基于一體化教學模式的單片機課程改革探索

劉建華 王建立

（上海工程技術大學高職學院 上海 200437）

基于一體化教學模式的單片機課程改革探索

劉建華 王建立

（上海工程技術大學高職學院 上海 200437）

針對高職單片機教學過程中存在的問題，本文提出一體化教學模式。為培養應用型技能人才，提高學生掌握單片機開發和應用的實際動手能力，從課程結構安排、大綱改革及軟硬件環境幾方面探討了單片機課程改革的方法。

一體化教學模式；單片機課程；軟硬件環境；應用型技能人才

單片機技術課程是高職電類專業一門重要的專業基礎課。該課程由于理論性、實踐性、綜合性均很強，內容抽象，因此，教與學都不免遇到很大的困難。尤其對于高職學生，從單片機的硬件結構到指令和軟件編程，純理論的教學講起來枯燥乏味，學起來不易理解，不僅造成學生對于理論知識的理解困難，而且也導致了其應用能力的不足，并極大地挫傷了學生的學習積極性。

為改變以往理論教學與實驗實訓教學不能相互連貫、相互印證，課堂教學與學生練習不能達到有機結合，學生學完單片機專業課不會應用等諸多問題，我們對單片機技術課程的教學進行了改革嘗試，采用了一體化教學模式，將理論、實驗、實訓內容緊密結合，使學生邊學邊做，學用結合，提高了學生掌握單片機開發和應用的實際動手能力。我們感悟到，要實行教學一體化教學模式，應做好以下幾方面的工作。

根據專業培養目標，整合有關單片機課程教學安排

高等職業教育與本科教育在學制與培養目標上均不同，高職教育學制短，培養目標是高級應用型技能人才。因此，以往在教學培養計劃中，單片機課程學時短，一般為48學時，并配有2～3周實訓教學環節。在實際教學中我們發現，學生學完單片機理論，出現學習指令不會使用，學習硬件不會擴展的現象。待到進行實訓教學需要應用單片機基礎知識時，很多理論內容掌握不牢，還需指導教師重述，學生動手能力很難得到訓練與提高。為此，我們改變了以往的教學培養計劃，將單片機課程與實訓課程合二為一，整合后單片機課程為4周時間，集中進行，采用一體化教學模式。這樣，既節省了學時，又增加了理論與實驗實訓的緊密結合與相互印證，節省了實訓課上重復理論內容的學時，實現了即講即用，學用結合，將教、學、做融于一體，讓學生體會到單片機入門知識的應用，增加了學習動力和信心。

科學制定并完善單片機課程一體化教學大綱

科學制定單片機課程一體化教學大綱，是實現教學目標的基本保證。以制定出的一體化課程教學大綱為綱，注重教學方法及教學手段的改革。

以一體化課程大綱指導整個教學 在制定課程大綱時，要根據課程內容體系進行模塊化劃分，采取必要的取舍和更新。首先，將教學內容按章節和知識點模塊化，每一模塊有不同的教學目的。在每一模塊中，設有多個課題，每一課題由目標、任務分析、相關知識和實施步驟四個部分相互連貫而成。每次教學以課題目標為主線，進行各相關知識點和技能點的講解及操練。其次，每一模塊對需要掌握的知識和學生能力都力求循序漸進，用到多少，就講多少，在哪里用，就在哪里講。模塊之間一環扣一環，達到承上啟下的作用。同時，在硬件敘述上，要強調概念清楚和易于理解，軟件分析上要突出編程方法和技巧。

注重教學方法的改革 教學方法是否合理，從很大程度上決定了教學效果的好壞。單片機課程其實是一門很有趣的課程，有很多東西都與實際生活相關，容易激發學生的學習興趣。在單片機教學中，適當引入實踐教學法，可以淋漓盡致地發揮這門課程的特點，縮短理論與實踐的差距，提高學生解決實際問題的能力。例如：傳統的指令教學中，教師使用方法是逐條講解，并介紹注意事項等，學生感到很枯燥，但采用實踐教學法后，根據模塊中課題要求，用到哪條指令，學習哪條指令，邊講邊學，學以致用。教學過程中，學生對指令掌握得很靈活，遇到問題時，他們就主動查閱參考書，積極去解決問題。這樣，學生每學習完一個知識點就可以馬上運用，不僅加深了對所學知識的理解，而且學生學習的過程由被動接收教師傳授的知識，變為在教師指導下主動探尋解決問題方法的過程，教學效果得到了改善。

