單片機技術課程教學改革

李翠梅 李天源 黃昌國

摘 要：本文對單片機技術課程的教學內容和教材、教學方式以及考核方式等方面進行了改革研究，其中對于教學內容做出了較大的改革，用新的32位單片機替代了長期以來一直使用的8位單片機。改革成效顯著，學生學習積極性提高了，學生發現問題、分析問題、解決問題和創造思維能力與過去相比也有了較大的提高。

關鍵詞：單片機技術課程;教學方式;教學方式;改革研究

基金項目：該論文得到江西科技師范大學教學改革研究項目“新工科背景下的《創新創業概論》的教學改革研究與實踐”（項目編號：JGYB-18-25-06）基金資助。

1 單片機技術教育現狀

目前，對于單片機技術的教育基本以理論講解為主，再配合一定的作業來讓學生們自己動手去完成一些基礎項目，從而來學習單片機及其程序軟件的知識點。這樣教學形式就存在學生動手能力不強，對所學內容不能夠做到充分的理解的情況。教材內容是以經典的51單片機為主，例如由清華大學出版社出版，謝維成、楊家國主編的《單片機原理與應用及C51程序設計》一書，就多被用于單片機應用技術這門課程教學書籍。教學硬件也是圍繞51單片機進行一些實驗。不否認，8位單片機在市場上一直都占據著一定的地位，但目前，隨著嵌入式的發展、物聯網產業的崛起，32位單片機市場份額的不斷地增加，已經成為了市場主流，所以，仍以8位單片機為主要教學內容其中的不足就凸顯了出來，即課程教學內容和實習崗位需要存在脫節現象，課程教學的內容會顯得相對滯后，并不利于當代大學生的后續發展。而且，單片機課程大多還是處于理論課大于實驗課的模式，學生動手能力沒有得到提高，學生們也沒有意識到動手實踐的重要性，由于學校課程的編排，一門課程結束后，就會進行下一門課程知識學習，兩學期的課程知識可能完全沒有銜接或只是交叉，這就使單片機課程結束后沒有鞏固知識的機會，這樣很容易使學生變成“學完就忘”，由此可見，課程的設置并不能完美的達到教學目的，而教學的內容也不能滿足社會的需求，所以單片機技術課程的改革勢在必行。

2 單片機技術課程改革

2.1 教材的改革

要開始進行32位單片機的授課，可以說是單片機技術課程的全新的嘗試。教學當然離不開教材，以往用的51單片機的教材肯定是要替換的，可以根據授課老師的教學方式或教學風格進行選擇一本或幾本教材來進行教授學習，或偏重理論講解、或偏重實例解析，可由實際課程教學安排來定，例如以《STM32單片機應用與全案例實踐》一書為授課教材。

《STM32單片機應用與全案例實踐》是由沈紅衛、任沙浦、朱敏杰、楊亦紅、盧雪萍所著，由電子工業出版社出版的STM32單片機的基礎用書，適合剛接觸STM32單片機學習的人群，屬于入門級的書籍。書里介紹了基于ARM體系的STM32系統的基本簡介、工作原理和應用技術。關于硬件方面則以夠用、適合、易學為原則，這就降低了學習者的入門和理解的難度。而本書一大特點就像書名上一樣——全案例，也就是關于項目案例講解比較多，由最基礎的案例到稍顯復雜的案例都有包含。從讀者角度來說，這樣通過由簡到難的案例學習，可以快速入門掌握基礎知識，也通過對案例的學習，更容易去舉一反三、靈活運用。

2.2 教學方式的改革

單片機技術作為一門打基礎的學科，首先要讓學生了解這門課的重要性，并且要明白這門課是一門綜合性的課程，并不單一的偏重于軟件編程或硬件制作。單片機的學習除去C語言程序的編寫也包括硬件部分的知識內容，具備一定的硬件制作基礎，對于這門課的學習也是有一些優勢的。而相比于基礎的理論教學，讓學生去動手實踐更為重要。

關于這門課程可以實行“課堂理論教學+案例動手實現+創新項目設計”三合一的教學模式進行，首先學習理論基礎，了解基本的單片機知識，以保證在為后面自己動手操作打下基礎，不至于發生無從下手、沒有思路的情況。當學完理論基礎后，可以安排一些簡單的案例來讓學生自己動手操作一下，鞏固理論知識，也通過動手來更好地掌握這些知識點，無論是軟件還是硬件，會動手操作才是最重要的，這樣的安排可以更好地使理論與實際相結合。當學生能夠流暢的掌握一些基礎案例的實現，可以試著出一些與所學知識點相關的案例題目，讓學生自主去完成，包括思路，軟件實現和硬件實現，較為難點的地方老師可以給予一定的提示，完成后可以根據學生完成的作品進行講解，如果學生們的制作思路不同，可逐一進行點評和講解。這樣的安排可以很好地讓學生進行舉一反三，更能提高學生的動手熱情和對這門課的學習興趣。

2.3 考核方式的改革

為了幫助學生更好的檢驗這門課的學習成果，考核方式也要做一定的改革。

考核檢驗不能只停留在期末考試上，為了更好的督促同學們去進行日常學習，考核也要進行“日常化”。考核具體方式及所占分值如表1所示：

從上述表格中可看出，課程由理論課與實驗課兩部分組成，理論課又由出勤率、課后作業、課堂小測試以及期末考試成績構成，出勤點名可以督促學生去完成每節課程;課后作業是用來鞏固本次課上所學的知識內容，梳理每次課程內容;課堂小測試可以幫助老師掌握一個進度的學習過后，學生對知識的掌握情況，及時進行查漏補缺、補充弱項。每項占得權重都不一樣，也可以根據授課老師自己安排來分配每項的權重值，可以把自己覺得較重要的項分配權重高一點，同時也要注意權重分配盡量達到每門課程必須完成3—4項才能達到總分值權重60%（及格）以上。實驗課又由出勤率、基礎案例實現、項目設計作業以及期末考試成績構成，與理論課相似，多樣的測評模式可以全方位的對一個學生的學習情況進行分析，并可以使老師更好地掌握每一個學生的學習情況及進度。評分形式也同理論課，分項目打分，項目權重不同。同時理論課和實驗課在總成績里占的比重也是不均等的，這個可以根據具體學校課程規劃的占比來分配權重值 。本次改革認為實驗課程比之理論課程更為重要，所以實驗課所占的權重也更大。

3 總結

在兩個班學生當中進行教學改革試點，通過教學改革與實踐，單片機技術課程教學改革取得了明顯成效，學生發現問題、分析、解決問題和創造思維能力與過去相比得到了較大的提高。一些難度較大的設計任務也能順利完成。通過對兩個年級學生期末考試成績的對比，學生成績普遍有所提高，而最令人欣慰的是學生的學習積極性大大提高了，在以前學生最懼怕的單片機課程實訓中，學生表現得更加自信，有更多的同學積極參與到電子大賽與大學生科研創新活動中，取得的獎項也逐年增加。

參考文獻

[1]《單片機與嵌入式系統應用》編輯部.8位單片機是否將被32位單片機替代[J].單片機與嵌入式系統應用.2015.

[2]高玉芹.單片機原理與應用及C51編程技術[M].北京：機械工業出版社，2011.6.