單片機的體驗式學習課程教學探索

摘要：本文探討對單片機課程教學進行改革，提出單片機的體驗式教學方法，通過對課程內容的規劃梳理，加大課程實驗環節，結合課程教學進度，利用教學開發實驗板安排實驗，實驗從元器件的組裝焊接到編程調試完成，提升了同學對課程學習的興趣，加深了同學對課程內容的理解，促進單片機教學效果的提高。

關鍵詞：單片機；體驗式；實踐性

單片機課程是機電類專業的主干專業課程，據統計這些專業的畢業設計課題中有30%以上的課題與單片機內容相關，由此也可反映出單片機課程在專業課程中所處的地位。

在以往的單片機課程教學中，學生普遍感到這門課內容枯燥，抽象，摸不著頭緒，感覺比較難學，分析其原因與教師在教學過程中沒能針對課程的性質，采取有效的數學手段和方法有很大的關系。

單片機課程是一門應用性、實踐性很強的課程，如果仍采用傳統的單一的課堂教學加簡單的驗證實驗，則學生參與度不高，不能激發學生的學習興趣，學生也不可能真正理解并掌握課程內容，既然單片機課程的實踐性強，那就從實踐入手，精心設計實踐環節，引導學生一步步進入到課程內容中來，在實踐中學，在體驗中理解，從而提高課程的教學效果。

1 體驗式教學方法設計

根據單片機課程教學大綱的要求，重新整合課程內容，放棄以往教學進程安排，加大實踐環節的設置，特別是改變以往實驗教學在試驗箱上做驗證實驗的方法，結合課程內容及課時安排，設計開發專門的實驗板，課程實驗從實驗硬件電路的組裝焊接開始，結合課程內容的進展，設置對應的實驗內容，課程內容進行到哪部分，硬件電路就組裝到哪部分，同時進行相應部分的軟件設計。

課程講授內容與實驗內容的設計方案之一：

課程當前進度：I/O口應用及擴展。課堂教學已完成單片機IO口構成及應用介紹。

實驗內容安排：本實驗完成利用3個IO口驅動2個LED發光二極管及蜂鳴器的硬件電路焊接組裝及編程。具體步驟：

（1）按照原理圖（如圖）完成相關器件的焊接。

（2）編程實現D1D2閃動，BB發聲。

課程講授內容與實驗內容的設計方案之二：

課程進度：鍵盤構成及應用。課堂教學已完成按鍵擴展方法及應用介紹。

實驗內容安排：本實驗完成4個獨立式按鍵的硬件電路的焊接組裝及編程。具體步驟：

（1）按照原理圖（包含有按鍵擴展部分）完成按鍵擴展器件的焊接（在前面的電路里擴展4個獨立式按鍵）。

（2）編程實現通過按鍵對單片機的控制（改變LED點亮方式或LED數碼顯示器內容）。

按上述原則，課程安排了10個實驗項目，每個實驗有與本次實驗相關的硬件元器件的焊接組裝，目的就是讓學生熟悉硬件電路，改變過去面對試驗箱學生基本不清楚用了哪些元件的弊端，而每次實驗需要焊接的元件不多，有的實驗可能只需焊接3-4個元件，這樣也間接影響到學生，讓學生感覺到單片機控制電路也并不是很復雜難以掌握，當課程結束時一個完整的開發實驗板呈現在學生時，學生也會有一定的成就感。

通過這樣對實踐實驗環節的設計，提升了同學對課程學習的興趣，拉近了同學與單片機這樣枯燥內容的距離，加深了同學對課程內容的理解，促進單片機教學效果的提高。

2 體驗式教學效果分析

單片機課程在專業設置的課程中占有很重要的地位，無論是在畢業設計還是各類設計競賽，以及學生的將來就業中單片機知識都有很廣泛的應用，因此，提高單片機課程的教學效果，也改變以往單片機課程不及格率較高問題，讓學生通過課程的學習掌握基本的單片機知識和基本的開發方法是非常必要的。

對單片機實驗環節的改革，是改變和提高單片機教學效果的有效途徑之一。對相關班級采用這種體驗式教學方法后進行的問卷顯示，學生對這個改革是非常歡迎的。

參與問卷學生人數55人，以下是問卷中的2個問題統計：

（1）本課程的實驗環節對你的單片機學習幫助如何？

A作用不大，不如理論教學；（0）

B有一定幫助；（7）

C幫助很大，通過實驗掌握了很多；（48）

（2）你覺得安排的實驗課時數如何？

A課時偏少； （9）

B課時適中； （44）

C課時偏多； （2）

問卷共設置了15個問題，通過統計看，學生普遍對這樣的教學方式是歡迎的，教學過程中也可以體會到學生學習的主動性是很高的，對于課程的學習興趣也是濃厚的，期末考試的優良及及格率也有顯著的提升。

3 結語

在有限的教學時間里，如何能帶領學生盡快進入課程內容，盡快建立起對課程的學習興趣，是提高教學效果的一個關鍵環節，特別是對于單片機課程這樣實踐性很強的課程，如果不能將學生盡快引導到課程內容中來，哪些枯燥抽象的理論概念就會使學生產生一種莫名的抵觸，便會給課程蓋上難學難掌握的圖章，這樣的結果就是一種被動的學應付考試的學，自然不會有好的學習效果。讓學生從體驗入手，結合課程內容進度安排實驗，每一個實驗從硬件設計開始，經過元件的焊接組裝，軟件的編程調試并成功運行而完成。這樣的教學設計，能使學生更貼近實際應用系統的開發過程，也必定會促進學生對課程內容的掌握。

參考文獻：

[1]牛分中，宋風娟.高校單片機課程實踐教學的改革與探討.教育與職業，2008（21）.

[2]李國興，牛雪娟.單片機基礎與應用.浙江大學出版社，2013.

通訊作者：李國興（1961-），男，副教授。