应用型本科单片机教学改革探讨

邹云峰

（荆楚理工学院 湖北 荆门 448000）

应用型本科单片机教学改革探讨

邹云峰

（荆楚理工学院 湖北 荆门 448000）

根据新时期对应用型本科单片机技术人才能力的社会需求和单片机课程的特点，针对单片机原教学中存在的问题，从教学内容、方法和新教学技术引入等方面介绍了单片机课程改革的思路、内容、措施，着重体现“培养应用型人才”的目标，提高学生面向工程的应用能力和创新能力。

单片机；项目驱动；口袋实验室

1 引言

应用型本科教育以培养适应社会需要的具有扎实理论功底、熟练的专业实践技能和较强创新能力的应用型人才为目标。应用型本科教育在课程教学方面的主要目的应该是培养学生分析问题及解决问题的能力、实践能力和创新能力，而不仅仅要求学生具有丰富的理论知识。

随着计算机的发展，单片机作为其中的一个重要分支领域，以完善的性能、可靠性以及较高的性价比，在很多领域得到了广泛应用，其中包括工业过程控制、智能仪表、人工智能和智能家电等等。为了顺应工程实际需求和社会需要，单片机已成为相关工程领域必须掌握的一门基础知识，因此，高等院校很多工科专业（电子、机械和计算机）都开设了单片机技术课程，并把其作为必修主业基础课。

2 单片机课程教学中普遍存在的一些问题

（1）传统教学模式理论教学与实践教学脱节，理论讲授比例较大，用来引导学生入门学习的是大量晦涩难懂的基本原理，觉得这门课枯燥，学生主动学习的积极性不高。在整个教学过程中老师始终围绕基本原理，没有引人相关的案例进行分析讲解，学生不能理解单片机基本原理的作用，就无法真正去掌握理论知识，也培养不了学生对单片机的应用和设计能力，无法达到人才培养方案的要求，和社会对创新型人才培养的要求。

（2）单片机教学仅仅局限于单片机个体范围之内，各专业教学内容大同小异，不能将单片机教学同相关专业有机结合，无法把所学的专业知识和单片机有机的结合起来，学生只能孤立地学习该课程，造成很多学生在学完后不知道如何用单片机去解决问题。并且在编程语言选择方面，往往顾此薄彼，要么重视汇编教学，要么重视C语言教学，缺少专业导向性，对学生专业发展不利。

（3）目前单片机的实验设备都是实验箱，实验过程中通常只需要学生按照老师的实验要求设定好参数，或者调节预留开关，然后在实验箱或上位机上直接观察实验现象和测试结果，导致学生认为单片机系统就是单片机实验箱，对整个单片机系统的开发及应用没有一个完整的概念，根本不能为学生提供设计性和综合性实验的环境，更谈不上进行设计性和创新性实验。

（4）在课程考核方式上，采用与大部分课程一样的试卷考试的方法，学生通过死记硬背便能取得不错的成绩，这对于强调实践和应用的单片机教学来说，往往不能达到考核目的，反而对培养学生的技术技能和创新创业能力产生消极影响。

3 教学改革的相关探讨

单片机技术课程的教学设计以“产业需求、行业要求”为主要依据，教学内容组织以实际的应用为导向，以项目教学为表现形式，任务引领为具体手段。课程改革设计思路：

一是在保持基本课程内容的前提下，以项目设计过程为主线，按照项目设计过程和不同专业的需求来安排整合知识点，以完成项目任务为中心选取相关的理论和实践知识，将知识和技能相融合。改变以往的“填鸭式”教学，搭建教学平台，提高学习兴趣，注重实践和动手能力和创新能力的培养。二是教学过程中合理采用翻转课堂和探究法等教学方法。三是引入口袋实验室，使学生实践条件更加便利和完善。四是充分利用现代教学技术手段。五是在课程考核方式上进行理论知识的考核的同时更注重实践能力的考核。

（1）整合教学内容

单片机技术课程的教学顺序大多是按照单片机相关的基本概念、片内核心的硬件系统、指令系统、汇编语言程序设计、片内功能部件、片外接口技术。按照这样的顺序安排教学内容，知识点相对独立，往往学生课程结束之后遇到具体设计任务时无从下手。因此，序化教学顺序，整合教学内容是必须的。教学内容的选取以“行业要求、市场需求”为依据，遵循应用型本科学生的认知和职业能力培养。充分考虑教学内容的实用性、典型性、专业性、趣味性以及可扩展性等，以认知规律为主线整合、序化教学内容，搭建模块化的项目驱动式教学平台。

（2）采用多种教学方法和现代教育手段

采用翻转课堂、头脑风暴教学法和探究法，来提高学生兴趣和学习效果。翻转课堂以学生为主、老师为辅，提高学生自主学习的能力，其中包括知识的理解、运用和答疑解惑，来达到更好的教学效果。

采用头脑风暴法和探究法将教学内容整合成了六大模块，细化成不同深度的任务，以完成一个单片机系统设计任务实现教学过程。要求提出后，在每个任务完成过程，引导学生通过互联网去使用优质的教育资源，提倡学生自己动脑、动手去获取知识，并提供充足的时间给学生思考、实践，提出自己的想法，不再单纯地依赖授课老师去教授知识，教师也能真正做到授之予鱼不如授之予渔，不仅挖掘集体智慧，调动积极性和主动性，也提高了思考问题和分析问题的能力。

网络教学是目前教学过程运用比较多的现代教学技术，在单片机教学过程中通过建立学习网站等方式，用网络教学作为课堂教学的补充，充分发挥网络资源的优势，增加知识面、提高效率和因材施教。

（3）引入“口袋”实验室

“口袋”实验室理念是通过美国德州仪器（TI）和赛灵思（Xilinx）中国大学计划项目引入中国，泛指各种功能强大的小型开发板，倡导一种不受时间、空间限制的全新实验教学模式。

通过引入器件小型化和低成本的“口袋”实验室，作为模块化的项目驱动式教学平台实践部分的主要载体，打破传统教学和实验模式，学生可以在任何时间、任何地点实现，可以随时随地进行理论与实践的结合，有效培养学生学习的趣味性、动手操作能力和理论与实践相结合的能力，强调其创新意识与探索精神。

（4）完善课程考核方式

单片机技术课程通常采用闭卷考试进行考核，这种方式不利于检验学生对本门课程的掌握情况，缺乏创新精神，无法培养学生的专业素质能力。通过对考核分值的合理分配，如：平时20%，项目设计40%，考试40%。达到应用型本科院校人才培养的核心目标。

4 结语

应用型本科教学的培养目标就是培养适应社会的应用型人才，传统的教学模式和考核方式已经不能适应单片机教学。要提高学生学习单片机的主动性和积极性，必须要对传统的教学模式进行完善。只有不断整合教学内容、引进新的教学方法、丰富教学手段，注重实践和创新能力的培养，将理论与实践相结合，才能达到良好的教学效果。但是如何将教学改革进行到底，培养大批符合社会需求的单片机应用型人才，还需要我们不断探索，共同奋进。

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G642;TP368.1-4 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）01-0151-02

校级教学研究项目JX-201627：基于“口袋实验室”的单片机实践教学改革探讨

邹云峰（1980-），男，汉族，湖北荆门人，讲师，学士，主要从事嵌入式微控制器方面研究。