基于单片机课程的“教、学、做、练、研、赛”六步教学法探索与实践

徐忠根+蒋琳

摘 要：本文从单片机课堂教学改革出发，结合笔者十多年的教学体会，针对目前单片机课程教学存在的问题，提出了一种“教、学、做、练、研、赛”六步教学法，并在课程教学中进行了实施。六步教学法激发了学生学习兴趣，培养了学生较强的实践动手能力、创新能力、工程应用能力，提高了学生专业综合素质，取得了良好的教学效果。

关键词：单片机；教学改革；六步教学法；应用性

中图分类号： TP368.1-4；G642 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-100-2

0 引言

单片机技术是目前电子技术领域PLC、嵌入式、单片机三大主流技术之一，单片机在国民经济、生产、生活中已经得到了广泛而深入的应用。单片机教材种类繁多，版本五花八门，传统的教材以汇编语言教学居多。在教学方法和教学模式上，国内各高校具体实施时也是各有特色。在培养学生的单片机应用能力方面，每个老师的重视程度以及学生最终的学习效果也是参差不齐。但有一点大家都必须承认，很多学生学完单片机后，不能灵活的应用到工程实践中，甚至到毕业时还不会用单片机做个小系统，这一点从学生的毕业论文和毕业设计中可见一斑。因此，剖析传统单片机教学存在的不足，改革教学模式和教学内容，探索出真正能够培养学生应用能力、达到理想教学效果的教学方法势在必行。

1 单片机教学现状及存在的问题

在传统的教学中，笔者和全国很多高校教师一样，采用的教材为纯汇编语言教材，讲课过程是采用先理论后实验的教学模式，理论学时远远多于实验学时，比如80（理论）+16（实验），而且实验课一般安排在课程结束前的几个周进行。理论和实验严重脱节，实践环节给学生动手的机会太少，很多学生都是学的稀里糊涂，一知半解。考核方式一般都采用理论笔试闭卷进行，难以考查学生能力。这种传统方式已经严重影响了教学效果。存在的主要问题有以下几个：

1.1 教材选择落后，教学内容滞后

很多老师固守成规，不愿意尝试使用新教材，学习新内容。喜欢吃老本，用惯了汇编语言版本教材，而不愿换用C语言版本教材，在教学中重视汇编语言的教学，对于单片机各单元硬件模块、寄存器、功能指令讲解过于详细，导致学生难以理解，对于程序设计也仅仅是数据的运算、数据传送、寄存器的操作使用等，没有涉及什么实际应用项目。指令种类太多，难以记忆。学生没有学习兴趣，感觉枯燥无味，上课无精打采。

1.2 实验设备陈旧、实验内容选择不足以满足教学要求

很多高校的单片机实验设备，多为8051单片机实验箱式，且老化陈旧。这种设备一般会配带实验指导书，连线、原理、程序清单都会给出，学生只需要按照说明书连线，然后运行程序结果就出来了，没有什么实质性教学意义。开放性、设计性和综合性实验较少，学生没有机会按照自己的设计思路去动手实践，不能有效调动学生的积极性和主动性。

1.3 开发平台和学习用器件跟不上技术发展

有很多学校还在学8051单片机，外围器件还在用锁存器、AD、DA等，其实现在有很多单片机已经集成了很多外围电路，如STC15、STM32、PIC、STM8单片机等，开发应用起来很方便。在教学中，很多老师跟不上现代电子技术和芯片的发展，还在使用已经落后的芯片和开发手段，与现代企业生产要求已经脱节。学生学习后也用不上，导致学好无用的尴尬局面。

1.4 考核偏重理论，考核方式单一

多数高校在单片机课程考试方面，依然采用传统纸质试卷考试，基本是对单片机概念、指令和部分知识的片面考核，难以体现学生应用实践能力，即使考1OO分的学生，可能也不会编写一个简单的应用程序。笔者的一个2011级毕业生在答辩时曾告诉我，她连晶振都不认识，更不用说设计出类似点亮流水灯的简单项目了。可见学生的创新能力、开发设计能力、编程能力难以得到系统锻炼。

