应用型本科高校单片机课程教学改革与探索

常国权 赵凯

摘 要 单片机课程是一门软硬件相结合、应用性和实践性都很强课程，根据应用型本科高校的办学特点，针对单片机课程教学和实验方式等存在的不足，从课程实验改革、考试改革、激发学生学习兴趣、教学实验设备改革等几个方面进行了探索，提出了激发学生学习兴趣、提高学生实践动手能力和创新能力、培养应用型人才的方法和手段。

关键词 单片机;教学改革;学生助理实验员

中图分类号： G642.0 文献标识码： A

引言 应用型本科高校以应用型本科教育为主，培养应用型技术技能型人才，重点培养学生的实践能力和应用能力。单片机作为一种微型计算机系统，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，在智能仪表、工控设备、通信设备、导航设备、家用电器等领域获得了非常广泛的应用，它的应用领域远远超过了其他类型的计算机。因此，各高校的电子电气类、计算机类、机械类等专业都开设了相关的单片机课程，特别是应用型本科高校更加重视单片机课程的教学。但该课程涉及知识面广、综合性和应用性较强，学习门槛高，因而学生学习和教师讲授都面临着挑战。

1 单片机课程教学中存在的问题

单片机课程是一门软硬件相结合、应用性和实践性都很强课程，传统的教学方法单一，理论教学学时较多，实践教学学时相对较少，学生学习理论知识往往感到枯燥无味，缺乏兴趣，学生感到学习吃力。传统的单片机实验设备大多是采用功能复杂的实验箱，在实验课上学生面对复杂的实验箱感到无从下手，实验效果往往并不理想，学生无法把在实验箱上实验的效果直接应用到实际项目或者比赛中去，而且这种实验箱使用起来不够灵活，学生课下缺少合适的实验环境，造成理论和实践相脱节。同时传统的考试方法也没有充分考虑到该课程的特殊性，致使学生的考试分数和实践动手能力并不相符，使得学生只关注考试分数，而忽略了实践动手能力的培养。试卷考试成绩高的学生往往在学科竞赛和项目实践中的表现并不突出，在单片机课程教学中并没有达到预期的效果。

2 单片机课程教学改革与探索

针对单片机课程教学中存在的问题，我们立足实际，采用因地制宜、因人制宜的灵活人才培养模式，对单片机课程教学进行了改革与探索，依托嵌入式开放实验室，结合“导师制”+“助理实验员”实践教学改革，从课程实验改革、考试改革、激发学生学习兴趣、教学实验设备改革等几个方面进行了探索。

2.1 实施课程教学改革

针对单片机课程实践性和应用性都很强的特点，我们单片机课程组教师积极实施课程教学改革和考试改革，把单片机课程都搬到实验室讲授，配合教学实验设备实施讲练结合的教学方式，教师边讲边做，学生边学边练，每一节课都是实验课。教师每讲完一个知识点，就给学生留出一定的时间进行简单的实验，并积极鼓励学生进行实验创新，积极回答教师在实验中布置的作业和问题，同时，把学生的实验创新和回答问题的成绩登记在册，作为考试改革中学生期末成绩的一部分，因此，学生课堂实验的积极性和主动性很高，不但加深了学生对理论知识的学习，而且提高了学生的实践动手能力，同时，学生平时课堂上的动手实践直接和课程总成绩挂钩，教学效果明显提升。

2.2 实施考试改革

针对单片机课程对学生的实践能力和动手能力要求很高的特点以及该课程的特殊性，对传统的考试方法进行改革，从注重学生理论成绩转向重视实验、实践及理论与实践相结合的能力。学生通过学习单片机课程基础理论知识、课堂实验操作和项目设计等环节，达到综合运用所学知识进行相关单片机系统开发和设计的目的，同时，也进一步加强了学生对单片机系统开发流程的深入理解，传统的笔试考试成绩很难完整体现一个学生的这些综合应用能力。根据课程教学方式的改革，学生成绩的考核方式与评价方式由平时考勤、课堂回答问题、课堂实验操作、课程项目设计等多部分组成，学生的成绩跟平时的每一节课都紧密联系，从而能更加科学地反映学生的学习水平，对知识和技术的掌握程度，更能体现理论与实践相结合的考核模式。

2.3 多方面激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，学生一旦对单片机课程有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验，极大地提高学生学习单片机课程效率。因此，我们课程组教师积极创造各种条件从多方面激发学生学习单片机课程的兴趣，如引导学生积极参加各类大学生科技创新、挑战杯比赛、蓝桥杯比赛、物联网创新大赛、创新创业等比赛，以赛促学，以点带面，对提高学生的学习兴趣、提高学生的实践动手能力和促进学生顺利就业起到了重要的作用，取得了较好的效果。如果条件允许，可以引导学生参与教师科研、相关教学项目等实际应用，如果缺乏相应条件，也可以创造条件引导学生参与，如指导学生开发实验室门禁管理系统、实验室签到系统、空调节能控制系统等跟实际应用紧密相关的各类“项目”，并投入实际应用，以促使学生提高学习单片机课程的兴趣。

2.4 教学实验设备改革

单片机系统涉及的应用领域较广，单片机课程涉及的知识点也较多，很难有一套万能的单片机教学实验设备来满足所有的教学实践任务。为了减少学生学习专业课的难度，提高学生学习兴趣，针对我们专业的教学目标、学生特点以及单片机课程各实践环节的需求，我们课程组教师带领学生自行开发设计了STC单片机教学实验、MSP430单片机实验教学系统等多种单片机教学实验系统。实践证明，即使是很简单的教学实验设备，只要有教师和学生的积极参与，那么同样会达到很好的效果。自行开发设计的单片机教学实验设备无疑会更加适用于单片机课程教学和实验。同时，单片机课程教学还要重视多媒体电子教学材料的使用，如教学讲义、教学视频、单片机实验代码以及工具软件等等。

2.5 实施实验室开放改革

实验室是培养学生实践能力和创新能力的重要场所，一个具有良好学习氛围的实验室，特别是开放实验室，对于单片机课程的学习具有非常重要的意义。我们积极实施单片机实验室全面开放，实施学生助理实验员制度，通过指导教师、学生助理实验员实现一带十、十带百的“传帮带”模式，既实现了开放实验室的高效利用和高效管理，同时又为学生深入学习掌握单片机课程提供了可靠的保障，学生在开放实验室学到了单片机课程课堂上无法学到的知识，大大提高了他们的实践动手能力，取得了较好的效果。

3 结论

通过对单片机课程实施课程教学改革、考试改革、多方面激发学生学习兴趣、教学实验设备改革等方面的改革，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的实践动手能力和创新能力，促进了学生顺利就业，为培养应用型技术技能型人才，辦好应用型本科高校打下了基础。

参考文献

[1]王选诚，孙玉梅.应用型本科高校单片机课程教学模式的探索与实践[J].科技视界，2016（02）.

[2]许亮.基于技能竞赛的单片机教学改革研究[J].教育现代化， 2019（38）.

[3]孟雷.应用型本科院校单片机实验教学改革探讨[J].现代商贸工业，2013（08）.

[4]叶宗海.应用型本科院校单片机实验教学改革研究[J].高教学刊，2016（13）.