教学—实验—实训三位一体的单片机教学改革分析探究

王玉巧 马贞

摘 要： 针对教学—实验—实训三位一体的单片机教学改革，从新教学模式的介绍、教学改革要点、三位一体教学模式的应用三个方面分别论述，认识到“教学—实验—实训三位一体化”教学方法的优势，旨在提高学生专业水平与实践能力。

关键词： 教学—实验—实训三位一体;单片机教学;教学改革;汇编语言

Teaching—experiment—practice trinity

of single—chip teaching reform analysis and research

Wang Yuqiao Ma Zhen

Huanghe University of science and technology，Ministry of engineering HenanZhengzhou 450000

Abstract： in view of the teaching experiment-teaching reform practice of the trinity of single-chip microcomputer，the new teaching mode is introduced，the key points of teaching reform，the trinity teaching mode of the application of three aspects，this paper respectively to realize "teaching-experiment-training of the trinity" the advantage of teaching methods，to improve students' professional level and practical ability.

Key words： teaching-experiment-training trinity;Single-chip teaching;Teaching reform;Assembly language

单片机是实际教学过程中具有实践性、应用性、创新性的特点，因为单片机技术在工业领域有非常广泛的应用，所以这也为课程教学与人才培养提出新要求。为了培养创新型人才，开展单片机教学改革建议采用教学—实验—实训三位一体化模式，让学生同时掌握理论知识与实践技能。但是当前在这一方面还存在一些不足，例如，过于重视单片机原与部件的介绍，导致理论的实践应用不到位。为了加快实现单片机教学改革，下面针对三位一体模式的应用展开分析。

一、“教学—实验—实训三位一体”教学模式

针对学生专业能力的教育，主要目标是加强创新意识，尤其是单片机课程教学。该课程本身具有极强的实践性，所以教师组织教学期间，为了培养创新型人才，理论知识必不可少，可以让学生更加扎实地掌握单片机运行原理。除此之外，则要增设实验、实训环节，引导学生将掌握的理论知识加以应用，一方面可以积累操作经验，另一方面在实际问题基础上，学生寻求解决方案也可以树立创新思维[1]。因此，单片机课程改革的过程中，“教学—实验—实训三位一体”教学模的应用，可以充分实现理论、实践的统一，提高学生创新能力与单片机教学水平。

二、单片机教学改革要点

（一）教材内容方面

高校开展单片机教学期间，很多情况下都采用汇编语言这一内容，其优势主要体现在CPU运行模式、指令周期、执行效率等内容的理解上，但现如今随着CPU主频的提高、类型增多与使用范围不断扩大，以往使用的汇编语言在学习过程中成本也相继增加，导致开发面临的要求更为严格。将其落实在单片机教学实践中，学生的兴致反而转移到C51中。相比汇编语言，C51的可读性、可移植性更高，但是其在教材中的占比要低于汇编语言，这是单片机教学改革的一个要点。

另外，单片机所涉及的教学内容比较抽象，如单片机结构、运行原理、硬件时序与指令周期，学生理解起来可能会比较困难[2]。如果教师只是通过图片与解说，无法将重要知识与操作技巧准确传递给学生，反而会导致相似知识点的混淆。所以，针对单片机教材改革，需要将内容创新作为一些重要工作。

（二）实验方面

开展单片机实验环节，有时为了高效管理，会选择集成度比较高的实验箱。学生参与实验期间，只是其中的几根导线拔下便可完成，导致实验原理的理解不够深入。因为实验设备有比较高的集成度，所以实验环节一旦发生问题，无法及时调试，若实验操作的设备出现破损，教师只能够将部件更换才能够彻底解决，不仅效率低，还会在设备维护这一方面增加费用支出。

（三）课堂教学与实验实训方面

以往单片机实验主要是安排在教室里授课之后进行，学生需要统一到实验室中，且理论教学和实验、实训的间隔时间比较长，甚至会长达半学期。这样一来，学生即便在课堂上掌握了一些基础理论，也不能及時在实验、实训中得到验证，学习过程中形成的问题无法及时解决，长此以往便会消磨学习的积极性。另外，单片机课程属于理论、实践结合的课程，进入到学习后期，需要花费大量的时间进行实践和实训。但是在实际教学期间，实验、实训时间占比要小于基础理论，同时也有可能受到实验设备的影响，学生要想验证课堂上的一些想法还存在困难，这是单片机教学改革的重点内容之一。

