高職單片機課程教學改革淺析

史亞維

摘 要：單片機是軟件硬件結合，實用性很強的一門實踐課程，也是應用電子技術、光電子技術、通信技術及自動化控制等專業的一門核心課程。隨著社會和單位對實用人才需求的不斷變化，單片機課程的教學改革和實踐需要不斷深入，不斷創新。該文從目前單片機教學的現狀和存在的問題分析入手，從教學方法、教學內容、教學實踐、考核體系等方面進行論述，淺析單片機課程教學改革的方向和采取的措施，以適應新時期社會和企事業單位對人才需求的變化，使高職教育與社會需求密切結合而不脫軌，培養出一批高素質創新型人才。

關鍵詞：單片機 教學改革 教學實踐

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0171-02

隨著科技的不斷進步，單片機作為微處理器被廣泛地應用在智能家居產品、科技數碼產品、工業控制等領域。高職教育旨在培養學生掌握現代化技術的實用型技術人才，高職學校在為社會輸送實用型人才方面起著很重要的作用，而單片機就是一門實用性很強軟硬件結合的一門課程，目前單片機教學主要是理論方面，在實踐方面做得不多，因此現在高職單片機課程就必須在教學方法、教學內容和課程考核方面進行改革，以培養出一批高素質實用創新型人才，以適應新時期社會和企事業單位對人才需求，而不出現學校教育與社會需求脫節的問題。

1 目前單片機教學實踐中存在的問題

1.1 教學方法和教學內容固定

目前多數高校單片機課程都是先理論教學后實驗的教學方法。理論教學按照教學大綱進行授課，強調知識體系的完整性、嚴密性，所以上課基本都是按照教材照部就班地給學生講一大堆的理論知識，學生聽得似懂非懂的，另外在軟硬件結合部分，涉及到c軟件編程時候，多數學生對前一學期學習的c語言編程都忘得差不多了，這樣學生學習的過程就慢慢地變得困難了，最終學生失去了學習單片機的興趣。

實踐教學多為用單片機實驗箱進行簡單連線和下載程序進行的驗證性實驗。由于實驗箱的結構是固定的，已開發的程序也是固定的，所以學生難以通過實驗箱進行開放性的創新型的項目開發與設計。因此，學生學習的積極性就不高，也難于提高學生的創新性。

1.2 教學實踐時間短，軟硬件結合能力差

高職院校培養目標是培養出一批實用型創新型人才，高職單片機課程的實用性就很強，因此該課程的教學就要更注重培養學生的實踐能力創新能力。但是目前的教學大綱中理論教學占了3/4的教學時間，實訓時間只能壓縮到1/4的教學時間，導致學生實踐時間少，動手能力弱。

任何一個完整的單片機系統都是既包括軟件設計又包括硬件設計，因此單片機課程對學生的軟件編程能力和電子電路應用能力都有一定的要求。然而很多高校的實訓基本都是采購成型的硬件，學生只需要對硬件進行簡單的連線操作，對編譯好的程序下載編譯后撥動幾個開關就實現了。在這個過程中學生對硬件的設計和軟件的編程基本沒有理解，更別說自己設計系統硬件，結合硬件進行軟件編程，而這些正是創新型人才的核心。

1.3 考核機制過時，無法考察出學生真實水平

單片機課程考核的方法一般是以期末筆試考試的成績占比80%，實驗的成績占比20%來考核學生能力的。這種考核方式只能考查學生的理論知識和簡單實驗操作的能力，無法考查學生實踐的能力和用單片機進行電子產品設計與創新的能力。這種考核方式，體現不出實踐的重要性，更不能全面考查學生的實踐與應用能力。

2 單片機教學改革

2.1 優化教學方法和教學內容

進行項目驅動式教學，讓項目來倒逼理論學習，這樣的理論學習效果更好，理解得會更深入。打破傳統的授課方式，把單片機教學場所由教室轉移到實訓室，讓學生在做中學，學中做，提高學習興趣。

