单片机应用型人才培养教学改革探索

史学梅

摘要：从单片机角度分析了二本院校培养应用型人才时面临的主要问题，阐述了课程安排、教材使用、理论教学、实践教学、学生的兴趣、对口生培养、普高生培养等存在的主要问题。最后提出改革方案：教材的选择，不同学生应该采用不同的培养计划，要体现因材施教，理论教学改革、实践教学改革及实验人员改革。

关键词：单片机；应用；教学；改革；实验

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-1580（2017）06-0086-03

随着机器人时代的到来，将需要越来越多的机器人人才，而单片机是机器人方向的核心专业课，单片机也是电子专业、物联网专业和嵌入式方向的重要基础课。单片机应用在日常生活中随处可见，如报警器、温度控制仪、数字电视等，而且每年国家级和省级比赛都有单片机或电子设计大赛。当今社会最需要应用型人才，参加单片机或电子设计大赛也需要掌握单片机应用技术。单片机传统教学培养出来的学生实践动手能力很差且理论知识也欠缺，为了培养单片机应用型人才，单片机教学改革迫在眉睫。

一、单片机教学现状

1.课程安排与教材

学校培养方案不合理，课程安排不当，单片机课程被安排在和微机接口技术、汇编语言一起上，又和微机接口技术、汇编语言同一学期同时上，而且在计算机组成原理前面上。学生前期的基础没打好，微机接口技术还没上，很多理论也没学，对芯片引脚等概念是空白；汇编语言基础也没有；对计算机内部工作原理和基本组成原理也不了解。教材也没有针对性，电子专业和计算机专业教材没什么區别，且都较繁杂，没有量身定做的教材。

2.理论教学与实践教学、基础与兴趣

学生专业基础课学得不扎实，如模拟电子技术比较难，学生普遍反应学得不行，即使是电子专业学生模拟电子技术基础打得也不牢，这影响后继课程学习，学数字电路困难，直接导致学单片机更迷茫，自然没学习兴趣。且学校的单片机理论教学按传统的教材和大纲编排，理论课时远大于实践课时。结果单片机课程上完了很多学生还是一知半解。

理论课较多又很枯燥，这很难激发学生兴趣，且实践教学既教条又流于形式，其基本上都是每部分知识的独立验证或设计。

3.对口本科生与普高本科生教学

对口生指的是中等职业学校、职业高中的部分学生参加对口高考考取大学的学生。学校有普通高中考进来的本科生（以下简称普高生）和对口高考考进来的本科生（以下简称对口生）。对口生也普遍反映理论课难学，对口生和普高生所学的课程如模拟电子技术、数字电路、微机接口技术等都用一样的教材。对口生本来中学数学、物理基础就薄弱，且对口生计算机专业女生比较多，女生对硬件感兴趣的相对比较少，又因为单片机理论也比较抽象，故她们对单片机课很难产生兴趣。

4.实验室人员现状

在二本高校里，实验室人员会选择转岗，转到专职教师岗或行政岗等，同时职称也由实验系列转成其他，如从实验师转成讲师等。还有一种奇怪的现象：把实验人员拿去补其他岗位空缺，其他哪个岗位需要人就把实验室人员调过去，部分实验人员不能从事实验工作，造成张冠李戴现象也很普遍，更没有专职实验老师，实验课全部由上理论课的老师兼任，实验人员几乎每个系都缺，一方面把实验人员调离实验岗，另一方面又招实验人员。

二、单片机教学改革探索

1.课程安排与教材改革尝试

学校应该调整培养方案，把汇编语言安排在单片机前面开课，微机接口技术也应该安排在单片机课程前面开课，汇编语言和微机接口技术学完后再开单片机课。学习过8086、8088、输入输出概念及程序设计方法、中断基础，同时学习过微机接口基本知识、微处理器、地址译码技术及存储器接口、DMA技术、定时/计数技术、并行接口、串行通信接口、总线技术等，为学生单片机的学习打好基础。

不同专业使用的单片机教材侧重点应该不同，因为机电、电子、自动化专业对电路设计要求高，故应该选用对电路设计重点介绍的教材；而计算机相关专业注重软件设计及应用，应该使用偏软件应用的教材；但物联网嵌入式方向对硬件设计有要求，应该选择对硬件设计做部分介绍的教材。

2.理论教学改革尝试

单片机前导课程应该做为重要的专业基础课，如模拟电子技术应该增加实践环节，数字电路可做一些综合性设计实践，加强基础知识学习。单片机教学应该打破传统教学理念，不能以书本上每章零散的知识为依据独立授课，而应以项目驱动为例，在项目中穿插相关概念、程序设计方法与指令结构、单片机硬件构成及原理等。