三、单片机教学—实验—实训三位一体模式的应用

（一）建设综合性实验室

针对教学—实验—实训三位一体模式的运用，组织教学改革期间需要创建综合性单片机实验室，按照学生的需求放置实验台，且每个试验台上都要有足够数量的计算机、实验箱、多媒体设备[3]。实验室内的计算机连接网络，并且使用多媒体电子教室软件，完成单片机操作的展示，教师端显示器图像也可以及时传递到学生的显示器，进行资源传递、学生学习情况考核等。实验室内的计算机与实验设备之间的连接主要依靠com端，采用串行的方法，操作微机端时，也可以对一些程序进行单步运行调试与监督，高效完成单片机实验教学。

（二）合理设置理论与实验、实训占比

课堂上教师向学生解释单片机的运行原理等知识，为了获得更加理想的教学成效，除了理论指导外，还要增设实验、实训环节，并且合理设置比例。教学期间教师采用多媒体电子教室软件，将教师端、学生端连接，一方面可以向学生更加清晰地展示端口引脚、导线的连接情况，另一方面教师做好标识之后，也可以将投影仪解析、连线模糊等问题解决。一般情况下单片机课程教学的时间为50min，建议将理论知识讲解的时间控制在30min，其余时间进行实验操作。由教师在学期开始时制订教学课程方案，让学生做好课程预习，提前了解下一节课要学习的內容，深入理解单片机理论知识。

另外，在组织课程实验时，教师可以将实验融入教学中，实现二者的紧密结合，提高教学时间的合理性，调动学生积极性。因为学生能够集中注意力的时间比较有限，在课堂上能够集中注意力的时间只能维持25min[4]。所以在教学的过程中穿插单片机实验，可以为学生提供动手、动脑的机会，并且延长注意力集中的时间，提高教学时间的利用率。例如，建议教师在单片机课程教学过程中，增设C51编程、Proteus仿真、Protel等内容，无须占用太多学时。为了提高学生参与实验的兴趣，教师可以设置问题，让学生以小组为单位进行汇编与C51编程，更加清晰地了解这两种方法的异同。开展实验的过程中也包括Proteus仿真实验，先引入比较简单的案例，让学生了解模板的建立方法与过程，随后再进行练习，完成教师布置的任务。这种教学方法不仅可以提高学生学习的积极性，还解决了Proteus仿真实验室内部相关设备集成度过高这一问题。

（三）设置实训结果测试环节

教学—实验—实训三位一体模式中，理论教学与实验结束之后，实训是教师了解学生学习情况的重要环节。具体需要按照学校布置的单片机教学任务，设置实训项目，当学生完成实训后按照项目的难易程度进行评价。学生在选择实训项目时，一般是以小组为单位自由选择，期间既可以采用Proteus模拟、仿真的方法，又可以制作实物，只需完成实训项目即可，最后再由教师对各个小组的完成情况进行打分，通过实训结果检测更加深入地了解学生的学习情况，调整后期单片机教学方案。

四、结语

综上所述，面对单片机教学改革的诸多要求，为了提升学生的专业素养，扎实地掌握基础理论，加强实践能力，教学—实验—实训三位一体化模式的推进是改革的重要内容。该教学模式的应用，优化了单片机课程结构，让学生在课堂上保持充足的兴致学习知识，还通过实验与实训检测学生的学习成果，切实加强学生的综合素养。

参考文献：

[1]彭超，江小敏.基于翻转课堂的《微机原理与单片机技术》教学方法改革探索[J].课程教育研究，2020（04）：238.

[2]余军.应用型本科院校单片机课程教学改革实践[J].当代教育实践与教学研究，2020（02）：159-160.

[3]朱名强.“单片机技术及应用”课程教学改革构想—— 基于中高职衔接背景下学生技能团队贯穿的教学改革[J].黑龙江科学，2020，11（01）：12-14.

[4]周唯，刘阳京，曾小波.基于逐日系统的单片机应用技术教学改革与实践探索——以湖南理工职业技术学院为例[J].职业技术，2020，19（01）：50-53.

基金项目： 河南省科技厅科技攻关项目142102210550

作者简介： 王玉巧（1980—），女，硕士，副教授，主要研究领域：电子信息技术;马贞（1985—），女，硕士，讲师，主要研究领域：电子信息技术。