單片機應用型人才培養教學改革探索

史學梅

摘要：從單片機角度分析了二本院校培養應用型人才時面臨的主要問題，闡述了課程安排、教材使用、理論教學、實踐教學、學生的興趣、對口生培養、普高生培養等存在的主要問題。最后提出改革方案：教材的選擇，不同學生應該采用不同的培養計劃，要體現因材施教，理論教學改革、實踐教學改革及實驗人員改革。

關鍵詞：單片機；應用；教學；改革；實驗

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-1580（2017）06-0086-03

隨著機器人時代的到來，將需要越來越多的機器人人才，而單片機是機器人方向的核心專業課，單片機也是電子專業、物聯網專業和嵌入式方向的重要基礎課。單片機應用在日常生活中隨處可見，如報警器、溫度控制儀、數字電視等，而且每年國家級和省級比賽都有單片機或電子設計大賽。當今社會最需要應用型人才，參加單片機或電子設計大賽也需要掌握單片機應用技術。單片機傳統教學培養出來的學生實踐動手能力很差且理論知識也欠缺，為了培養單片機應用型人才，單片機教學改革迫在眉睫。

一、單片機教學現狀

1.課程安排與教材

學校培養方案不合理，課程安排不當，單片機課程被安排在和微機接口技術、匯編語言一起上，又和微機接口技術、匯編語言同一學期同時上，而且在計算機組成原理前面上。學生前期的基礎沒打好，微機接口技術還沒上，很多理論也沒學，對芯片引腳等概念是空白；匯編語言基礎也沒有；對計算機內部工作原理和基本組成原理也不了解。教材也沒有針對性，電子專業和計算機專業教材沒什么區別，且都較繁雜，沒有量身定做的教材。

2.理論教學與實踐教學、基礎與興趣

學生專業基礎課學得不扎實，如模擬電子技術比較難，學生普遍反應學得不行，即使是電子專業學生模擬電子技術基礎打得也不牢，這影響后繼課程學習，學數字電路困難，直接導致學單片機更迷茫，自然沒學習興趣。且學校的單片機理論教學按傳統的教材和大綱編排，理論課時遠大于實踐課時。結果單片機課程上完了很多學生還是一知半解。

理論課較多又很枯燥，這很難激發學生興趣，且實踐教學既教條又流于形式，其基本上都是每部分知識的獨立驗證或設計。

3.對口本科生與普高本科生教學

對口生指的是中等職業學校、職業高中的部分學生參加對口高考考取大學的學生。學校有普通高中考進來的本科生（以下簡稱普高生）和對口高考考進來的本科生（以下簡稱對口生）。對口生也普遍反映理論課難學，對口生和普高生所學的課程如模擬電子技術、數字電路、微機接口技術等都用一樣的教材。對口生本來中學數學、物理基礎就薄弱，且對口生計算機專業女生比較多，女生對硬件感興趣的相對比較少，又因為單片機理論也比較抽象，故她們對單片機課很難產生興趣。

4.實驗室人員現狀

在二本高校里，實驗室人員會選擇轉崗，轉到專職教師崗或行政崗等，同時職稱也由實驗系列轉成其他，如從實驗師轉成講師等。還有一種奇怪的現象：把實驗人員拿去補其他崗位空缺，其他哪個崗位需要人就把實驗室人員調過去，部分實驗人員不能從事實驗工作，造成張冠李戴現象也很普遍，更沒有專職實驗老師，實驗課全部由上理論課的老師兼任，實驗人員幾乎每個系都缺，一方面把實驗人員調離實驗崗，另一方面又招實驗人員。

二、單片機教學改革探索

1.課程安排與教材改革嘗試

學校應該調整培養方案，把匯編語言安排在單片機前面開課，微機接口技術也應該安排在單片機課程前面開課，匯編語言和微機接口技術學完后再開單片機課。學習過8086、8088、輸入輸出概念及程序設計方法、中斷基礎，同時學習過微機接口基本知識、微處理器、地址譯碼技術及存儲器接口、DMA技術、定時/計數技術、并行接口、串行通信接口、總線技術等，為學生單片機的學習打好基礎。

不同專業使用的單片機教材側重點應該不同，因為機電、電子、自動化專業對電路設計要求高，故應該選用對電路設計重點介紹的教材；而計算機相關專業注重軟件設計及應用，應該使用偏軟件應用的教材；但物聯網嵌入式方向對硬件設計有要求，應該選擇對硬件設計做部分介紹的教材。

