高職《單片機應用技術》課程教學改革探討

摘 要： 本文作者針對目前《單片機應用技術》課程教學中存在的一些問題，對這門課程進行教學改革，以培養技術應用型人才為目標，從課程教學內容、教學方法，考核方法等方面進行了研究和探索。

關鍵詞： 《單片機應用技術》課程教學 課程改革 具體思路

1.引言

《單片機應用技術》是電氣工程及自動化類專業的核心專業課程，也是一門硬件與軟件相結合的實踐應用性極強的綜合性課程。這門課程涉及數字電路、微機原理、匯編語言程序設計等相關知識，邏輯嚴謹、內容抽象，不容易理解。教好《單片機應用技術》這門課程，是對教師在學識、能力、技巧諸方面的一種嚴峻考驗。目前，我校電專業《單片機應用技術》課程教學普遍存在的問題是，大部分學生在掌握基本理論的基礎上，只能看懂教師寫的程序，自己動手編寫程序普遍比較困難。因此，課程教學改革的目標是讓學生能積極動手，將所學的知識運用到單片機產品的設計開發上，能獨立設計制作一般的單片機控制電子產品，使這門課程成為學生所感興趣的課程。筆者以“培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐動手能力”為目標，在《單片機應用技術》教學中從課程教學內容、教學方法、考核方法三個方面作了一些探討。

2.教學內容的探討

在單片機課程教學過程中，將單片機應用系統作為教學主線貫穿始終。在講授第一堂課時，首先向學生展示并演示單片機應用系統在日常生活中的典型應用實例，如電子時鐘系統、音樂電子琴系統等。通過演示學生建立了單片機應用系統的初步概念，直觀地感受到了單片機應用系統的實際應用，從而明確了本課程學習的目標。

改革教學內容，最重要的是對教學內容進行精選，突出實踐性環節。在教學中，教師應力求做到縱觀全書，抓住關鍵，突出重點，解決難點；把主要時間花在講解重要概念、基本原理和基本方法上，注重講清難點，分析并引導學生掌握課程內容的內在關聯性，而不是把一本書一堂課從頭講到尾。

《單片機應用技術》課程體系包括理論知識講授、實驗和課程設計三大部分，理論知識64課時，實驗12課時，課程設計2周。在理論課教學中，按照“理論教學以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則，精選教學內容。單片機理論講授涵蓋的內容包括以下幾個方面的內容：

（1）單片機概念、發展概況、以51為核心的MCS-51系列及其廣泛應用。

（2）MCS-51單片機的邏輯結構，信號引腳，以及內部存儲器；單片機的I/O口的功能，以及時鐘電路與時序、復位方式和復位電路。

（3）單片機的尋址方式、指令系統和偽指令。

（4）程序設計的基本方法，要求學生能獨立編寫一些簡單的程序。

（5）中斷的基本概念、中斷源、中斷控制、中斷響應過程；定時/計數器的功能、控制寄存器及工作方式的應用。

（6）串行通信的基礎知識；MCS-51單片機串行口的UART結構及串行通信控制、MCS-51單片機串行口通信工作方式及其應用。

（7）I/O口的直接使用，I/O編址技術和I/O控制方式、簡單I/O擴展及用8155可編程接口芯片實現I/O擴展。

（8）鍵盤的接口設計和程序設計、LED顯示器的接口設計和程序設計。

（9）存儲器擴展機構及其實現、程序存儲器和數據存儲器的擴展及其地址映像范圍。

（10）單片機與A/D、D/A轉換器的接口及其應用。

在設計實驗教學時，針對教學要點設計實驗內容，引導學生用不同的方法實現同一個任務，讓枯燥的理論知識融會貫通到實踐中去。具體實驗安排為：單片機實驗箱、仿真系統的認識；廣告燈實驗；定時/計數器實驗；中斷系統實驗；數碼管顯示實驗；串并口實驗六個實驗。

兩周的課程設計是學生進行單片機應用能力的綜合訓練，是建立在學生已學完理論課程及實驗教學和相關課程之后所進行的綜合實訓。可給出若干題目，學生按照長處、性格，采取自愿的原則，組織若干個小組。在實施過程中，要求嚴格按照軟件工程的要求，完成實物的制作。要求給出具體的階段計劃、人員分工、設計說明書、原理圖、PCB圖、程序、測試計劃、測試方案、測試結果等。學生通過設計初步了解項目立項、方案論證、電子元器件的選型和焊接、硬件設計、軟件設計、系統調試等全過程，充分發掘學生的潛能和創新意識。另外，組織學生到實習基地實習，通過多種形式的實踐環節，著重培養學生對于單片機系統的綜合分析能力和實際應用能力。

3.教學方法的探討

在教學方法上，教師不僅要向學生傳授知識，更要教會學生學習的方法，培養學生的知識處理及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力及創新能力。

（1）在講解一個新的理論時，強調以實際應用引入理論體系。以一個具體的項目實例為主線，理論教學和實踐教學均圍繞如何實現這個項目進行。

比如在講MCS－5l單片機匯編語言程序設計時，通過具體的課題提出問題，比如“廣告燈如何控制？”“十字路口交通燈如何控制？”在講定時計數器時，給學生提出“電子鐘如何實現”的課題。每一章節圍繞“提出問題，思考問題，解決問題”的思路，使學生達到理解和靈活應用知識的目的，引導學生在不同的設計方案中尋求設計程序的最佳方案，激發學生的學習興趣和成就感。學生在學習單片機知識的同時學會解決實際工程應用問題的思路和手段，通過采用“教”“學”“做”合一的方法，筆者不僅向學生傳授了知識，而且教會了學生學習的方法，鍛煉了學生動手能力。

