对单片机课程教学模式改革的分析与思考

杨暾

摘 要：近年来，在新教改精神的引领下，中职单片机课程的教学模式改革逐渐形成了相对稳定的几种不同的实施模式。有的模式渐显落伍，有的模式需要合理选择运用。完整的单片机技术应用项目包括硬件开发与软件控制交叉融合、相互渗透两个方面，单片机课程的教学需要兼顾软硬件技术。单片机课程教学模式的选择受学校专业师资水平、教学硬件资源条件等多方面因素的制约。推进中职单片机课程的教学模式改革，需要注重提高课程师资水平，与专业课程改革相统一、相融合。

关键词：中职;单片机课程;教学模式

“单片机技术及应用”是中职电子技术类专业的专业平台课程，前与“电子技术基础与技能”“专业通用技能实训”“EDA技术”等专业平台课程相承接，后与专业方向课程、职业岗位技术技能相联系，在中职电子技术类专业课程体系中起到承上启下的连接作用。课程的知识与综合技术技能水平要求较高，在专业课程体系中有着重要的地位。

1    单片机课程现行常见的教学实施模式分析

1.1  单片机软件编程（汇编语言或C语言）教学

单片机课程的教学模式基本上是传统的单片机技术相关的编程语言（汇编语言或C语言）课程的沿习，被定位于专业理论课程，上课形态以教师讲授为主，内容是抽象难懂的单片机内部结构与汇编语言编程，或者先进一点，将汇编语言换成编程效率与学习效率都比较高的C语言，通常能够辅以一定量的上机编程实验。课程实施过程中，基本上不涉及单片机技术及应用电路的实际编程操控，不能被称为真正意义上的单片机技术课程。

1.2  单片机软件编程加软件（Proteus）仿真教学

单片机软件编程加软件（Proteus）仿真教学的单片机课程教学模式，在单片机软件编程（汇编语言或C语言）教学模式的基础上，增加了软件虚拟仿真的内容，是一种明显的进步。由于仿真的介入，编程教学结合单片机技术控制与应用更加具体、贴切，程序设计更加针对单片机应用的技术性问题，而不是空泛的编程语言程序算法，向单片机技术迈进了一大步。但是仍然没有涉及单片机实际应用电路的技术控制，所以仍然不能被称为真正意义上的单片机技术课程。

1.3  单片机软件编程、仿真（Proteus）加单片机实验装置实训教学（技能大赛）

单片机软件编程、仿真（Proteus）加单片机实验装置实训教学（技能大赛）的模式，在单片机软件编程加软件（Proteus）仿真教学教学模式的基础上，增加了单片机实验装置实训教学内容，使学生真正实际接触到了单片机技术在现实物理层面上的应用。通过技能大赛学生的实践能力得到极大提升，并从技能大赛层面迅速提高了单片机课程教学实施的技术应用层次。由于单片机实验装置所具有的硬件设计的可能性（通过连线与排线可按需设计硬件连接关系），综合体现与满足了单片机技术应用开发过程中软硬件设计一体化的特点与需要，成为一种真正意义上的全面的单片机技术应用课程。但是也存在明显的局限性，一方面，是单片机实验装置与实际的单片机控制电路存在很大的结构与形态差异，虽然在功能上单片机实验装置能够模拟单片机控制电路，但是在其使用与操控方面存在很大的区别，从单片机实验装置走向实际的单片机控制电路，中间还须有一个过渡过程。另一方面，单片机实验装置体量巨大，集成度低，难以移动，学习者只能在学校的单片机实训室现场学习，具有一定的使用局限性。

1.4  单片机软件编程、仿真（Proteus）加PCB单片机实验板实训教学

单片机软件编程、仿真（Proteus）加PCB单片机实验板实训教学模式，克服了单片机软件编程、仿真（Proteus）加单片机实验装置实训教学（技能大赛）教学模式的局限性，学习者实际操控的是真实的便携式单片机电路板，而且许多单片机电路板上也设计了便于硬件互联的接口与配套的连线排线，保持了硬件连接关系设计的灵活性。单片机学习的硬件是一种非常理想的学习条件配置。只要学生家中有电脑，安装了编程与仿真软件，就完全可以将实验板轻松带回家继续学习，拓展了课余学习的无限可能性。

