單片機技術(shù)課程教學(xué)改革

李翠梅 李天源 黃昌國

摘 要：本文對單片機技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和教材、教學(xué)方式以及考核方式等方面進行了改革研究，其中對于教學(xué)內(nèi)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(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高了，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題和創(chuàng)造思維能力與過去相比也有了較大的提高。

關(guān)鍵詞：單片機技術(shù)課程;教學(xué)方式;教學(xué)方式;改革研究

基金項目：該論文得到江西科技師范大學(xué)教學(xué)改革研究項目“新工科背景下的《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)概論》的教學(xué)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(shù)教育現(xiàn)狀

目前，對于單片機技術(shù)的教育基本以理論講解為主，再配合一定的作業(yè)來讓學(xué)生們自己動手去完成一些基礎(chǔ)項目，從而來學(xué)習(xí)單片機及其程序軟件的知識點。這樣教學(xué)形式就存在學(xué)生動手能力不強，對所學(xué)內(nèi)容不能夠做到充分的理解的情況。教材內(nèi)容是以經(jīng)典的51單片機為主，例如由清華大學(xué)出版社出版，謝維成、楊家國主編的《單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計》一書，就多被用于單片機應(yīng)用技術(shù)這門課程教學(xué)書籍。教學(xué)硬件也是圍繞51單片機進行一些實驗。不否認(rèn)，8位單片機在市場上一直都占據(jù)著一定的地位，但目前，隨著嵌入式的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的崛起，32位單片機市場份額的不斷地增加，已經(jīng)成為了市場主流，所以，仍以8位單片機為主要教學(xué)內(nèi)容其中的不足就凸顯了出來，即課程教學(xué)內(nèi)容和實習(xí)崗位需要存在脫節(jié)現(xiàn)象，課程教學(xué)的內(nèi)容會顯得相對滯后，并不利于當(dāng)代大學(xué)生的后續(xù)發(fā)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(xué)生動手能力沒有得到提高，學(xué)生們也沒有意識到動手實踐的重要性，由于學(xué)校課程的編排，一門課程結(jié)束后，就會進行下一門課程知識學(xué)習(xí)，兩學(xué)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(jié)束后沒有鞏固知識的機會，這樣很容易使學(xué)生變成“學(xué)完就忘”，由此可見，課程的設(shè)置并不能完美的達到教學(xué)目的，而教學(xué)的內(nèi)容也不能滿足社會的需求，所以單片機技術(shù)課程的改革勢在必行。

2 單片機技術(shù)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(shù)課程的全新的嘗試。教學(xué)當(dāng)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(jù)授課老師的教學(xué)方式或教學(xué)風(fēng)格進行選擇一本或幾本教材來進行教授學(xué)習(xí)，或偏重理論講解、或偏重實例解析，可由實際課程教學(xué)安排來定，例如以《STM32單片機應(yīng)用與全案例實踐》一書為授課教材。

《STM32單片機應(yīng)用與全案例實踐》是由沈紅衛(wèi)、任沙浦、朱敏杰、楊亦紅、盧雪萍所著，由電子工業(yè)出版社出版的STM32單片機的基礎(chǔ)用書，適合剛接觸STM32單片機學(xué)習(xí)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(tǒng)的基本簡介、工作原理和應(yīng)用技術(shù)。關(guān)于硬件方面則以夠用、適合、易學(xué)為原則，這就降低了學(xué)習(xí)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(guān)于項目案例講解比較多，由最基礎(chǔ)的案例到稍顯復(fù)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(xué)習(xí)，可以快速入門掌握基礎(chǔ)知識，也通過對案例的學(xué)習(xí)，更容易去舉一反三、靈活運用。

2.2 教學(xué)方式的改革

單片機技術(shù)作為一門打基礎(chǔ)的學(xué)科，首先要讓學(xué)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(xué)習(xí)除去C語言程序的編寫也包括硬件部分的知識內(nèi)容，具備一定的硬件制作基礎(chǔ)，對于這門課的學(xué)習(xí)也是有一些優(yōu)勢的。而相比于基礎(chǔ)的理論教學(xué)，讓學(xué)生去動手實踐更為重要。

關(guān)于這門課程可以實行“課堂理論教學(xué)+案例動手實現(xiàn)+創(chuàng)新項目設(shè)計”三合一的教學(xué)模式進行，首先學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)，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(chǔ)，不至于發(fā)生無從下手、沒有思路的情況。當(dāng)學(xué)完理論基礎(chǔ)后，可以安排一些簡單的案例來讓學(xué)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(jié)合。當(dāng)學(xué)生能夠流暢的掌握一些基礎(chǔ)案例的實現(xiàn)，可以試著出一些與所學(xué)知識點相關(guān)的案例題目，讓學(xué)生自主去完成，包括思路，軟件實現(xiàn)和硬件實現(xiàn)，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(jù)學(xué)生完成的作品進行講解，如果學(xué)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(xué)生進行舉一反三，更能提高學(xué)生的動手熱情和對這門課的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 考核方式的改革

為了幫助學(xué)生更好的檢驗這門課的學(xué)習(xí)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(xué)們?nèi)ミM行日常學(xué)習(xí)，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(yè)、課堂小測試以及期末考試成績構(gòu)成，出勤點名可以督促學(xué)生去完成每節(jié)課程;課后作業(yè)是用來鞏固本次課上所學(xué)的知識內(nèi)容，梳理每次課程內(nèi)容;課堂小測試可以幫助老師掌握一個進度的學(xué)習(xí)過后，學(xué)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(quán)重都不一樣，也可以根據(jù)授課老師自己安排來分配每項的權(quán)重值，可以把自己覺得較重要的項分配權(quán)重高一點，同時也要注意權(quán)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(quán)重60%（及格）以上。實驗課又由出勤率、基礎(chǔ)案例實現(xiàn)、項目設(shè)計作業(yè)以及期末考試成績構(gòu)成，與理論課相似，多樣的測評模式可以全方位的對一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行分析，并可以使老師更好地掌握每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及進度。評分形式也同理論課，分項目打分，項目權(quán)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(jù)具體學(xué)校課程規(guī)劃的占比來分配權(quán)重值 。本次改革認(rèn)為實驗課程比之理論課程更為重要，所以實驗課所占的權(quán)重也更大。

3 總結(jié)

在兩個班學(xué)生當(dāng)中進行教學(xué)改革試點，通過教學(xué)改革與實踐，單片機技術(shù)課程教學(xué)改革取得了明顯成效，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析、解決問題和創(chuàng)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(shè)計任務(wù)也能順利完成。通過對兩個年級學(xué)生期末考試成績的對比，學(xué)生成績普遍有所提高，而最令人欣慰的是學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高了，在以前學(xué)生最懼怕的單片機課程實訓(xùn)中，學(xué)生表現(xiàn)得更加自信，有更多的同學(xué)積極參與到電子大賽與大學(xué)生科研創(chuàng)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(tǒng)應(yīng)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(tǒng)應(yīng)用.2015.

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