職業院校《單片機原理及應用》教學改革

楊傳燕 張俊蓮 候毅

摘 要：隨著電子技術的飛速發展，單片機以其控制功能強，性價比高等突出優勢，在智能儀器儀表、工業自動化和電子類消費產品等領域得到廣泛應用。本文主要針對職業院校的現狀，改革單片機教學方法，培養學生將所學到的單片機知識轉化為適應社會發展潮流和就業需要的實際能力。

關鍵詞：單片機;職業院校;教學改革

1.引言

隨著我國電子信息產業和微控制技術的迅速發展，單片機的應用已經滲透到我們生活中的各個領域，如全自動智能洗衣機、智能IC卡，各種智能儀表、通訊裝置等，以至于對單片機人才的需求增大。同時我國的高等職業教育已逐步從高等教學政策的邊緣走向中心，并已占有我國高等教學的“半壁江山”，在現代社會發展中的作用日益突出。目前，單片機技術已成為高職院校電氣、電子、自動化等專業學生應掌握的一項基本技能。而傳統的教學方法，重理論輕實踐，理論和實踐脫節，學生學得又雜又累，還不能將所學知識轉化為實際產品。如今，就業市場就是教學活動的指揮棒，通過調研，就業市場需要“既懂理論，又懂實踐，有一定的研發經驗，并開發過一定項目或產品的實用型人才”。因此，對于專門培養高等職業技術類人才的高職院校來講，更需要重視實踐教學，并將它落到實處。構建以能力為本位，以職業實踐為主線，以項目教學為主體的教學方法，打破傳統的教學方法與教學理念，推動單片機控制技術的發展及應用人才的培養要求。

2.教學過程中發現的問題

單片機原理及應用是一門理論性和實踐性較強的綜合性學科，涉及模電、數電、傳感器、軟件編程等知識，綜合性較強。而傳統教學環境和教學方法相對落后，教學理念陳舊，隨著社會的發展，社會的人才需求也在發生變化，傳統的單片機教學已經不再適合社會需求。目前，職業院校單片機教學普遍存在以下問題：

（1）重理論，輕實踐

該課程是應用型課程，但其中也有大量的理論知識，課堂教學也僅僅圍繞所選教材來執行，理論課時多而實踐少。上課普遍都以單片機知識結構為主線，在課堂上大篇幅講解單片機的結構、工作原理、指令系統，最后再講解一些實例。這樣的教學模式對本科還能行得通，但職業院校生源與本科有一定的差距，導致學生普遍感到內容枯燥乏味，學起來吃力，學習沒興趣，即便后期開設實訓課，學生也產生了厭倦心理，有的干脆放棄。

（2）教學實踐安排不合理

傳統的實踐課程教學大多以單片機實驗箱為平臺，驗證性實驗比例高達80%，綜合設計性實驗極少。對于硬件電路，學生只是按照指導書上的要求在實驗箱上做簡單的連線，沒有一個整體的電氣原理圖概念，而對于實驗中的程序，也是采用指導書上現成的編譯后下載到單片機運行觀察現象。這種實驗與實際的單片機開發在過程上有很大的差異，學生對硬件系統基本沒有了解，對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程沒有了解，然后到實際工作中遇到實際的開發項目時卻不知所措然，無從下手。這樣教出來的學生與高職院校的培養模式相悖，這種教學模式已經不滿足當前的教學需要。

3.單片機教學改革思路

傳統的單片機課程重理論、輕實踐，教學模式單一，教學實踐以驗證性實驗為主，無法培養合格的應用型人才，在教學過程中，筆者潛心研習，并反復實踐，總結出以下幾個可以改革的方面：

（1）教學理念的轉變

在高職院校中，只注重老師講，學生做是行不通的。在教學過程中，教師應和學生建立良好的互信關系，這樣才能使學生逐步形成學習興趣，并主動學習。首先，確立以學生為中心的實踐教學理念，突出“能力為本”的思想，教師為主導，學生為主體，體現學習過程中的主動性。因此，應把大量的時間留給學生自主探索、相互協作學習，教師只是告訴學生學什么、怎么學，并幫助學生解決疑難問題，對學生的評價也不再是單一地看考試成績，更著重學生運用知識解決問題的能力。

（2）更新教學方法

授課時，將理論與實踐，知識與技能培養有機地結合起來，理論教學以實用、夠用為原則，教學過程中，采用案例教學法或者項目驅動法，提取典型的工程應用實例精簡，將項目細分成多個子項目，由易到難層層遞進，同時注重學習興趣的培養。比如在循環程序設計時，我們可以引導學生設計彩燈、廣告牌或者表白用的心型流水燈等等，即可以引起學生的興趣，又大大縮短理論與實踐的差距，提高學生解決實際問題的能力。

（3）更新實踐模式

單片機實踐教學是單片機學習的一個重要環節，傳統的實踐環節采用實驗箱，而學生對單片機的項目開發過程卻不了解，以至于工作后無從下手。

此時可以采用項目式教學法，比如讓同學們動手制作數字時鐘，從項目開發流程，硬件設計，軟件設計、綜合調試，讓學生在這個過程中全面了解單片機的開發過程。同時在這個過程中要充分的運用單片機的仿真軟件Keil c51和Proteus，Proteus將單片機實例功能和運行過程形象化，它可以進行元器件選擇、檢測和修改、結合Keil進行軟件調試，結果展示等，提高了修改電路設計的靈活性，縮短產品的開發周期，也減少了不必要的人力物力，因此在項目開發的前期都采用仿真軟件先進行仿真，正確后才著手操作。

（4）增加綜合實踐

傳感器是一切控制器的眼睛，單片機是控制中心，電磁閥、電動機是執行機構。通過產品分揀生產線模塊，將所學得知識進行綜合，有效的提高學生的學習興趣與能力。本模塊主要實現根據物料的材質和顏色進行分揀的功能。模塊包含供料臺、機械手搬運單元、平帶輸送單元、物料存儲單元（倉庫）、電動推桿以及直流減速電機、步進電機及驅動、控制盒、檢測傳感元件、物料等。其中檢測傳感元件包含六個光電傳感器、一個電感傳感器、一個顏色識別傳感器、兩個限位開關;主控芯片采用51單片機控制;執行機構為直流電動機、步進電機、電動推桿。學生可以借助本模塊提高對51單片機的認知能力與程序編寫能力，結合傳感器與執行機構的使用進一步消化理解傳感器與執行機構的工作原理。

4.結論

本文針對職業院校單片機原理及應用課程的現狀，提出了兩個方面的問題，并根據教學積累，在教學理念、教學方法、實踐環節等幾個方面進行了探討分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以項目教學為核心，側重于學生實踐能力的培養，同時通過綜合實踐將傳感器、單片機、電動機有效結合，有效提高學生學習興趣與能力。

參考文獻

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