（2）在教學手段上，多媒體教學和板書教學相結合，教學內容中涉及邏輯圖、原理圖、結構圖等圖、表之類的知識時，采用多媒體教學更加直觀，比如單片機內部邏輯結構、中斷控制系統等內容采用多媒體教學。另外，用MCS-51仿真軟件直接在課堂上對程序進行運行調試、與理論配套的相關器件的演示等。基本的重要的概念反復強調，貫穿整個教學活動。

（3）硬件和軟件結合緊密是《單片機應用技術》課程的特點之一。在教學上筆者采取了一些教學方法，比如直觀教學法。在介紹“什么是單片機”時，將單片機芯片實物展示給學生，使學生了解到在這樣一個小小的集成電路芯片中集成了微型計算機的主要部件，用這種方法給學生建立起單片機的感性認識。在硬件知識的講解上，力求教學內容的條理性。比如，在講授“單片機中斷系統”時，畫出中斷過程結構圖，將中斷系統所有的知識點全部標識在結構圖中，按照“中斷源—中斷控制寄存器—中斷響應—中斷處理—中斷返回”的思路講解中斷系統，使學生有一個明確的學習思路。

在講解“程序設計”這一章時筆者作了這樣的處理：在順序、分支、循環三種結構的程序中各舉一個例子，重點放在講述解題思路上面，而將其它各種類型的程序設計的內容放在習題課中進行講解。這樣使得學生能夠及時將所學的理論應用于實踐，使前面提到的教學規劃得以實施。

（4）在組織課堂教學時，注意調動學生的主觀能動性，啟發學生，多用提問的方式，讓學生自己動腦筋解決問題。在每一章節中為幾個知識點設計提問和討論，使學生不是完全被動地聽課，而是邊學邊想、邊學邊問。另外，交互式教學方法在實踐中也是切實可行的。以學生為中心，進行分組教學，這樣既可以提高學生的自主性學好知識，又可以因材施教，更可以提高學生的團結與協作能力，而這種能力在產品開發過程中更是不可缺少的。

4.考核方法的探討

目前的考試形式尚存在諸多問題：

（1）考試內容不合理。考試內容局限于教材，每到期末復習時給學生劃范圍、定重點，這樣助長了一部分學生的惰性，有些學生會認為平時可以不來聽課，只要最后一節復習課來了劃好范圍就能過關，造成了學生實際掌握知識的程度和卷面成績不相一致的后果，嚴重降低了教學質量和教學意義。

（2）考試方式單一。考試閉卷多，開卷少；筆試多，口試、答辯方式少，理論考試多，技能、操作、實踐能力考查少；一次考試定結論多，數次考試綜合評價少。

（3）考試題型不合理。客觀性試題比例大，而綜合性題少，這很不利于學生思維、分析、綜合能力的培養和創新精神的形成。

針對以上幾點問題，筆者對《單片機應用技術》課程的考核方法的改革提出以下幾點思考：

（1）豐富考試方法。根據《單片機原理及應用》課程的特點，我們可以采用筆試、口試、做設計、寫論文、進行實際操作，以及開卷、閉卷等多種方式。考試如果能夠強調能力，必然會引導教學走上“打好基礎、培養能力、發展智力”的正確軌道。

（2）改革考試成績評定分布。考前不劃重點，嚴肅考場紀律。堅持集體閱卷，閱卷后對試卷進行分析。平時成績占40%，包括出勤、作業、課堂回答問題的能力；實驗占30%，包括實驗報告成績及實驗考試成績。這些在課程開始即告之學生。由于平時成績占比例較高，學生從一開始就會注意避免重理論、輕實際，重考試、輕能力的傾向。另外，教學結束后，教師根據學生的專業，以及學習情況讓學生按要求完成一個綜合設計實驗，作為學生本門課程總成績的加分項。

（3）合理分配考試題型。針對大綱的要求，教師應合理分配客觀題目和主觀題目的比例，注重考核學生熟悉運用知識的能力。

（4）建立考試結果分析制度，不斷總結教學經驗。當發現問題時，教師應及時糾正，拓寬、疏通教學質量的有效反饋渠道，建立健全溝通機制。

5.結語

《單片機應用技術》是高職電專業學生一門重要的技術課程，學好該課程不但要掌握硬件知識，還要掌握軟件知識，是學生感到最難學的一門技術課之一。筆者本著激發學生的學習興趣，擴大學生的知識面，培養學生的創新精神的原則，提出了《單片機應用技術》課程改革的具體思路，所探討的教學的內容、方式和考核方法已經部分在實際教學過程中得到貫徹，有了一些初步的成果。《單片機應用技術》發展極快，要講好該門課程，教師要具有相當的實踐經驗和科研能力，并且要不斷地學習充實自己。教學是一門藝術，教學過程是一項復雜的系統工程，要建立一個完善的、更加合理的單片機課程教學體系，我們還需要不斷地進行探索和實踐。

參考文獻：

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［2］羅衛星，申曉敏.《單片機原理及應用》課程教學方法探討［J］.科技情報開發與經濟，2008，（5）.

［3］謝文靜.高職教育考試改革探索［J］.教育與職業，2003，（13）.