淺談高職院校《單片機原理及應用》課程教學改革

摘要：《單片機原理及應用》課程是高職院校電子類專業的一門專業技術課程。課程本身具有綜合性強，整合度高的特點，導致了學生在學習的過程中，感覺枯燥，難以理解和掌握。本文論述了將傳統教學與項目教學相結合的教學方法。這種方法可以將理論知識很好地應用在實踐中，做到理論聯系實踐，達到比較好的教學效果。

關鍵詞：高職教育 傳統教學 項目教學 單片機

1 傳統單片機教學模式分析

“高等職業教育的培養目標是在生產服務第一線工作的高層實用人才。這類人才的主要作用是將已經成熟的技術和管理規范變成現實的生產和服務，在第一線從事管理和運用工作”[1]。《單片機原理及應用》課程具有十分突出的實踐性。很多學生在學習單片機時都是初次接觸到這種器件，尤其是高職院校的學生，本來基礎就不夠扎實，學習興趣又不高，雖然使用過計算機卻還沒有接觸過計算機的結構，直接講單片機的結構，這無疑類似于在他們一開始出發就在前面橫了一塊巨石，這樣會嚴重挫傷他們學習的積極性。

傳統的單片機教學長期受普通教育的影響，注重課程本身的知識結構，過于講究系統性和完整性以及前后的邏輯聯系，而忽視了教學的對象和對象的接受能力[2]。因此，很多高職院校的學生，在學習過程中感到特別困難，特別枯燥乏味。追究其原因，主要有三個方面：首先，單片機課程本身難度較大。課程涉及到了其他很多學科的內容，且注重軟件和硬件的結合。硬件電路結構本來非常復雜，加上接口芯片和元器件又較多，而軟件光51單片機的指令系統就包括111條指令，且這些指令都只是統一形式，要寫出具體形式那簡直是數不勝數。這些諸多的因素都導致了學生對單片機課程望而止步。其次，現在市面上已有的很多教材都不適合高職院校的學生。導致傳統單片機教學中重理論、輕實踐，理論和實踐嚴重脫節。

2 單片機教學的改革與創新

首先，抓住高職院校學生特點，撰寫、優化教材。由于高職的培養目標是以“就業為導向”的，對于學生技能的提高是第一位的，因此教材應側重單片機的應用，而不是建立完整理論體系[3]。目前，大部分高職院校使用的單片機教材都是參照本科教材或技術書籍編寫的，教材以單片機原理及應用理論作為學習重點，缺少或者沒有實踐環節，形成了較嚴重的“重理論、輕實踐”現象。另外，高職學生本身邏輯思維要弱于形象思維，理論講解時學生始終處于被動學習狀態，接受知識的效果自然就不佳。因此，單片機教材應結合高職院校學生的特點，由淺入深，寓理論于實踐。在內容的編排上要求順序合理，力求簡明扼要，深入淺出，通俗易懂，選擇的實例要典型且較簡單，可讀性強[4]。

其次，傳統教學模式與項目教學方法結合，理論和實踐相結合。項目教學法強調在教師的指導下，由學生以小組工作方式，按照實際工作的完整程序，共同制定計劃，共同或分工完成整個項目[5]。因為高職學生基礎薄弱，我們不能單純按傳統教學模式，先講單片機的硬件結構，接著是指令和軟件編程，然后是單片機系統的擴展和各種外圍器件的應用，最后再講一些實例，這樣會打擊他們的學習興趣。經過多年的單片機教學，在此總結出了將傳統教學與項目教學結合的教學方法。此方法將所學的理論知識放在相應的項目中，項目層次逐次遞進，由易入難，且選用的項目都是生活中常見的項目，運行結果學生也都可以直接看到。讓學生在這些項目的設計中充分挖掘和理解知識點，有機地將理論知識融入到實踐當中。

在傳統教學與項目教學結合的教學方法中，首先提出本次要實現的具體任務，接著對完成本次任務的方法進行分析，提出完成本次任務需用到的相關知識，然后對本次任務用到的知識進行講解，最后講解完成本次任務的過程和步驟[6]。

現以“跑馬燈”為例，說明傳統教學與項目教學結合的實施過程。

2.1 提出項目任務

利用單片機設計一個個性跑馬燈，能夠完成以下功

能：功能一：利用P2口，用單片機內部的定時器采用查詢方式，使8個發光二極管呈跑馬燈方式閃爍（亮1秒、滅2秒）。功能二：用計數器中斷對按鍵按下的次數計數，作為跑馬燈閃爍次數。功能三：用外部中斷對正常顯示和閃爍次數設定功能進行轉換。

2.2 方法分析與相關知識講解

此項目中涉及到了單片機的I/O口、定時/計數器以

及中斷系統，因此，教師可以先引導學生構思實現方法。比如用定時/計數器的定時功能實現跑馬燈亮1秒，滅2秒的要求，再用定時/計數器的計數功能實現對跑馬燈閃爍次數的統計功能，然后用外部中斷實現正常顯示和閃爍次數功能轉換。最后，教師可以詳細講解單片機I/O口、定時/計數器以及中斷系統的特點、結構和應用方法。

2.3 實施過程和步驟

①硬件電路的設計與調試。硬件電路設計是將項目中所有的硬件部分全部用連線連接起來實現設計要求，這是項目的一個難點。在教學的過程中，教師可用傳統教學的方法先講解各硬件部分的結構和功能，然后讓學生設計出電路原理圖。設計好了之后，教師給予評析，學生可根據教師的啟發改進電路。最后，學生由原理圖列出所需元器件清單，根據電路原理圖實現硬件電路的搭接與調試。

②軟件設計。教師引導學生將任務分解成幾個相對獨立的子任務，由不同的項目組成員分擔完成，這是整個項目的另一重點和難點。在軟件設計的過程中需注重學生分析問題、解決問題能力以及創新思維的培養。

③軟硬件結合。軟件設計完成后，對之前搭接好的硬件電路在軟件環境下進行調試。在調試的過程中，如果出現問題，教師應及時引導學生分析問題、解決問題，這樣可提高學生的學習興趣。

3 結束語

鑒于《單片機原理及應用》課程工程實踐性較強的特點，在單片機的教學中恰當將傳統教學與項目教學法結合，不僅可以使學生理解和掌握課程要求的知識和技能，而且還能培養學生分析問題和解決問題的能力，充分發掘學生的創造潛能，對后續專業課程的學習將起到較大的促進作用。

參考文獻：

[1]米秀杰.高職《單片機技術應用》課程項目化教學改革探索與實踐[J].科技資訊，2012（7）：219.

[2]劉曉莉，張燕玲.高職教育單片機技術課程教學改革與實踐[J].教育與職業，2012（27）：134-135.

[3]王義和.新加坡理工學院“項目教學法”對高職單片機課程教學改革的啟示[J].科技信息，2011（33）：416-418.

[4]秦國棟，吳湘蓮.高職院校單片機的教學改革[J].科技信息，2012（10）：200.

[5]貢雪梅.項目教學法在單片機原理課程設計中的應用[J].實驗技術與管理，2009（7）：115-116.

[6]劉國聯.任務驅動教學在《單片機原理及應用》教學中的實施[J].職業教育研究，2007（12）：87-88.