2 教学改革与六步教学法探索与实践

从以上教学中存在的问题可以看出，单片机教学改革已刻不容缓。高校要转型，高校教师也要转型，变则通不变则废。作为高校教师，要敢于改革、敢于实践和教学创新。

六步教学法具体内容及实施方法如下。

2.1 教

教什么？针对一门课程，这是任课老师首先思考的问题。我们要分清主次，抓主要矛盾，必须突出重难点。单片机课程教学，老师应该教给学生的知识主要是五个方面：①单片机最小系统，包括芯片引脚功能、晶振和电源、复位电路；②对单片机任意I/O口的操作，输出控制电平高低，输入检测电平高低，进行C语言编程控制引脚工作；③定时器/计数器，重点掌握最常用的方式2，学会计算初值，学会编写定时程序；④中断，包括外部中断、定时器中断和串口中断；⑤串口通信，掌握单片机之间通信、单片机与计算机之间通信、单片机与无线模块通信等。老师只要通过一定的手段和方法把这些核心知识给学生讲清讲透即可。

2.2 学

学什么？怎么学？这是学生要思考的问题。对于学生，关键要掌握住一门课的最重要内容，有些是必须学的，有些只需了解即可，甚至有些内容你没有必要关心。针对单片机课程，笔者认为学生在有限的时间内，只需要花精力学习芯片引脚使用、最小系统接线、会点亮LED、会控制数码管和液晶屏、会灵活利用中断和定时功能、会进行串口通信、无线模块收发等就可以啦。这些核心内容的学习，可以按照老师安排的项目，如流水灯、交通灯、数码管时钟、万年历、温湿度监测、无线遥控循迹小车等课内教学项目进行知识和技能的系统学习。

2.3 做

在理论知识学习和项目驱动教学中，老师可以再另外给学生布置一些学习任务，学生也可以根据自己的特长和兴趣在网上找一些实例，进行巩固和练习。在练习的过程中，有可能一个项目的设计制作完成，会涉及很多专业课程知识，这样又倒逼学生主动去复习过去所学知识，学生会带着问题去翻书、查阅相关资料等。锻炼了学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。

2.4 练

在“教、学、做”的基础上，学生基本已经掌握了单片机的基础知识和基本技能，然后，教师就可以引导学生拓宽思路，增大知识面，通过大量的工程项目反复练习，熟能生巧，练习的多了，设计的项目多了，会使学生获得一定的成就感，就会激发学生的求知欲望。

2.5 研

就是研发、设计和创新。不管是老师教，还是学生学，都不能总是拘泥于课内那几个简单的项目，简单的基础项目只是敲门砖。要想提升自己，就必须把目光瞄准市场、了解企业岗位真正需要的知识和技能、熟悉生产和生活中单片机控制系统的设计、开发和应用。

2.6 赛

教学中，教师可以组织小规模的单片机知识和技能竞赛、问题式和讨论式比赛，也可以举办单片机系统设计与制作大赛，也可以组织参加全国大学生电子设计大赛、机器人大赛和其他各种级别和形式的专业竞赛。通过鼓励学生参加比赛，能够检验学习效果，能够以赛促学、以赛促教、以赛促改，能够锻炼学生的竞争意识、激发学生创作潜能，培养学生的团队精神和合作精神，提高学生的职业素养和就业本领。

3 考核方式改革和后期能力提升

“教、学、做、练、研、赛”六步教学法在最后的考核方式设计上，要改变传统的纸质笔试方式，最好采用过程考核和最终项目考核相结合，依据学生平时学习和做项目的表现给出过程考核分，期末考试采用教师指定项目或学生自选项目进行考核，做到独立设计、独立制作和安装、独立编程和调试，然后进行成果答辩，最终给出项目考核分。

4 结束语

在教学中，笔者进行过深刻反思，到底怎么教才能让学生爱学、乐学呢？“教、学、做、练、研、赛”六步教学法是笔者在教学中的一点总结和体会，不能算是十分成熟和成功的教学模式，每个学校和不同的老师，想必都有自己的思考和看法，有道是教学有法、教无定法、贵在得法。但在教学改革中，没有终点，高校教师要不断创新、不断拓宽教学思路、更新教学方法和手段、提升教学能力和知识水平，才能跟上现代化教育发展步伐。教学改革，我们永远在路上！

参 考 文 献

[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2011，11.

[2] 鲁俊生.单片机课程教学改革的实践与思考[J].浙江万里学院学报，2003，4.