單片機課程是一門理論和實踐性都比較強的課程，并且該課程較為抽象，需要學生用“有限硬件資源”的思想去考慮各類復雜的控制問題，這就要求課程的理論教學和實踐教學內容合理，能通過相互補充的方式提高教學效果。

傳統的單片機教材注重知識的系統性，理論知識多、實踐內容少，很難適應項目式教學的需要，因此，根據一體化教學實際情況需要選擇合適的項目驅動式單片機教材。由于課時有限，所以給理論課的教學帶來了一定的難度。在理論課程內容的安排上應該盡量刪減不常用、過時的內容，突出常用、基本的、時新的內容，同時又要保證讓學生清楚單片機內部的寄存器、存儲器、各部分協調工作的時序過程。以項目驅動式教學為主，把項目實施過程中所需的單片機知識穿插其中，這樣學生學習就有興趣，也提高了主觀能動性，更加有利于提高教學質量。

2.2 加強實踐教學，豐富實踐教學形式

單片機實踐教學要求學生能夠掌握單片機基本指令和使用方法，掌握單片機系統的開發流程及操作技巧，因此需要學生在軟硬件上均應進行實踐鍛煉。安排學生在學期末進行一個為期1～2周的綜合實訓，進行一個綜合產品開發，建立單片機的最小系統，學生必須從設計電路板開始，包括選取元器件、構建硬件電路，然后進行軟件調試，最終保質保量地完成這個電子產品。這就能充分鍛煉學生的動手能力和系統設計能力。

引入Proteus仿真開發軟件，學生就可以在教室或寢室的電腦上通過Proteus平臺進行仿真學習，從硬件的搭建、軟件的設計，到軟硬件的聯合調試都可以做，這樣到了實訓室后就可以節省很多準備的時間，提高學習的效率，而且學生對整個項目會有一個深刻的認識和理解。Proteus的EDA軟件，具備由微控制器及外圍器件組成的混合電路的仿真功能，能進行51系列、AVR系列和ARM7等軟硬件仿真。該軟件注重于器件的關鍵引腳連線，能結合KEIL UVISION等編程環境用C語言合匯編語言，對單片機系統進行主要功能檢驗和輸出結果仿真，這大大提高了單片機學習和開發的效率。

采用多種教學方式，提高教學效果。可采用多媒體進行單片機的理論教學，但不是簡單地用PPT羅列課本的知識，對于抽象的內容需要用POWER POINT中動畫功能予以演示，對學生很難想象單片機取指令、編譯指令和取數據的過程，通過動畫顯示的方式，學生就很容易理解PC指針的工作方式以及CPU進行取指、編譯和執行指令的過程。除了多媒體教學外，還應充分利用各種資源，如利用板書、多媒體、網絡等手段，揚長避短，充分發揮各自優勢。

2.3 完善單片機理論與實踐考評體系

單片機課程考核方法的改革，近年來一直是大家探討的話題，但卻沒有一個非常完美的考評方法，都各有利弊，因此需要結合多種考核方式進行綜合考評。該課程由于實踐性強，所以考核不能只局限于理論考核和平時的實踐課堂考核，應該就學生最終的一個整體水平有一個測試和評價。因此，可以把學生的作業、出勤、實驗報告、課堂測試和學生的期末考試成績結合起來，通過教學過程中的引導，調動學生的學習積極性。當然，隨著社會的進步，不同屆的學生的學習特點各有不同，因此，可以靈活確定各類考核的比例，來引導學生加強某個教學環節的學習和鍛煉。

3 結語

近3年筆者學校對單片機課程、教學、實踐考核進行了逐步改革，通過選用項目驅動式教材，采用自編的精選項目的單片機實訓指導書，理論教學和實踐時間各占一半，引入Proteus軟件進行輔助教學，最后安排1周的單片機綜合實訓，然學生獨自完成一個單片機的產品，改變以往的考核機制，采用多方面結合的考核方法。在采取這一系列措施后，學生的學習效果明顯提高，主觀能動性大大增強，學習興趣和成績明顯提高，學生參加全國高職院校電子設計大賽多次獲獎。

參考文獻

[1] 徐敏，盧周平.“單片機原理及應用” 課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2006（1）：82-84.

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