3.对口本科生与普高本科生并发教学改革

对口生和普高生各有各的优势和弱势。对口生学习技能能力和组织领导能力比普高生占优势；但是普高生的文化基础比对口生好，普高生理论学习能力普遍比对口生强，但普高生学习技能能力比对口生弱。

对口生和普高生培养方案应该体现因材施教。对口生应先打好文化课基础，然后注重技能实操训练。单片机应该增加实践课时，对口生多做实践项目，且做实践项目不能流于形式，不能只写一篇项目报告，应有具体的项目成品并演示。普高生文化基础不用补，对他们理论教学适当深入一点，然后再对他们加强实践教学。对口生偏实操，普高生稍偏理论。

计算机专业对口生女生多，且女生大多不喜欢硬件，因此可让她们选择专业方向，爱好硬件的女生选择嵌入式方向，这部分学生单片机要重点系统教学；另外一部分学生选择其他专业方向，如软件工程方向，其他专业方向单片机做为选修课，这部分学生主要掌握单片机基础常识。

4.实践教学改革尝试

单片机现在理论课时是48节，而实践课时是20节，要以培养应用型人才为目的，就应该偏重实践，把实践放到最核心的位置上，实践课时应该增加，实践课时应该比理论课时多。实践也要有综合设计部分，综合设计项目的选择应该体现实用性。实训内容应该有难有易，对于基础薄弱的学生选做相对容易的实验，而学有余力的同学可选择有一定难度的实验题做。应该先让学生自己试着做实验，等本实验项目课快结束时再给参考代码等，否则学生会有依赖性，他们不自己探索而直接参考所给的资料。

单片机应该开设课程设计，要结合所学的理论知识设计选题，以应用为导向，以学生自主开展科研活动为指导组织单片机课程设计。现在其他课程设计是一人一组，单片机课程设计应该几个同学为一组组成一个团队，并选基础好的学生为组长，由队长负责本团队同学分工，如有负责系统分析的、有负责硬件电路设计的、有负责软件设计的、有负责测试的，大家相互协作共同完成本队项目。通过分组课程设计可培养学生团队凝聚力，培养学生组织领导能力、培养学生科研创新精神，也为学生后继课程学习打下坚实基础。

兴趣是最好的老师，应该先安排学生到实训基地参观，学生产生学习兴趣后，他们学习单片机会很钻研。

应该适当增加实训经费。现在实验室投入的经费不少，但多是投入在物联网实验室、智能交通沙盘、网络工防方面，而单片机实验或教学用的示波器、烙铁、洞洞板、弹性小按键、杜邦线等都没有，应该增加单片机实训耗材经费投入，实验室应该备一些LED灯、电路板等供师生实践所用。

可让部分有潜力且爱好单片机的同学从大一下学期开始进入实验室，提前实践单片机，并适当指导，等到大二、大三这部分学生应该基础不错了，可以参加些单片机竞赛。

5.实验室人员的调整

应该彻底改变实验室实验人员现状。实验人员没有地位、待遇也不高、工作条件和环境又比教师差且要坐班，他们才选择转岗；也有部分实验人员想从事实验工作，却被调走从事其他工作，这是学校决策的缺失，也磨灭了实验人员的工作激情，再不改革将无法适应现代化科技发展。

实验人员工作环境差，计算机、实验箱、开发板、沙盘等都会产生和发出电磁射线和电磁波等辐射，另外实验室各种设备还会有噪音、紫外线、红外线以及可见光等多种污染。应该提高实验人员的待遇，以待遇留人、感情留人、环境留人。实验人员被调去填补其他岗位的应再调回实验室，实验人员就应该从事实验工作；为了提高实验人员的业务水平，应当提供机会培训实验人员。不能所有实验课都让理论课老师兼任，应该配备专门的实验老师从事實践教学工作。

三、结束语

随着信息化社会的进一步发展，智能化程度越来越高，单片机应用也渗入到各行各业，将急切需要大量单片机高水平应用人才，要深化单片机教学改革，应该打破传统教学理念，既注重理论教学，又加强实训操作，在实践中进一步完善教学改革，不断创新，才能实现单片机高素质应用人才培养目标。

[参考文献]

[1]曹小玉，吕勇，浅议应用型本科实践教学存在的问题及对策[J]，文教资料，2014（01）

[2]闫志利，付陈辉，藏臣尉口招生高校中职生源与普高生源学生素质状况比较研究[J]，职业教育研究，2014（11）

[3]郭天祥，单片机原理与应用[M]，北京：电子工业出版社，2014

[4]曹建树，代峰燕，李明利，应用型工科院校单片机课程教学改革与实践[J]，实验室研究与探索，2012（03）

[5]刘喜双，王知强，王玉峰应用型本科院校单片机课程建设的研究与实践[J]，煤炭技术，2012（12）

[6]李敏，从电子竞赛看三本院校单片机课程改革[J），电子世界，2014（08）

[责任编辑：马妍春]