創新教育形勢下的單片機教學模式改革研究

姚廣宇

摘 要：2015年《國務院辦公廳關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》指出鼓勵大學生創業，這再一次地給高校創新教育課程改革敲響了警鐘。創新教育到底是什么？是一股風還是一門課？還是貫穿于整個大學的學生思想的轉變？而以單片機為基礎的嵌入式系統課程式許多學生參加各類創新創業競賽的基礎，更是科技轉化類創業項目的基礎。在這類課程上引導學生建立創新意識可以事半功倍。本文結合我校單片機課程改革，提出了創新引導與課程實踐的教改方案，鼓勵學生上課發散思維，課后動手創新，取得了一定效果。

關鍵詞：嵌入式系統 單片機 創新實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0202-02

2015年《國務院辦公廳關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》再次指出鼓勵大學生創業，孵化培育一大批創新型小微企業。隨著近年來大眾創新創業的發展，各級政府與企業聯合在高校舉辦創新創業競賽層出不窮，特別是近兩年的“互聯網+”比賽，更是引得了全球關注，許多國外風投公司也躍躍欲試。據全國大學生比賽網統計每年有上百個類似的競賽，除去各地方的比賽，一個工科學生每年可選擇參加10個左右的創新創業類比賽。比賽在一定程度上鼓勵了大學生創業，推動了創新社會的發展，而給高校的課程也帶來了深深的思考。創新教育到底是什么？是一股風還是一門課？還是貫穿于整個大學的學生思想的一種轉變？

以單片機為基礎的嵌入式系統是許多學生參加創新創業大賽的基本技能，學生們也迫切需求掌握單片機一類的技術，參與老師科研、各類競賽甚至畢業后自己創業。這就致使不少學生大一剛進校門就開始尋求這方面的技能學習，擁有了一定基礎后，參加各類比賽，為自己的創新創業計劃添加砝碼。如果在這類課程上進行以創新為目的的課程改革，循序漸進地引導學生建立創新意識，可以事半功倍。本文結合我校單片機課程改革，提出了創新引導與課程實踐的教改方案，鼓勵學生上課發散思維，課后動手創新，取得了一定效果。

1 創新引導與課程實踐的教改方案

1.1 選擇經典單片機教學

目前智能產品領域使用的單片機種類有很多，包括AVR、ARM、DSP等等，但由于51單片機結構經典，原理具有普遍性，同時還有課時量的限制，目前的單片機課程教材，常以51單片機為主進行介紹，這雖有利于學生掌握基本原理、基本分析方法，但卻與實際生產生活相脫離。但考慮在有限的課時內，讓學生了解更多的知識，使課堂上的內容融入到現實生產生活中，使有基礎的學生更能發揮其能力，無基礎的學生也能快速地學到單片機技術的基本技能，我系開展了《單片機原理及應用》課程改革大討論，認為現行的教學課程并不存在理論與實踐結合不緊密，而是對學生的應用能力培養不足，應當突破傳統的教學模式，探索新的教學方法。最后，課程梯隊一致認為：在教學過程中仍以51單片機為藍本，學生在掌握51的基礎上，更能積極地去學更高檔的嵌入式系統。

1.2 以興趣激發的發散性思維培養

單片機原理及應用是一門只有在探索、實踐中才能學到東西的課程。在課堂上一味地灌輸，不僅無法達到培養學生能力的目的，還會使學生提不起興趣。所以，課堂教學要充分激發學生的興趣。

A我們將單片機知識結構分成幾個項目，課堂講解以案例為導向實施教學，每堂課圍繞一個知識點，設計一個具體案例，先給出系統成品直接演示，然后從硬件設計到軟件編程，一一講解。學生對課上項目消化后，課后安排學生開展“第二課堂”大討論，尋找生活中的應用場合，發散性的思維訓練，并舉一反三，進行演示交流。

1.3 集中式授課，分散式實驗

原課程32學時，一周2學時，這種零散的時間授課，導致學生學的零散，重視程度也不夠。在傳統教學中我們發現，真正想學的學生往往自學一個月就可以掌握大概了，而我們花4個月去學習，這無疑大大削弱了學生的積極性。

于是我們開創了集中式授課，分散式實驗的教學方法，32學時集中8周上完，每周4學時。為了加深印象，還給每位同學派發了實驗開發板，上課的例程學生可以在課后自己操作，并要求舉一反三地進行擴充，下一次課堂上抽查演示。

這種學生自主實驗打破了原有教學的方式，使學生主動地去找同學、老師幫忙，甚至開始了通過網絡提問解決學習問題。

1.4 綜合設計型實驗項目

在學期前8周時間上完理論課后，安排學生2人一組完成一個大型綜合設計型項目。項目以老師出題與學生自擬題目相結合的方式，由老師制訂項目設計任務書，給出指標要求。設計制作過程完全由學生自己討論、查資料、選購器件、焊接、編程、調試。該項目以創新設計能力為主要培養目標，綜合考察全面應用單片機各個知識點的能力，同時檢驗了學生動手、動腦能力以及團隊協作能力。

2 條件保障

（1）以我校通信工程專業實驗室為依托，建設了一個開放、規范、有利于發揮學生聰明才智的嵌入式創新實驗室，保證學生大型綜合設計實驗項目的開展，為培養學生的創新能力和增強現代工程意識提供了硬件保證。

（2）以國家級“電子信息與通信工程虛擬仿真實驗教學中心”為依托，豐富教學資源，研制網絡多媒體教學系統，并建立教學網站。

（3）進購教學教具，包括Proteus仿真軟件、用于課堂演示的創意產品、實驗室基礎實驗板、編程器等。

3 結語

全民創新時代下，高效教育重在創新意識的教育。工科類院系更要充分引導學生發散性思維，發揮學生的創造力，并通過項目化的模式組織教學內容，將理論與實踐緊密結合，培養學生的專業技能和應用能力，切實提高學生的獨立動手和解決問題的能力。

在課程實驗的基礎上，鼓勵學生參加各類競賽，特別是創新創業類比賽，通過更大的舞臺提升自我。幾年來，單片機課堂的學生在智能互聯、物聯網、機器人等比賽中屢獲佳績，收到了很好的效果。在學生中創新成為了一種意識，有基礎的同學都自發繼續學習其他類型單片機，提高自己的水平與創新能力，提高就業競爭力。

參考文獻

[1] 徐杭.《單片機與接口技術》與科研項目相結合的教學改革方法的研究[J].當代教育實踐與教學研究，2017（12）：90.

[2] 張思艷，馬駿杰，孫軼男，等.電氣工程創新實踐課技能培養體系研究[J].中國現代教育裝備，2017（21）：66-68.

[3] 夏玉璽，巫曉燕.基于分型培養的單片機實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2017（5）：5.

[4] 王巍，王國洪.基于“問題——解決方法”的單片機教學方法研究與實踐[J].教育現代化，2016（36）：137-138，154.