單片機課程設計教學改革探討

周平　楊兵

摘 要：單片機課程設計可以培養(yǎng)學生具有一定的設計開發(fā)能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。結(jié)合安徽農(nóng)業(yè)大學電氣工程及其自動化專業(yè)近幾年的教學實踐，著重從學生分組、選題、實施及考核等方面展開探討，以期為單片機課程設計更好的開展做出努力。

關鍵詞：單片機；課程設計；教學改革

中圖分類號 G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）06-160-02

安徽農(nóng)業(yè)大學電氣工程及其自動化專業(yè)2009年首次開始招生，2011年秋開始學習單片機原理及應用課程，講解中采用了匯編語言與C語言兩種版本，之后2012年上半年該專業(yè)2009級開始為期2周的單片機課程設計，在設計過程中初期發(fā)現(xiàn)如下問題：（1）學生設計題目由教師指定，數(shù)目較多，難度各異，學生自主選擇空間不大；（2）學生理論基礎尚可，但實踐能力普遍較弱，主要表現(xiàn)在程序讀寫不熟悉（3）少數(shù)同學能很好完成任務，但不少同學存在“打醬油”情況；（4）小組成員雖然有明確分工，大多成員除了對自己的工作熟悉外，對其他成員所做工作不太熟悉，與其他小組間也缺乏交流。針對上述存在問題，在查閱大量參考文獻的基礎上[1-6]，筆者著重從學生分組、選題、實施及考核等方面進行了整體設計，并依此對課程設計及時進行了重新部署。

1 分組

2009級共有99人，分兩班進行，筆者所帶班有50人。分組時主要考慮分組數(shù)量、組內(nèi)成員搭配和班級協(xié)助小組（1）分組數(shù)量。組數(shù)過少，則組成員較多，會產(chǎn)生冗余人員，造成有些成員得不到有效實踐機會；1人一組，雖然可以增加成員的動手機會，但缺乏團隊協(xié)作方面的鍛煉機會。因此，筆者選擇了2人一組，這樣整個班共分成25小組。（2）組內(nèi)成員組成。若采且成員自由搭配的話，勢必造成有些成績好的同學在一組，一些成績差的在一組，為了消除這些影響，選取單片機課程設計前修課程單片機原理及應用、C語言、模擬電路、數(shù)字電路、C語言課程設計、模擬電路課程設計和數(shù)字電路課程設計等7門課程的成績，選取100為基數(shù)，分別對各科成績進行歸一化處理；把課程設計類歸一化成績權(quán)重設為2，單片機原理及應用歸一化成績權(quán)重設為1.5，其他課程歸一化成績權(quán)重設為1；把各科歸一化成績乘以權(quán)重后進行累加，得出該學生的綜合成績；最后按綜合成績進行排序，把第1名與第50名進行組合，第2名與第49名進行組合，其他以此類推。（3）班級協(xié)助小組。選取綜合成績前5名成員組成班級協(xié)助小組，由指導老師進行強化指導，然后在課程實施過程中負責協(xié)助老師指導其他相同課題小組。

2 選題

選題主要遵循以下原則。（1）采取指導教師定題或?qū)W生自主選題結(jié)合的原則。選題要貼近現(xiàn)實，便于學生了解課程設計的應用價值；（2）知識點要求原則。考慮單片機課程原理及應用的特點，設計選題應主要考慮鍛煉各知識點，主要包括中斷、定時器/計數(shù)器、串口通信和擴展與接口技術(shù)，因此，在筆者設置題目或?qū)W生自主選擇的題目應至少涵蓋3個知識點。（3）便于管理原則。以筆者所帶班級為例，50人分為25組，若每組1題，勢必造成題目過多，在電路元器件購置上引發(fā)更多工作量，組間不便于交流，協(xié)助小組也無法發(fā)揮其作用。因此，筆者先確定5個協(xié)作小組成員所在組的課程設計課題，協(xié)作小組成員間課題各不相同，可以選擇指定課題，也可以自選課題，協(xié)作小組成員由指導教師強化訓練，確保其可以指導其他小組；然后以協(xié)作小組成員所在組選題為參照，把其他20組分成5大組，每大組內(nèi)所選課題均相同，指定每大組的具體協(xié)作指導人員。