引入多媒體教學，把抽象概念形象化 針對該課程的特點，充分利用現代教育手段，采用多媒體輔助教學，能起到事半功倍的效果。例如，利用多媒體手段模仿單片機開發軟件中程序單步運行的過程，將該程序涉及的相關單元地址、寄存器和位地址以動態圖形表達在指令旁邊。隨著指令的逐條運行，相關內容的取指令、傳數據、運算及數據存儲都以動態形象地表達出來。學生看起來一目了然，理解起來也深入透徹。這一環節知識難點的解決，為后續知識點的講解作了良好的鋪墊，學生的學習積極性也得到了保持。同時，教師還可向學生推薦優秀的單片機網絡資源，介紹國內比較著名的一些單片機網站、技術論壇網址等。通過多種教學手段，實現理論與實踐、教與學互動，提高學生的學習熱情，開拓學生思維，提高教學效率。

建立完善單片機一體化教學的軟硬件環境

建立健全單片機教學軟硬件環境是實現一體化教學模式的必備條件。沒有健全的單片機教學軟硬件環境，一體化教學模式就無從談起。傳統的單片機實驗室基本采用硬件仿真設備構建，受資金和場地的限制，單片機實驗室配置的靈活性和完整性受到一定的限制。

目前，一種基于個人PC和各種軟件的單片機個人虛擬實驗室已在教學上被廣泛采用。所謂“虛擬實驗室”，就是將計算機上的各種虛擬儀器按實驗要求和設計原理虛擬出與現實條件相同的實驗系統，進而在這個系統上完成整個實驗。與傳統實驗模式相比，虛擬實驗涉及的實驗內容全面，硬件投入少，學生可自行實驗，具有直觀、節省成本及與實際最為接近等特點。

例如，Keil和ProteIIs是目前開發單片機最流行、通用性最好的軟件。使用該仿真軟件進行教學，首先是速度快，程序修改、編譯后馬上就可以看到效果，不需要實物設計中的拔片、寫片和插片等過程，提高了課堂教學的效率。其次是課堂教學效果非常好，教師可在多媒體教室上課，將仿真結果投影到大屏幕上，比真實的實驗板要大很多，便于觀看，加上教師的講解，學生很容易掌握所學的知識。再次是培養的學生起點高，很多電子工程師都在使用Keil和ProteIIs這些軟件，所以，使用這些軟件將使學生獲得實際的工作經驗，為學生的就業打下堅實的基礎。

調整考核辦法

單片機課程概念抽象，硬件難于理解，軟件不易設計，所以，對單片機學習的考核應該不在于記住多少條指令、多少引腳的功能，而應側重于是否理解單片機的工作原理、是否具有運用所學知識分析問題、解決問題的綜合能力。

在考核手段上可從三方面進行：（1）綜合能力的考核，包括“應知”和“應會”兩方面內容，所謂“應知”是指對各知識點的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；“應會”是指會編程、會調試、會分析。對于“應會”部分要求現場調試，教師根據學生完成的準確性和熟練程度現場評分。綜合能力的考核占總成績的50%。（2）實驗實訓過程的考核，就是在每個模塊的項目實際調試過程中，對學生完成的結果予以記錄和評分，評判可依據完成項目的先后順序、完成質量及學生表達能力等幾個方面，占總成績的30%。（3）平時提問、作業、表現的考核，占總成績的20%。

高職單片機技術課程一體化教學實踐證明：單片機技術課程的理論教學和實驗實訓教學之間具有相輔相成的關系，一體化教學模式克服了以往教學理論與實驗實訓相脫節的弊端，課程改革的關鍵是必須科學地設計出理論與實踐相同步的一體化教學大綱及教學所需要的軟硬件設備。在教學中將理論與實驗實訓內容有機地融為一體，邊講邊練，學用結合，這樣才有可能取得提高學生單片機實際應用能力的教學效果。

[1]仁麗民.《單片機原理及應用》課程教學方法淺談[J].中國科教創新導刊，2008，（7）：28.

[2]葛浩.Proteus在單片機課程設計中的應用研究[N].科技創新導報，2009，（13）：135.

[3]苗新法.單片機教學改革方案探索[J].中國現代教育裝備，2009，（8）：79-80.

G712

A

1672-5727（2010）12-0081-02

劉建華（1976—），男，上海工程技術大學高職學院助教，研究方向為高等職業教育及職業技能培訓。