淺談單片機教學方法與教學模式改革的探討

王許+謝玲

摘要：單片機課程是工科專業重要的理論教學環節，為進一步深化課程教學模式改革，形成更具活力、更富效率、更有特色的獨立院校本科實踐教學體系，全面提高學生實踐教育質量，本文積極探討了符合獨立院校本科課程教學的人才培養創新模式。探討課程的題結構，進行體系的重新組合，可以通過教學的改革，來強化實踐教學和理論教學的聯系，最終提高學生學習積極性，使學生實踐能力得以增強，并針對目前獨立院校對單片機類課程進行改革時普遍存在的問題進行探討。

關鍵詞：獨立院校；單片機教學方法；理論教學與實踐教學；教學模式改革；教學建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）02-0074-02

一、概述

隨著基于工作過程的課程體系開發在獨立院校的深入開展，廣大獨立院校紛紛打破了傳統學科型課程體系，并針對實際工作體系進行重構，并按實際工作結構重新設計了課程結構。筆者以我院“關于組織開展2014年年度教學改革與實踐項目申報工作的通知”的建設為契機，進一步深化課程教學模式改革，形成更具活力、更富效率、更有特色的獨立院校本科實踐教學體系，全面提高學生實踐教育質量這一目標，積極探討符合獨立院校本科課程教學的人才培養創新模式。

筆者以工作過程為導向探討課程體系重構，推進教學方法改革，在我系開展基于工作過程的項目化教學實踐。通過教學改革，強化理論教學與實踐教學的聯系，其目的在于提高學生學習積極性，使其我們的學生實踐能力得以增強，具有一定的實踐創新能力，通過創新性實驗使其實踐能力明顯增強。

二、常見單片機教學中存在的問題

培養學生對該課程學習的積極性和一定的電子產品獨立仿真、設計創新能力，要求我們搞好課程與實踐教學環節的關系，找出并解決好實踐教學中存在的問題和矛盾。筆者通過在教學一線多年的教學經驗和體會，擬定以下問題跟大家探討。

1.學科本位過于強調知識的系統性，學科面窄。很多獨立院校對單片機類課程進行了項目化教學改革，但是單片機系統設計涉及的知識面比較廣，學習難度比較大，為了讓學生較好地掌握單片機系統設計技能，很多院校還是采用多課程設置的方法。這種多課程設置的方法使課程間的學科本位體系的痕跡仍然存在，而學科本位過于強調知識的系統性，學科面不廣泛，不能體現出當代教育中個學科技術的融匯特點，學生的思維在一定程度上被束縛，很難有在實際問題中解決困難的綜合能力。

2.未有編寫得比較到位的系統設計與制作項目化教材。鑒于C51高級程序設計語言具有程序結構清晰、可讀性好、易于維護等優點，部分獨立院校也已嘗試直接將單片機技術單獨列為一門課程。后續的單片機技術綜合實踐課程專注于單片機接口技術及系統級的程序設計能力的培養，但是，單片機應用系統設計與制作能力本身就是一項工作過程特征非常鮮明的職業能力，而且單片機技術和C語言程序設計均有各自的理論體系，通過項目引入的方式將兩大知識理論體系融入具體的項目中，還是有一定的難度，這就導致了目前還沒有適用于無單片機基礎的學生學習，并且編寫得比較到位的單片機應用系統設計與制作項目化教材出現。

3.過分注重軟件教學，忽視教學硬件。實際單片機應用系統都包含兩方面的設計：軟件的設計與硬件的設計。硬件設計是系統的基礎設計，硬件發揮需要軟件設計的保障。因此，單片機類課程既要開展單片機結構知識教學，又要開展硬件知識教學，同時還要開展單片機C語言程序設計的教學，任務比較繁重，這使得當前很多獨立院校過多注重C51軟件編程方面的教學，在實際的課程教育中，只是在已經有的實驗框架上，進行一些驗證性的實驗，實驗中的電路等已經在實驗前全部搭接好，學生在實驗后不能對硬件電路進行深入細致的了解，教學過程大多沒有貫穿整個學習過程的源于實際產品的學習載體，學生很難將所學的軟件知識和硬件知識聯系起來。

三、新教學模式的提出

現實市場的需要確定我院明確的工作任務與工作目標，作為獨立院校，有必要對當前的單片機類課程的整體設計、課程的教學模式等進行改革，把培養學生的實際操作能力和畢業就能勝任工作能力作為課程改革的方向。

我們必須知道，強化獨立院校的實踐教育要遵循構建明確的生產實習活動體系，讓整個教學活動的過程是學生主動參與動手、動腦與動口的活動，通過學生的實踐感知，從而激發學生學習的興趣和創造的欲望，使學生的個性得到培養，改變學生長期以來的思想觀點的束縛，同時反過來提高理論課堂教學效率，提高學生的綜合素質，使學生擴大視野，增長實干，活潑主動地全面發展，成為對國家、對社會有用的具有健康個性的人。同時為教師探索尋找一條實踐與教學緊密相結合的教學模式，為今后進一步研究應用型人才素質教育提供理論基礎。

