單片機原理與應用實踐教學改革研究與探索

王常順+肖海榮

摘 要：實踐教學是“單片機原理及應用”課程教學過程中非常重要的環節，該教學環節的質量直接決定了學生能否學以致用。針對“單片機原理及應用”實踐教學中存在的問題，該文從實踐教學內容設置和實踐教學的考核體系等方面進行了探索與改革。

關鍵詞：單片機類課程 ?實踐教學 ?教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0127-01

隨著人民生活水平的提高和相關技術的發展，單片機技術在工業控制領域和消費電子領域等方面得到了廣泛的應用。作為高校相關學科的專業基礎課，“單片機原理應用”課程也得到了越來越多的重視，本課程的理論性和實踐性都很強[1-2]。要使學生真正學好本課程，不僅要讓學生深刻理解單片機的相關理論知識，重點在于要讓學生學會怎么用好單片機，因此在高校的教學中，必須做到理論教學與實踐教學并重，通過實踐教學帶動和促進理論教學，不斷提高學生的動手能力和創新能力[3]。

1 當前實踐教學現狀

當前的實踐教學中存在的問題可以從以下三方面分析。

1.1 試驗課時和試驗設備不足

以我校電氣工程及其自動化專業本科生的培養方案為例，單片機原理與應用理論教學共76課時，其中含有60個理論學時和16個實驗學時，另外設有一周單片機原理與應用課程設計。從學時分配上，實驗課時占總課時的21.05%，比例偏低。為了在有限的實驗學時內完成教學任務，試驗指導教師只能安排一些基礎性或驗證性實驗，學生缺乏足夠的鍛煉，達不到實驗教學的最終目的。另外，受實驗室中設備數量限制，實踐教學中出現“抱大腿”現象，即一部分同學認真做，一部分同學玩的現象。

1.2 實踐教學內容缺乏創新性

傳統的單片機實驗教學內容中基礎性、驗證性內容多，綜合性、設計性實驗少。課程設計中選題限于試驗箱和試驗臺資源，題目內容很難跟蹤當前技術發展的熱點。為了達到實物設計的目的，課程設計中題目偏重于實驗臺（箱）上能進行的實驗項目，限于資源，題目難度總體來說偏低，實踐教學過程演變成了對實驗課內容的簡單綜合。且選題陳舊，一題多屆，多人一題現象普遍，缺乏綜合性、新穎性，難以激發學生學習的興趣，更無法培養學生的創新能力。

1.3 實踐教學考核體系

傳統的實踐教學的成績考核包含：課程設計報告，設計過程考核和作品設計考核。由于實踐教學內容缺乏創新，容易出現投機取巧的現象，使得考核過程流于形式，難以區分學生在實踐教學過程中取得的成果，也就調動學生在實踐教學過程中的積極性。

2 實踐教學改革內容

傳統的單片機原理與應用的實踐教學無法達到培養學生創新能力和綜合應用能力的要求，需要進行改革。針對這些問題，實踐教學改革在以下幾個方面展開。

2.1 實驗室建設

良好的實驗室條件是能夠開展實踐教學的基礎條件。在實驗室建設中不再選用試驗臺或試驗箱這些昂貴的試驗設備，而是以單片機開發板作為實踐教學的平臺。單片機開發板價格較低，但資源卻非常豐富，可以最大程度上滿足實踐教學的需要。而且可以隨著技術的發展不斷更新教學資源，甚至部分學生會自行購買。

2.2 項目驅動式實踐教學

實踐教學中不再由指導教師給定題目，而是由同學們自選題目，指導教師審查題目。項目的設計既要完全包含本課程的知識點和技能要求，還要與實際相聯系。所選項目可以源自日常生活中遇到的問題，也可以是自己感興趣的課題。所選題目由指導教師審查題目難度及可行性，并給出建議后形成一個小項目。這種選題方法可以最大程度上避免選題陳舊等問題。變抽象為具體，激發學生的學習興趣。

2.3 實踐教學組織

試驗資源增加后，在組織實施實踐教學中，鼓勵單人單組，最多兩人一組。利用興趣引導學習，激發學習的主動性，從而可以最大程度上避免“抱大腿”現象。而且因為試驗資源不再局限于實驗室，可以更充分的利用利用課余時間。在開設課程設計的學期內完成，參加學期末的課程設計答辯。從思想上不再把單片機課程設計當做某一段時間內需要完成的任務。通過長時間的鍛煉可以取得更好的實踐鍛煉效果。

2.4 開發工具多樣化

實踐教學中堅持開放工具的多樣化，不限定使用仿真器調試。實踐教學前期可以使用仿真器調試，鍛煉學生的編程與調試能力。到實踐教學后期，因為大部分程序已經調試完成，此時引導學生脫離仿真器調試程序，鍛煉學生的分析問題和解決此類問題的邏輯思維。

2.5 以知識競賽引領創新

鼓勵以實踐教學的作品參加國家級或者省級電子設計類比賽。參加這類比賽以增強動手能力為主要目的，同時也會保證作品的實用性、新穎性和知識的綜合性。激發學生之間的競爭意識，促進實踐鍛煉的教學效果。

2.6 實踐教學的考核體系建設

學期末組織課程設計答辯，根據所選題目難度、任務工作量、完成情況、答辯表現、課程設計報告給出最終實踐教學的基本成績。根據參加各類大賽的獲獎情況給出創新成績，這兩個成績按一定比例確定最終成績，在我校目前實施的考核體系中，競賽成績所占比例為30%。增加的答辯環節，既可以鑒別該同學是否真正完成了相應的實踐教學鍛煉，避免抄襲現象和“抱大腿”現象，還可以鍛煉學生相應的邏輯思維能力。

3 實踐教學改革的成效

從2012年開始在電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程三個專業進行實踐教學內容及方法的試點改革，約有1000名學生接受了新的實踐教學內容和方法。通過實踐教學改革，激發了學生學習的主動性與積極性，培養了學生的創新意識和綜合運用知識的能力，提高了學生的動手能力。學生參加電子類大賽的人數和獲獎人數以及獲獎等級逐年提高，2012年，在山東省大學生電子設計大賽中參賽的8只代表隊全部獲得山東省一等獎，2013年，在全國大學生電子設計大賽中有兩個不同的題目獲得全國一等獎，還有2個隊伍獲得全國二等獎，剩下的9只代表隊獲得了山東省一等獎。這些數據充分說明學生學習的積極性得到了激發，實踐動手能力得到了明顯的進步。

參考文獻

[1] 李潔，李衛兵.《單片機原理及應用》實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術，2012（4）：92-94.

[2] 肖靜，馬臨.單片機實驗教學的改革與探索[J].南昌高專學報，2007（4）：101-105.

[3] 孟建，劉瑞祥，劉永啟.“單片機原理及應用”實驗教學改革研究[J].中國電力教育，2013（11）：97-98.endprint