创新设计型实验在实验实践教学中的应用

张宝健 梁丽勤

摘 要：《单片机原理及应用》是一门综合性、实践性都非常强的专业课程，改文主要结合自己的教学经验，针对《单片机原理与接口技术》课程的实验教学现状和传统教学存在的弊端，以提高学生的实践能力，自主学习能力和协作学习为目的，阐述了实验教学设计的思路和方法，从而使学生具备一定的创新能力。

关键词：实验教学；实践能力；单片机实验

1 引言

在单片机理论学习过程中，实验是必不可少的重要实践环节。学生可以通过实验对单片机的工作原理及特性形成直观、完整、系统的认识；令一方面，可以加深学生对课程内容的理解，使其更好地掌握单片机的原理及应用技术[1]。

由于该课程是一门理论和实践应用性都很强的课程。要较好地掌握单片机，除了具有单片机、电子技术的基本知识外，更重要的是通过实践过程，真正掌握单片机软、硬件的有机结合和应用能力。那么如何在有限的课时之内尽可能提高单片机实验教学效果、加深学生对单片机技术原理的认识并提高学生的动手能力和创新能力，是一个大家普遍关注的事情[2]。

2 单片机实验教学的基本思路

《单片机原理与接口技术》是电子类学科中实践性较强的一门课程，扎实的理论教学必须以丰富的实验教学为依托[3]。教学设计的出发点是学生，它所设计的教学目标要考虑教学过程这一系统的要求，又要考虑学生在认知、社会、个性等方面的特点和状况。

传统的实验教学，忽视学生通过什么样的方法和策略来学习，一知半解、死记硬背，出现低分低能甚至“高分”低能，掩盖了学生学习中存在的问题，致使学生的学习缺陷、知识缺陷暴露在往后的就业和工作中。因此，这种教学方法由于忽视了对学生的动手能力和创新思维的培养，若不加以改进，很难培养出适合社会需要的高精尖人才。

3单片机实验教学的改进与创新

3.1 增强基础型实验，为提高打下基础。

由于刚刚接触本课程的学生，绝大多数的理论基础还是比较薄弱，因此对于基础型实验，注重提高实验教学的理论层次，让学生掌握单片机原理实验中的基本概念、基本电路和基本方法，建立起综合运用各种实验调试方法与技能的自信心。每次实验课，学生以小组为单位，每组成员独立完成实验电路图设计、导线连接、程序的调试与实验报告的书写，实验完成后每位学生都必须分析程序并递交实验报告。在课程结束之前，安排一定的设计性实验进行实验考核，作为实验成绩的评定标准。

3.2 增加设计性实验，提高学生的综合设计能力

在挑选实验项目的过程中，要做到因材施教。由于每一位同学理论学习的接受能力以及动手能力都存在差异，实验教师要根据各种层次的同学，在实验项目的难易选择上要有梯度。修订实验教学大纲，增加综合性设计性实验，培养学生自主学习、独立操作的综合实验能力。组织专家进行论证，及时调整实验项目，使实验内容更加符合综合性、设计性实验的要求。逐步增加含综合性、设计性实验课程的比例，逐步增加综合性、设计性实验的项目数。

在教师层面上，应当坚持以“能力为本位”的原则组织实验教学，注重实验方法的改进，充分发挥学生学习的积极性和主体作用，强调因材施教，追求实效。

3.3 积极参加单片机竞赛活动

学习的目的在于应用。目前，国家对在校大学生实践实战能力培养的力度在逐年加大，这体现在全国各地举办越来越多的单片机技术技能大赛以及电子设计类竞赛。

诸如，机械设计大赛、机器人大赛、空中机器人大赛等等。目前，我校参加并举办的大赛有光电设计竞赛、程序设计大赛等，许多同学在大赛中取得了优异的成绩。这些大赛不仅开阔了学生的视野，拓宽了他们的知识面，而且使他们建立起竞争的意识，更重要的是为各个高校间提供了相互学习借鉴的机会。

3.4 建立综合实验成绩给定机制

实验成绩从一个方面也可以激发学生的学习兴趣，所以如何对学生的实验成绩给出合理的答案，也是一个重要的问题。这里，采用平时操作+实验报告+上机测试，相结合 的方法来给定最终的成绩。同时实验指导教师在学生实验课期间对学生具体的实验理论掌握情况进行随机抽查，并作为实验成绩的参考。

3.5 增设开放性实训实习基地

实行开放式实验教学，建立开放性实训基地是正常单片机实验教学的有力补充，其目的是让学生在掌握有关知识和技能的同时，获得较高的创新意识和创新能力。在这些实验室里，学生利用现有的实验设备，自选实验课目，自己选择和组合实验仪器设备，自己确定实验方法和步骤，进行课本知识以外的实验，大大拓宽了自身的知识面。近些年来，我院实验室增加了以电子设计、单片机应用为目的的实习实训基地，这些基地为学生课下进行自我提高提供了良好的物质基础。通过长期的积累，这些同学往往会在各类电子竞赛上取得优异的成绩。

4 结束语

实践证明，开放性创新实验教学已取得良好的效果。在各项教学评估中深受专家和领导的好评，成为我系的教学改革亮点，也为学院赢得了良好的教学声誉。为全院的实验教学、理论教学及素质教育改革提供了宝贵的经验。因此掌握科学的实验方法和培养学生严谨的科学态度是关键，才能更好地适应時代发展的需要。

参考文献

[1] 于殿泓，王新年.单片机原理与程序设计实验教程[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.12-23

[2] 尹民.实践教学思维方式特征与教学方法改革[J].实验技术与管理，2006（3）：98-99.

[3] 张晴，刘为.单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索，2003，22（4）：27-29

（作者单位：东北大学秦皇岛分校控制工程学院）