单片机的体验式学习课程教学探索

摘要：本文探讨对单片机课程教学进行改革，提出单片机的体验式教学方法，通过对课程内容的规划梳理，加大课程实验环节，结合课程教学进度，利用教学开发实验板安排实验，实验从元器件的组装焊接到编程调试完成，提升了同学对课程学习的兴趣，加深了同学对课程内容的理解，促进单片机教学效果的提高。

关键词：单片机；体验式；实践性

单片机课程是机电类专业的主干专业课程，据统计这些专业的毕业设计课题中有30%以上的课题与单片机内容相关，由此也可反映出单片机课程在专业课程中所处的地位。

在以往的单片机课程教学中，学生普遍感到这门课内容枯燥，抽象，摸不着头绪，感觉比较难学，分析其原因与教师在教学过程中没能针对课程的性质，采取有效的数学手段和方法有很大的关系。

单片机课程是一门应用性、实践性很强的课程，如果仍采用传统的单一的课堂教学加简单的验证实验，则学生参与度不高，不能激发学生的学习兴趣，学生也不可能真正理解并掌握课程内容，既然单片机课程的实践性强，那就从实践入手，精心设计实践环节，引导学生一步步进入到课程内容中来，在实践中学，在体验中理解，从而提高课程的教学效果。

1 体验式教学方法设计

根据单片机课程教学大纲的要求，重新整合课程内容，放弃以往教学进程安排，加大实践环节的设置，特别是改变以往实验教学在试验箱上做验证实验的方法，结合课程内容及课时安排，设计开发专门的实验板，课程实验从实验硬件电路的组装焊接开始，结合课程内容的进展，设置对应的实验内容，课程内容进行到哪部分，硬件电路就组装到哪部分，同时进行相应部分的软件设计。

课程讲授内容与实验内容的设计方案之一：

课程当前进度：I/O口应用及扩展。课堂教学已完成单片机IO口构成及应用介绍。

实验内容安排：本实验完成利用3个IO口驱动2个LED发光二极管及蜂鸣器的硬件电路焊接组装及编程。具体步骤：

（1）按照原理图（如图）完成相关器件的焊接。

（2）编程实现D1D2闪动，BB发声。

课程讲授内容与实验内容的设计方案之二：

课程进度：键盘构成及应用。课堂教学已完成按键扩展方法及应用介绍。

实验内容安排：本实验完成4个独立式按键的硬件电路的焊接组装及编程。具体步骤：

（1）按照原理图（包含有按键扩展部分）完成按键扩展器件的焊接（在前面的电路里扩展4个独立式按键）。

（2）编程实现通过按键对单片机的控制（改变LED点亮方式或LED数码显示器内容）。

按上述原则，课程安排了10个实验项目，每个实验有与本次实验相关的硬件元器件的焊接组装，目的就是让学生熟悉硬件电路，改变过去面对试验箱学生基本不清楚用了哪些元件的弊端，而每次实验需要焊接的元件不多，有的实验可能只需焊接3-4个元件，这样也间接影响到学生，让学生感觉到单片机控制电路也并不是很复杂难以掌握，当课程结束时一个完整的开发实验板呈现在学生时，学生也会有一定的成就感。

通过这样对实践实验环节的设计，提升了同学对课程学习的兴趣，拉近了同学与单片机这样枯燥内容的距离，加深了同学对课程内容的理解，促進单片机教学效果的提高。

2 体验式教学效果分析

单片机课程在专业设置的课程中占有很重要的地位，无论是在毕业设计还是各类设计竞赛，以及学生的将来就业中单片机知识都有很广泛的应用，因此，提高单片机课程的教学效果，也改变以往单片机课程不及格率较高问题，让学生通过课程的学习掌握基本的单片机知识和基本的开发方法是非常必要的。

对单片机实验环节的改革，是改变和提高单片机教学效果的有效途径之一。对相关班级采用这种体验式教学方法后进行的问卷显示，学生对这个改革是非常欢迎的。

参与问卷学生人数55人，以下是问卷中的2个问题统计：

（1）本课程的实验环节对你的单片机学习帮助如何？

A作用不大，不如理论教学；（0）

B有一定帮助；（7）

C帮助很大，通过实验掌握了很多；（48）

（2）你觉得安排的实验课时数如何？

A课时偏少； （9）

B课时适中； （44）

C课时偏多； （2）

问卷共设置了15个问题，通过统计看，学生普遍对这样的教学方式是欢迎的，教学过程中也可以体会到学生学习的主动性是很高的，对于课程的学习兴趣也是浓厚的，期末考试的优良及及格率也有显著的提升。

3 结语

在有限的教学时间里，如何能带领学生尽快进入课程内容，尽快建立起对课程的学习兴趣，是提高教学效果的一个关键环节，特别是对于单片机课程这样实践性很强的课程，如果不能将学生尽快引导到课程内容中来，哪些枯燥抽象的理论概念就会使学生产生一种莫名的抵触，便会给课程盖上难学难掌握的图章，这样的结果就是一种被动的学应付考试的学，自然不会有好的学习效果。让学生从体验入手，结合课程内容进度安排实验，每一个实验从硬件设计开始，经过元件的焊接组装，软件的编程调试并成功运行而完成。这样的教学设计，能使学生更贴近实际应用系统的开发过程，也必定会促进学生对课程内容的掌握。

参考文献：

[1]牛分中，宋风娟.高校单片机课程实践教学的改革与探讨.教育与职业，2008（21）.

[2]李国兴，牛雪娟.单片机基础与应用.浙江大学出版社，2013.

通讯作者：李国兴（1961-），男，副教授。