《單片機(jī)實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

金韋利 姜禮華

【摘要】針對(duì)我校單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)狀況，剖析了教學(xué)過程中存在的問題，提出了相應(yīng)的教學(xué)改革措施與方法。實(shí)踐證明，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程的多模塊教學(xué)改革提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、累計(jì)了其工程實(shí)踐能力、培養(yǎng)了其團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通表達(dá)等綜合能力，改革經(jīng)驗(yàn)具有一定的推廣價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 實(shí)訓(xùn) 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）37-0202-01

單片機(jī)是現(xiàn)代測(cè)控的核心，“單片機(jī)原理及應(yīng)用”是工科院校電子、機(jī)電等專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課，同時(shí)也是一門軟硬件技術(shù)結(jié)合緊密、理論性與實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。尤其是單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)的技能訓(xùn)練，鞏固和加強(qiáng)所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)其動(dòng)手能力及工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，其與單片機(jī)理論課程具有同樣重要的地位。盡管單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程在我校已開設(shè)幾年，但目前的實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)效果不夠理想。因此，實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革迫在眉睫。

1.目前單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)存在的問題

（1）單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程與理論教學(xué)結(jié)合不夠緊密

目前的單片機(jī)課程教學(xué)仍主要注重理論知識(shí)的講授，課程教學(xué)以章節(jié)劃分知識(shí)體系，課內(nèi)實(shí)訓(xùn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生無法將理論知識(shí)與實(shí)訓(xùn)有機(jī)地結(jié)合起來，導(dǎo)致后期項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)其很難對(duì)實(shí)訓(xùn)課題有一個(gè)整體性的認(rèn)知，不知軟硬件如何分工、模塊化程序如何編寫，沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目的。

（2）實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不足

目前實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容較為簡單，主要圍繞原理圖繪制、電路板焊接及相關(guān)軟件的編制開展課程教學(xué)，使得不少學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容缺乏興趣。事實(shí)上單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，且對(duì)學(xué)生制版、焊接、調(diào)試等動(dòng)手能力要求較高。但基于現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合有限，使得其在培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力方面存在明顯的不足。

（3）對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神培養(yǎng)不足

單片機(jī)課程實(shí)訓(xùn)涉及電子、傳感、程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成等多方面的知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的優(yōu)質(zhì)載體。但由于現(xiàn)行課程體系的模塊分割，使得課程實(shí)訓(xùn)沒有與課外實(shí)踐、前期相關(guān)課程知識(shí)有機(jī)銜接。為確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，通常會(huì)忽略文獻(xiàn)資料查閱、設(shè)計(jì)方案論證、任務(wù)分解及答辯等諸多環(huán)節(jié)，直接給出一個(gè)符合要求的結(jié)果。如此以來，學(xué)生的實(shí)踐能力很難有實(shí)質(zhì)性的提高。

2.單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革

（1）引入Proteus，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)

以時(shí)間為序，由易到難逐步安排各個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目，項(xiàng)目的實(shí)施過程如圖1所示。具體來講，首先講解為項(xiàng)目量身定做的多媒體課件，在此過程中提取項(xiàng)目所涵蓋的章節(jié)內(nèi)容、分解其所涉及的知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行簡單講解。其次，打開已編制的Keil軟件代碼和已繪制的Protues仿真圖進(jìn)行項(xiàng)目的聯(lián)合調(diào)試，直觀、形象地把項(xiàng)目開發(fā)的方法、過程、易犯錯(cuò)誤，結(jié)果等展示給學(xué)生。最后，以2～3個(gè)學(xué)生為一組、分發(fā)給每組一塊相應(yīng)的硬件模塊，以組為單位自行進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，最后編制報(bào)告講解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程并把仿真結(jié)果展示給教師驗(yàn)收。

圖1. 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)流程

（2）采用“小課堂帶動(dòng)大課堂”的教學(xué)模式

課程教學(xué)效果及教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)由原來的一個(gè)“小課堂”（教師講學(xué)生聽）擴(kuò)展到另一個(gè)“大課堂”（學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課余實(shí)踐等課堂）。任課教師為每個(gè)學(xué)生提供一套單片機(jī)開發(fā)套件，布置一些開放性作業(yè)，學(xué)生視課上內(nèi)容掌握的情況選擇適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)在宿舍、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)地完成，以此提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力。

（3）與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合

單純依靠實(shí)訓(xùn)課程培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐及創(chuàng)新能力還相對(duì)有限，以課程教學(xué)改革為契機(jī)，將課內(nèi)實(shí)訓(xùn)與課外科技實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能、提高其綜合素質(zhì)的一個(gè)重要途徑。借助單片機(jī)開發(fā)硬軟件平臺(tái)的支持，學(xué)生可將課內(nèi)實(shí)踐中遇到的問題通過QQ群、微信群、單片機(jī)相關(guān)論壇等途徑進(jìn)行交流探討。此外，對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)較深的學(xué)生還可參加“電子設(shè)計(jì)大賽”、“挑戰(zhàn)者杯”、“飛思卡爾”等相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，累計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)綜合開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提高其實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及溝通表達(dá)等綜合能力，也為日后從事單片機(jī)相關(guān)工作夯實(shí)基礎(chǔ)。

（4）改革考核評(píng)價(jià)體制

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)課程考核主要以終結(jié)性評(píng)價(jià)為主，不能全面地考察學(xué)生的真實(shí)水平。實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革考核應(yīng)采用過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，以能力考核為主的形式進(jìn)行。通過對(duì)學(xué)生持續(xù)地進(jìn)行能力考評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)理念，使其更加重視實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及綜合能力的培養(yǎng)。考核成績主要由過程評(píng)價(jià)（50%）、總結(jié)答辯（30%）及作業(yè)（20%）三部分組成。過程評(píng)價(jià)主要考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用熟練程度、硬軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試等實(shí)踐能力；總結(jié)答辯考察學(xué)生的文獻(xiàn)查閱、方案論證、報(bào)告編制及演示表達(dá)等綜合素質(zhì)；作業(yè)考察學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)訓(xùn)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握程度等。新的考評(píng)機(jī)制能激勵(lì)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度、加強(qiáng)實(shí)踐能力提升、注重綜合能力的培養(yǎng)，還能從根本上杜絕“高分低能”現(xiàn)象的發(fā)生，是促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力提升及創(chuàng)新思維的重要途徑。

3.教學(xué)改革的成效

現(xiàn)代工程對(duì)培養(yǎng)人才的素質(zhì)提出了較高的要求，學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中尤其要注重工程素質(zhì)的累計(jì)及提升，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革便是提升其工程素質(zhì)的途徑之一。經(jīng)過此番課程教學(xué)改革，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、累計(jì)了其工程實(shí)踐能力、培養(yǎng)了其團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通表達(dá)等綜合能力。此外，學(xué)生參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽的競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)，也為其今后從事單片機(jī)相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡介：

金韋利（1984.7-），女，河南潢川人，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，工學(xué)碩士，講師，研究方向：測(cè)控技術(shù)。