3 實施

確定分組與選題后，開展前關鍵是闡述清楚考核機制（見下節(jié)）。明確考核辦法后，開始正式進入實施階段。采取的辦法主要有：（1）采取一般指導與個別指導相結(jié)合的原則，一般指導針對全體人員開展包括文獻檢索、任務書制定、任務分配、時間節(jié)點安排、keil c51使用、proteus軟件使用方面的整體介紹。個別指導主要是對協(xié)作小組人員或小組內(nèi)主要人員針對上述難點問題進行具體指導；（2）明確各小組人員分工，確定任務時間節(jié)點；（3）明確協(xié)作小組人員任務；（4）先用keil 51編寫應用程序，再用ASM編寫應用程序，用proteus繪制電路并進行仿真，通過檢查后方可焊接電路板；（5）電路板檢驗通過后，參照本科畢業(yè)設計要求，撰寫設計說明書；（6）按小組采用PPT進行答辯，限時10min，包括電路設計、程序設計和經(jīng)驗體會。

4 考核

考核辦法是確保分組管理、協(xié)作小組管理、選題及開展環(huán)節(jié)有效的關鍵措施，筆者在實施過程中主要遵循以下原則：（1）連帶原則：小組成員答辯時必須清楚本小組課題的所有技術(shù)環(huán)節(jié)，包括電路設計、代碼解釋等；否則視為不合格，重新組織進行答辯；協(xié)作人員所負責大組初次答辯時存在成員不熟悉電路或代碼情況下，協(xié)作人員不能加分（2）同組不同分原則：在小組答辯符合要求的情況下，根據(jù)任務安排，小組主要完成人在小組成績基礎上進行一定上浮；次要完成人進行一定下浮；（3）組間協(xié)作原則：在完成本小組課題的基礎上，選則另一大組內(nèi)課題進行學習，答辯時一同匯報，若不能，視為不合格，重新組織答辯，但不影響本小組的協(xié)作人員考核。

5 結(jié)論

筆者用上述分組、選題、實施及考核辦法先后應用于安徽農(nóng)業(yè)大學電氣工程及其自動化專業(yè)2009級和2010級單片機原理課程設計，雖然設計的周期最后遠遠大于了2周，但方法從機制上保障了分組的合理性，從考核上杜絕了“打醬油”學生的存在；從機制上保障了選題的科學性，由此引發(fā)學生對于創(chuàng)新性的思考；從機制上明確了小組內(nèi)、小組間的交流合作機會，鍛煉了協(xié)作小組成員的領導能力，培養(yǎng)了學生間的互助協(xié)作精神。與學院同年級其他專業(yè)相同課程設計學生相比，筆者所指導的班級在整體上體現(xiàn)了很強的實踐能力， 2009級學生在今年的畢業(yè)設計過程中，實踐能力普遍受到了指導教師的認可，其中段熊波同學以單片機為基礎的一個項目獲得了安徽農(nóng)業(yè)大學第五屆“興農(nóng)杯”一等獎和第五屆安徽省挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)大賽銀獎；2010級87人也依此積極申請了10多項的校創(chuàng)新基金。但是由于方法尚處于試運行階段，還存在一些尚需探討的問題，希望能廣大單片機課程設計指導教師提出寶貴的意見。

參考文獻

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[2]胡瑞強，張毅剛，李成偉. 單片機課程設計教學改革探討[J]. 實驗科學與技術(shù)，2010（3）：46-49.

[3]董亮，朱磊，何鵬. MCS-51單片機課程設計的研究[J]. 實驗室科學，2008（4）：56-57.

[4]馬金祥，何一鳴. 單片機課程實踐能力培養(yǎng)方法的探討[J]. 常州工學院學報，2007（3）：87-91.

[5]張毅剛. 單片機原理及應用[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004：1-9.

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（責編：徐煥斗）