1.明確目標定位。單片機應用是工科專業畢業設計的一個重要選題，21世紀的工科大學人才，學好單片機的目的是用好單片機，一方面可以加深對計算機原理和結構的認識，另一方面也為自身在專業上的深入發展構筑了一個很好的平臺。該課程不僅能夠鍛煉提升學生的實踐操作能力，提高自己的技能素質，也可以提升學生在激烈的競爭中的競爭能力。

2.解決單片機與相關課程體系的銜接問題。針對單片機技術、C語言程序設計、電子技術、電工學、現代控制工程、數字電子、模擬電子等相關學科均有各自的理論體系的問題，通過項目引入的方式將大知識理論體系融入具體的項目中，通過教學過程將所學的軟件知識和硬件知識聯系起來，通過課程開發與實踐的課題，擬對“教、學、做”一體化的教學方法進行深入研究，對該課程以項目行動體系，重構課程知識體系的方法進行深入研究，設計出能將單片機結構、單片機硬件電路設計和單片機C語言程序設計的知識體系融入來源于實際產品的項目情境和典型的工作任務，使學生的整個學習過程的貫穿于實際產品的學習載體。

3.強化課程設計體系。單片機系統應用的設計，是實踐教學中一個綜合性的課程設計，他可以對理論課程和實驗課程起到綜合補充的作用。它重點培養了學生對已學過的理論綜合運用的能力，也鍛煉了學生在實踐中解決和分析問題的能力，對加深課程理論的理解和應用、切實加強學生的實踐動手能力和創新能力具有重要意義。這種設計環節是鍛煉工科學生綜合性和實踐性的一個重要的環節。

其應用系統設計是使學生融會貫通本課程所學專業理論知識，設計計算和安裝調試過程都應是完整的，從而來加深強化學生對理論知識和應用實例的理解。掌握電路設計、元器件安裝、軟件系統設計、電路仿真調試、儀器測量性能指標等內容，了解解決實際問題的一般過程，培養學生綜合運用基礎理論知識和專業知識去解決實際工程設計問題的能力。

4.強化第二課堂。開展課外創新制作工程，開設第二課堂，將創新制作和電子設計競賽融入單片機應用系統設計與制作的教學中。使整個教學過程以實際的項目情境和完整的工作過程為導向，以典型的工作任務為驅動，以項目的開發步驟為順序，以實物作品制作為載體，一定要突出學生的主體地位，讓學生在實際的項目開發過程中，積累項目開發經驗，達到較好地理解單片機的結構，比較扎實地掌握單片機硬件電路設計和單片機C語言程序設計技能的目的，形成單片機應用系統設計與制作的實際工作能力。

5.擬定可行性的研究路線、教學實踐方法等改革舉措。（1）選用優秀教材，細挑精選教學內容，根據單片機市場發展趨勢因材施教。保證教育教學質量的基本條件是要有優秀的教材，優秀的教材能夠提高學生的自學能力，同時擴大學生的學習范圍。在實際教學過程中，不能忽視實踐教育的重要性，一味注重理論教育，要做到知識和應用相結合的傳授教育。充分注意前后知識的銜接，列舉工程實例和器件知識，增加學生的感性認識與理解，提高學習效果。因為這門課程具有很強的實踐性，所以要避免進行煩瑣冗長的理論教學，要注重單片機的設計理論、設計方法、軟硬件編程與調試的經驗傳授。在教育的全面設計上讓學生擁有既具有理論指導，又具有實踐鍛煉，同時能夠提高學生實踐動手能力的教育教學體系。（2）采用交互式教學和項目教學方式，創新強實踐課程的教學方式。學生們在電子設計競賽中和就業過程中成敗的關鍵就在于熟練運用該課程。針對該門課程的實踐性很強的特點，課程中成員改革創新教學方法，采用交互式學習和項目教學等方式。在課程教學中，運用交互式多媒體手段，在編程和調試中教師與學生共同參與，鍛煉學生的實踐能力，提高學生的理論水平。在課程設計中，采用項目教學手段讓學生掌握目前市場的電子項目開發的流程和方法，同時也鼓勵我院學生在申報貴州大學STR人才計劃等項目，在此項目中能讓學生得到啟發和提高。這樣通過交互式教學和項目教學等教學方式的創新，切實增強工科學生的實踐能力。

四、結束語

長期以來，我院一直在積極探索建立貴州省特色獨立三本院校辦學經驗，探尋一套適用于工學結合人才培養模式的《單片機原理及運用》課程的教學方法、考核方式和教學管理方式，努力開展課外創新性實驗環節，開設第二課堂，將創新制作和電子設計競賽融入電路的教學中，注重理論分析和實踐背景的結合。深知教學質量的好壞，直接影響我們專業培養目標的實現和我們培養學生的質量。讓學生掌握理論聯系實際之鑰匙，獲取全新的真知，讓其學習不再乏味，得到學生的認可，使學生的自學能力、認知能力、創新能力得以升華。

參考文獻：

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