新工科背景下《单片机应用技术》课程教学方法改革

朱梅梅，徐东良，吴会青

（山东凯文科技职业学院，山东济南 250200）

当前，新一轮科技革命和产业变革正在涌现，“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”新旧动能转换等重大战略正在实施。“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”这三部曲奏响之后，我国新工科建设的大幕正式拉开。新工科的内涵是：以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。近年来，为提高单片机应用技术的教学效果，国内各高校已经在进行该课程的改革。基于上述认识，本文立足于电子专业的《单片机应用技术》课程在工科实践中的重要作用，提出了一些教学方法的改革，旨在提高本专业工程科技人才的培养水平[1]。

1 课程教学现状

单片机应用技术是一门理论性与实践性都很强的学科，将汇编语言、微机接口知识和通信技术知识结合在一起。传统的单片机课程教学一般立足于学科体系，比较注重课程本身的体系结构和前后的逻辑关系，而无法兼顾教学方法的灵活运用，因此学生学起来非常吃力，教师教起来也往往感觉很努力，但是效果不好。传统的单片机教学存在很多弊端。

1.1 理论知识较多，上课方式枯燥乏味

传统的单片机授课，以讲述理论知识为主。本门课所涉及的理论知识比较多，包括单片机的硬件结构、指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和外围器件的应用，最后是总线和地址。而学生在之前仅有C语言、电路原理、数字电路和模拟电路的概念，所以学生短时间内接受大量的理论知识，虽然能够机械记忆，但是根本无法理解。这种填鸭式的教学方式无疑是非常枯燥乏味的，所以，会导致学生对本门课产生抵触心理。在这种方式下，学生普遍反映单片机太难，以至于无法达到预期的教学效果[2]。

1.2 教学内容与实践环节脱离

好多学校在理论课程讲授完成后，会安排两周的课程设计，然而，此时学生已经将前期学过的理论知识遗忘，在实验过程中，无法实现对理论知识的链接，实验效果大打折扣。此外，实验环节也比较单一，无法使学生对理论知识灵活掌握，对学生的专业应用能力和综合实践动手能力的提高作用不大。

2 课程创新教学模式

教育部提出新工科的理念后，为单片机教学指明了方向。因此，教师要主动借用新工科建设的东风，及时把握新工科建设背景下的新要求和新方向，转变教育理念，优化培养目标，更新课程体系，改造教育生态，提高教师素质，改进教学方法，完善保障机制。对单片机教学模式进行改革，其特色可归纳为：改革课程内容体系结构，改革教学内容组织方式，改革实践性教学设计方式，改革考核方式。

2.1 改革课程内容体系结构

教学内容的安排直接关系到学生的学习质量，为了迎合新工科“培养多元化、创新型卓越工程人才”的要求，必须对以往的课程内容体系进行改革。采用模块化教学，在每一个模块中，先采用多媒体、案例教学方式讲授理论知识，然后还有针对单元模块的小实验。例如：在单片机的I/O口这一模块，讲授完理论知识，接着指导学生控制单灯闪烁，然后指导学生控制流水灯。通过这种方式，学生能够即时将理论知识应用于实践过程，既奠定了课程基本理论知识，又训练了相应的专业技术基本技能，为下一步的技能提高打下了基础。

2.2 改革实践性教学设计方式

为了加深学生对单片机原理的理解，培养学生的创新思维，提高学生的综合能力和实践能力，确定了以设计性、综合性实验为主的实验内容改革方式，将以往的验证性实验改为开发性实验，促进学生思维能力的锻炼。在课程的最后，启发学生设计一个综合性实验。期间，不给学生提供硬件原理图和程序，仅提供设计要求。学生根据设计要求，自己查找资料，在Protel DXP软件中，画出电路原理图，并焊接电路板，在Keil软件中编写程序代码，在Proteus软件中画出仿真电路图，并将编写的程序下载到Proteus中进行仿真。仿真通过后，将程序下载到电路板中。然后，进行软硬件调试。最后，根据前期的设计，编写设计报告。

2.3 改革课程考核方式

由于单片机具有较强的应用型和实践性，以往以笔试为主的评价方式不能较好地体现学生的实践能力和创新能力。通过借鉴高校的改革经验，拟建立一种长期跟踪的考核制度。坚持多样化考核与多次考核相结合的方式；强调理论和实践的结合；根据课程考核改革模式，设计考核测评体系及考核评价指导。

3 结语

本文在“新工科”工程人才培养方案的指导下，针对目前《单片机应用技术》的教学现状，分析了该课程教学存在的弊端，提出了一些课程改革方法，分别从课程内容体系结构、实践性教学设计方式和课程考核方式方面进行改革，以提高本门课程的教学效果，提高学生的工程实践和创新能力，从而使人才培养的目标更加符合新工科的要求。