1.5  单片机软件编程、仿真（Proteus）加自制万能板单片机实验板实训教学

单片机软件编程、仿真（Proteus）加自制万能板单片机实验板实训教学模式，与单片机软件编程、仿真（Proteus）加PCB单片机实验板实训教学模式的主要区别在于所用的单片机实验板不同。与采购现成的PCB单片机实验板比较，采用自制万能板设计制作单片机实验板，是一种DIY式的单片机学习硬件生成模式。在万能板上灵活设计了众多便于硬件互联的接口与配套的连线排线，节省了大量的固定连线及相应的布线空间，凸显了其硬件连接关系设计的灵活性。同时，还可以强化电子技术类专业学生已有的电子电路组装操作技能实践，强化学生对单片机各硬件单元电路的深入理解，强化单片机硬件技术的学习，是前述4种教学实施模式所不具有的独特优势。

2    单片机课程教学模式改革的思考

分析以上5种不同的单片机课程教学实施模式，可以看到，其产生的教学效果有很大不同，应该说，有的教学模式严格意义上讲是不能充分落实单片机课程教学目标的。接下来，文章对单片机课程教学模式改革做以下几点思考。

2.1  单片机课程教学模式的选择

单片机课程教学模式的选择受学校专业师资水平、教学硬件资源条件等多方面因素的制约，优先考虑的应该是确保课程的实施能够达到课程教学目标的要求。从严格意义上單片机技术应用的角度来说，完整的单片机技术应用项目应该包括硬件开发与软件控制交叉融合、相互渗透的两个方面。上述几种单片机课程教学模式中，教学模式1完全与单片机硬件技术绝缘，不能保证达成单片机课程教学目标，因而应该尽早淘汰。教学模式2采用软件（Proteus）仿真教学，勉强弥补了硬件条件的空缺，对于经济发展落后、办学条件困难地区的学校，可以允许一定时期的存在，但是也应尽快完善硬件教学条件，实现从虚拟到现实的跨越。后3种教学实施模式兼具软硬件学习功能，可以结合各校实际情况合理选择。

2.2  单片机课程的教学需要注重软硬件技术兼顾

传统的单片机课程教学主要注重软件技术的教学，能将程序编制好，程序功能正常，就算大功告成。實际的单片机技术开发是离不开硬件开发的，硬件是单片机技术的物理载体，要注重单片机技术在硬件条件上的落实。前述第3—5种教学模式都是在不同硬件条件下的课程实施，各具特色，可以合理取舍。

2.3  注重单片机课程师资水平的提高

单片机课程教学目标达成的关键因素是教师。硬件条件再好，师资水平跟不上，教学效果也出不来。学校教师中有高水平的单片机技能大赛选手，往往会在单片机课程的实施中采用模式3。教师中有高水平的单片机技术爱好者，则采用模式4教学就会驾轻就熟。模式5的教学对专业教师的要求则是多方面的，教师要在手工焊接组装工艺方面技艺高超、万能板电路设计经验丰富、单片机外围控制电路单元理解深厚、实训教学的设计规划与流程调控符合学情等。从教学实践的情况来看，运用模式5开展单片机课程教学的情况不多，而从单片机技术课程的教学需要来看，在师资水平能够达到要求的情况下，模式5可能是最能够充分达成单片机课程软硬件应用技术教学目标的选择。因此，单片机课程的教师需要多加钻研，苦练内功，不断提高教学技艺。

2.4  单片机课程的教学改革需要与专业课程改革相统一、相融合

单片机课程的改革并不能局限于单一课程，因为在电子技术类专业的课程体系结构中，单片机课程具有十分特殊而又重要的地位。单片机课程在中职电子技术类专业课程体系中处于金字塔的顶层，在学习之前已经学习了电子技术基础与技能类专业基础课程以及“电子产品装配工艺”“电工电子测量技术”“电子CAD”“电子产品结构工艺”等专业技术课程。

在单片机课程教学中，前期相关的专业课程中所学到的专业知识与技能，都将在学生的单片机课程的学习过程中发挥基础性与支撑性的作用。割裂单片机课程与专业课程之间的联系进行课程教学改革，是难以取得突破性进展的。所以，单片机课程的形态应该具有综合性课程的特征，在单片机课程中融合、强化前期课程的知识技能，只有兼顾培养学生后续专业发展的潜质，才能充分达成课程教学目标。模式5利用学生前期课程中学成的知识技能自制基于万能板的单片机实验板，就是课程融合的生动体现。