2.理論教學改革嘗試

單片機前導課程應該做為重要的專業基礎課，如模擬電子技術應該增加實踐環節，數字電路可做一些綜合性設計實踐，加強基礎知識學習。單片機教學應該打破傳統教學理念，不能以書本上每章零散的知識為依據獨立授課，而應以項目驅動為例，在項目中穿插相關概念、程序設計方法與指令結構、單片機硬件構成及原理等。

3.對口本科生與普高本科生并發教學改革

對口生和普高生各有各的優勢和弱勢。對口生學習技能能力和組織領導能力比普高生占優勢；但是普高生的文化基礎比對口生好，普高生理論學習能力普遍比對口生強，但普高生學習技能能力比對口生弱。

對口生和普高生培養方案應該體現因材施教。對口生應先打好文化課基礎，然后注重技能實操訓練。單片機應該增加實踐課時，對口生多做實踐項目，且做實踐項目不能流于形式，不能只寫一篇項目報告，應有具體的項目成品并演示。普高生文化基礎不用補，對他們理論教學適當深入一點，然后再對他們加強實踐教學。對口生偏實操，普高生稍偏理論。

計算機專業對口生女生多，且女生大多不喜歡硬件，因此可讓她們選擇專業方向，愛好硬件的女生選擇嵌入式方向，這部分學生單片機要重點系統教學；另外一部分學生選擇其他專業方向，如軟件工程方向，其他專業方向單片機做為選修課，這部分學生主要掌握單片機基礎常識。

4.實踐教學改革嘗試

單片機現在理論課時是48節，而實踐課時是20節，要以培養應用型人才為目的，就應該偏重實踐，把實踐放到最核心的位置上，實踐課時應該增加，實踐課時應該比理論課時多。實踐也要有綜合設計部分，綜合設計項目的選擇應該體現實用性。實訓內容應該有難有易，對于基礎薄弱的學生選做相對容易的實驗，而學有余力的同學可選擇有一定難度的實驗題做。應該先讓學生自己試著做實驗，等本實驗項目課快結束時再給參考代碼等，否則學生會有依賴性，他們不自己探索而直接參考所給的資料。

單片機應該開設課程設計，要結合所學的理論知識設計選題，以應用為導向，以學生自主開展科研活動為指導組織單片機課程設計。現在其他課程設計是一人一組，單片機課程設計應該幾個同學為一組組成一個團隊，并選基礎好的學生為組長，由隊長負責本團隊同學分工，如有負責系統分析的、有負責硬件電路設計的、有負責軟件設計的、有負責測試的，大家相互協作共同完成本隊項目。通過分組課程設計可培養學生團隊凝聚力，培養學生組織領導能力、培養學生科研創新精神，也為學生后繼課程學習打下堅實基礎。

興趣是最好的老師，應該先安排學生到實訓基地參觀，學生產生學習興趣后，他們學習單片機會很鉆研。

應該適當增加實訓經費。現在實驗室投入的經費不少，但多是投入在物聯網實驗室、智能交通沙盤、網絡工防方面，而單片機實驗或教學用的示波器、烙鐵、洞洞板、彈性小按鍵、杜邦線等都沒有，應該增加單片機實訓耗材經費投入，實驗室應該備一些LED燈、電路板等供師生實踐所用。

可讓部分有潛力且愛好單片機的同學從大一下學期開始進入實驗室，提前實踐單片機，并適當指導，等到大二、大三這部分學生應該基礎不錯了，可以參加些單片機競賽。

5.實驗室人員的調整

應該徹底改變實驗室實驗人員現狀。實驗人員沒有地位、待遇也不高、工作條件和環境又比教師差且要坐班，他們才選擇轉崗；也有部分實驗人員想從事實驗工作，卻被調走從事其他工作，這是學校決策的缺失，也磨滅了實驗人員的工作激情，再不改革將無法適應現代化科技發展。

實驗人員工作環境差，計算機、實驗箱、開發板、沙盤等都會產生和發出電磁射線和電磁波等輻射，另外實驗室各種設備還會有噪音、紫外線、紅外線以及可見光等多種污染。應該提高實驗人員的待遇，以待遇留人、感情留人、環境留人。實驗人員被調去填補其他崗位的應再調回實驗室，實驗人員就應該從事實驗工作；為了提高實驗人員的業務水平，應當提供機會培訓實驗人員。不能所有實驗課都讓理論課老師兼任，應該配備專門的實驗老師從事實踐教學工作。

三、結束語

隨著信息化社會的進一步發展，智能化程度越來越高，單片機應用也滲入到各行各業，將急切需要大量單片機高水平應用人才，要深化單片機教學改革，應該打破傳統教學理念，既注重理論教學，又加強實訓操作，在實踐中進一步完善教學改革，不斷創新，才能實現單片機高素質應用人才培養目標。

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