教师开辟与课程配套的交流群，及时反映最新的科研成果并提供相关资料。学生可以将不懂的知识及时地反馈给老师，教师可以在论坛上答疑，这样，不但可以激发学生的兴趣，还促进了师生之间的交流，增进师生感情。对于学生来说，学生之间也可以互相切磋，可以活跃学习气氛，增进学生间的感情，同时也积累大量的有价值的素材，供学生参考。

4　改革考核方法

考核作为教学过程的最后一个环节，起着至关重要的作用。它不仅可以有效地评估学生的学习情况，促进学生学习的积极性，同时也可以使教师更好地掌握学生的学习效果，以便及时做出调整。结合本门课程的性质及特点，我们从学生出发，强调学生素质的全面发展，使学生树立科学的考试观，建立科学的多样化的考核体系，不仅让学生掌握所学知识，更是让学生学会学习，学会探索，培养学生的创新能力。

对单片机这门课程来说，理论是基础，在理论的基础上才能进行实践及创新能力的培养，因此，我们还是以传统的闭卷考试来考查学生对于知识点的记忆和理解，在此前提下，给学生布置一些课外论文，要求学生亲自动手查阅资料，将学到的知识和查到的资料更好地联系在一起，同时教师要指导学生利用图书馆的相关数据库进行资料检索和期刊查阅，进行论文的书写等， 这样可以有效提高学生的写作能力，对后续课程的学习和继续进修都有很大的帮助。由于本门课程应用性强、实践性强，对学生的动手能力要求比较高，所以，考查学生的实验动手能力，也作为期末成绩的一部分。

5　结束语

通过对单片机课程的改革和实践，使我们深刻认识到教师应该不断学习新的知识来武装自己的头脑，不断更新教学观念和教学手段，不断提高专业综合业务水平，来充分调动学生学习的积极性和创造性，培养学生的创新能力，提高学生自身的核心竞争力。同时也能有效提高高校的就业率和就业质量。

参考文献

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［2］ 嵇萍，徐香梅.面向创新能力培养的单片机课程教学改革探索［J］.苏州市职业大学学报，2014（1）：82-83.

［3］ 王晓磊，李晓丹.单片机课程实践性教学改革的探索［J］.辽宁工业大学学报：社会科学版，2012（1）：131-132.

［4］ 刘瑞涛.基于电子设计竞赛的单片机课程教学改革探索［J］.创新教育，2014（4）：165.

［5］ 莫莉，赵悦，董万福.“单片机原理”课程教改探析-以成都大学工业制造学院为例［J］.教育与教学研究，2010（1）：99-101.

收稿日期：2015-12-05

作者简介：李晓娟，硕士，助教。

基金项目：河南省高等教育教学改革重点研究项目（编号：2014SJGLX053）。

Reform Exploration of the Single Chip Microcomputer Principle and Application Course under the New Situation

Li Xiaojuan， Zheng Liyuan， Qin Guoqing
Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang， 453003， China

Abstract：In view of the analysis of talent training mode of high level undergraduate professional talents In the new period， combined with the abstract theory and strong practicality of the course about principles and applications of SCM， the paper carry on teaching reform from the four following aspects： optimization of Syllabus， selection of teaching content， innovative teaching methods reformation of evaluation methods. In this way， it not only can improve the students' enthusiasm for learning， the ability of analyzing issues， the ability of solving issues and innovation can be developed， but also can improve the employment rate and quality of colleges and universities.

Key words：single-chip microcomputer； teaching reform； teaching practice