基于應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的單片機(jī)課程教學(xué)改革

李敏　汪鑫　周冬芹

【摘要】單片機(jī)原理及應(yīng)用是高校電子信息類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。文章結(jié)合應(yīng)用型本科的發(fā)展要求，從當(dāng)前社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的需求出發(fā)，以提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐并解決問題的能力為目的，對(duì)單片機(jī)這門課程的教學(xué)進(jìn)行了改革和探討。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 應(yīng)型人才 任務(wù)驅(qū)動(dòng)

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）15-0021-02

單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程是電子信息工程專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課，實(shí)踐性強(qiáng)、綜合能力要求高是該門課程的特征。通過這門課程學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用的硬件設(shè)計(jì)能力和軟件設(shè)計(jì)能力，這些是學(xué)生將來在相關(guān)專業(yè)就業(yè)工作的基本技能，因此這也是一門學(xué)生走向社會(huì)的 “飯碗” 型課程。所以，探索如何在教育教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，使學(xué)生把專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，對(duì)于高校的教育工作者是十分必要的。

一、單片機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及匯編、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、芯片內(nèi)部資源應(yīng)用、中斷概念、外圍擴(kuò)展方法、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等。教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握單片機(jī)的工作原理，提高學(xué)生的相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)能力。目前在教與學(xué)中的問題：

1.課程學(xué)時(shí)零散

課堂教學(xué)屬于純理論教學(xué)，以課本內(nèi)容為主，內(nèi)容較為分散，學(xué)生學(xué)完后缺乏整體的系統(tǒng)概念。又因各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容太抽象，無法把所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來，應(yīng)用到相應(yīng)的系統(tǒng)中，更談不上開發(fā)、創(chuàng)新，達(dá)不到預(yù)期的效果。

2. 理論多、實(shí)踐少

理論多，實(shí)踐少在教學(xué)過程中造成的最直接影響就是學(xué)生對(duì)前面的單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)及引腳功能介紹感到枯燥、乏味，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識(shí)，而對(duì)后面章節(jié)的外圍接口電路如何擴(kuò)展和連接等知識(shí)難以掌握，使得對(duì)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和實(shí)踐應(yīng)用能力的提升受到限制。

3. 實(shí)驗(yàn)方式單一

我校的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，采用的實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)驗(yàn)箱，由于實(shí)驗(yàn)箱高度集成，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往根本不需要了解實(shí)際的電路設(shè)計(jì)過程，只要簡(jiǎn)單地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書接線，學(xué)生無法將理論與實(shí)際的元器件聯(lián)系起來。

二、改革思路與實(shí)施

1. 改革思路

為了化抽象為具體，增強(qiáng)學(xué)生的相關(guān)能力，提高實(shí)際教學(xué)效果，在教學(xué)中引入了任務(wù)驅(qū)動(dòng)法以改進(jìn)教學(xué)。

在教學(xué)過程中，通過案例組織相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，把教學(xué)內(nèi)容隱含在每個(gè)任務(wù)之中，讓學(xué)生自己提出問題，經(jīng)過思考和教師的點(diǎn)撥，自己解決問題。把時(shí)間留給學(xué)生自己去思考學(xué)習(xí)和體會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。在這個(gè)過程中借用仿真軟件進(jìn)行仿真，并延伸到后期的課程設(shè)計(jì)中去把組建的仿真轉(zhuǎn)化為實(shí)際，這樣學(xué)生經(jīng)過分析、設(shè)計(jì)、仿真以及課程設(shè)計(jì)等一系列環(huán)節(jié)，使理論和實(shí)踐相統(tǒng)一，不僅鍛煉了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，而且鍛煉了軟件編程能力。

2.實(shí)施

（1）方法

課程開始前，要求教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容先進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，將課程知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)子任務(wù)，上課時(shí)教師根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)度的需要想講理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)學(xué)到的知識(shí)，對(duì)每一階段的任務(wù)進(jìn)行電路和仿真驗(yàn)證實(shí)踐設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)過分組討論，教師引導(dǎo)，共同完成該階段子任務(wù)。以后又在此基礎(chǔ)上引入新的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)入下一步的設(shè)計(jì)任務(wù)，由此引導(dǎo)學(xué)生逐步完成完整任務(wù)。最后進(jìn)行討論和總結(jié)。

另外，本門課程結(jié)束后就是相關(guān)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在該環(huán)節(jié)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。通過焊接、調(diào)試，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。同時(shí)，我們還鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)競(jìng)賽，使學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到更進(jìn)一步的提升和鍛煉。

總之，學(xué)生通過分析、設(shè)計(jì)電路、編程、討論和實(shí)踐等環(huán)節(jié)，不僅提高了課程的學(xué)習(xí)效果，掌握了理論知識(shí)，而且培養(yǎng)了他們的實(shí)踐和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。同時(shí)在整個(gè)過程中學(xué)生碰到許多問題，有的在教材上能找到答案，有的在教材上找不到，學(xué)生為了完成布置的任務(wù)就需主動(dòng)去查資料，尋找解決辦法，所以在這過程中學(xué)生的研究能力和自學(xué)能力也得到了鍛煉。

（2）考核

隨著課程教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)行，不斷進(jìn)行擴(kuò)展、完善，到課程結(jié)束時(shí)，基本上形成了完整的系統(tǒng)。為了檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，采用PPT報(bào)告的形式，每一組通過抽簽確定一個(gè)代表，介紹本組的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這一過程中，大家可以發(fā)表不同的觀點(diǎn)。通過小組之間的比較和交流，學(xué)生從其他小組學(xué)生的設(shè)計(jì)方法中在思路上能得到一些啟發(fā)。學(xué)生通過互評(píng)、自評(píng)，回答教師問題，平時(shí)上課表現(xiàn)等評(píng)定各小組成績(jī)，并規(guī)定該小組學(xué)生代表的成績(jī)決定了本組學(xué)生的成績(jī)，這樣從任務(wù)開始同一小組的學(xué)生就會(huì)團(tuán)結(jié)合作，共同參與完成任務(wù)。

三、總結(jié)

在單片機(jī)課程中引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，在運(yùn)用新知識(shí)解決問題的過程中，提高了學(xué)生的分析和解決問題的能力，同時(shí)讓理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高了學(xué)生的興趣。學(xué)生通過分析、設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)踐等環(huán)節(jié)，加深了對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高了實(shí)踐能力，分析和解決問題的能力也得以升華。

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2015年重慶市本科高校“三特行動(dòng)計(jì)劃”特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（渝教高〔2015〕69 號(hào)）。