以能力為導向的《單片機原理及接口技術》課程考核改革實踐探究

摘要：該文針對《單片機原理及接口技術》考核現狀進行了考核方式改革研究，構建了以能力為導向的《單片機原理及接口技術》考核評價體系。該體系強調過程考核和多元化的模塊考核相結合，并具體量化考核內容和成績分配權重。實踐教學結果表明：采用該種考核方式后，學生學習單片機的積極性充分調動起來了；在動手實踐的過程中對理論知識理解更加深入，同時對所學知識的綜合應用能力及解決實際問題能力得以提高；改善了課程教學效果，能夠切實提高單片機技術應用型人才的培養質量。

關鍵詞：過程考核；模塊考核；超星系統；教學效果

中圖分類號：TP311" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）33-0152-03

建立培養目標與考核目標相一致的課程教學體系是高校教育改革的目標之一，也是真正切實提高應用型和創新型人才專業技術的培養效果。《單片機原理及接口技術》課程是電氣工程及其自動化、通信工程、電子信息工程等專業的一門專業必修課。是為加強學生單片機技術應用能力的培養而開設的綜合性課程，通過對單片機的硬件結構和工作原理的學習，使學生能熟練應用單片機的內部資源，并具備硬件電路設計和軟件編譯、調試的能力。

學生初步具備單片機應用系統的開發能力。

傳統的《單片機原理及接口技術》課程考核主要以期末考試為主。期末考試通常采用試卷方式考核，考查內容局限于理論知識，而《單片機原理及接口技術》要求學生學完后具備應用單片機技術進行系統設計和產品開發的能力，試卷方式考核很難反映學生對單片機的實際開發能力和應用能力。以能力為導向的《單片機原理及接口技術》課程進行過程考核改革，根據《單片機原理及接口技術》課程的學習特點及方法，重點引導學生的平時學習，讓學生把功夫用在平時，即加強過程學習及過程考核，讓課程教學內容與學生平時學習及過程考核細節有機融合。通過設計過程考核的具體方式，引導學生有效的單片機課程學習。

1 設計科學合理的課程考核構成

構建以能力為導向的課程考核評價體系應是合理的、科學的、全面的。考核內容包括核心理論知識、以項目為載體的實操，強調理論考核與實踐考核相結合，考核學生的實踐應用能力。引導學生把理論知識和技能運用到實際中去分析問題、解決問題。通過課程考核改革，將《單片機原理及接口技術》抽象的理論知識融入實踐設計中去，真正做到既考核知識又考核能力。形成過程考核與實踐考核相結合的新的課程考核模式。

《單片機原理及接口技術》課程的考核采用百分制。分為過程考核（60分）和模塊考核（40分）。過程考核的具體內容如圖 1 所示。模塊考核是根據課程知識的構成，把課程內容劃分成三個模塊，包括理論考核和綜合能力考核。考核在每個單元模塊教學結束后進行，成績取三次模塊考核的平均分。

2 《單片機原理及接口技術》課程考核改革實踐

2.1全方位的過程考核實踐

（1）借助超星爾雅智慧教學系統的課前預習

《單片機原理及接口技術》課程的課前預習環節，通過超星學習平臺向學生發布教學任務，設立相關任務點，讓學生在規定時間內觀看視頻和課件，借助超星爾雅智慧教學系統設置引導性疑問，讓學生在預習過程中自己尋求解答，激發學生的學習興趣，建立學生學習單片機的思維。

教師可以在平臺上查看學生的預習情況，了解學生遇到的問題，從而進行綜合學情分析，進一步改善教學設計。通過超星學習平臺教師可以精確地掌握每位學生的學習情況，可以作為過程性評價的依據。選取 10次課前預習，每次計 1 分，未完成計 扣1分，滿分 10 分。

（2）多樣化作業

作業部分由每章課后作業和大作業組成。課后作業選自教材習題，這部分作業為基礎作業。大作業設置若干《單片機原理及接口技術》的仿真題目，學生在學完一個模塊后，教師根據學生學習能力和成績均勻分成2～3人的小組，讓學生通過Proteus搭建仿真電路的建立，進行軟件調試，實現題目要求并完成仿真研究報告。這種作業的考核，通過Proteus仿真軟件的使用來鍛煉學生硬件電路設計能力，同時加強學生對單片機的相關知識理解。根據項目需完成任務進行分解，小組成員合理分工，通過查看分工合作完成的項目情況，對學生解決問題能力、團隊合作能力進行評價。

2.2 理論考核與實踐考核相結合的模塊考核

模塊考試由理論知識考核和綜合能力考核構成。模塊考核是在每個單元模塊教學結束后進行的考核，根據模塊的知識點循序漸進，將課程分成3模塊。這三個模塊既反映學生遞進的學習過程，又能全面考核學生的學習情況，符合學生學習單片機的認知過程，能學習積極性充分調動起來。同時，評價指標利于教師操作，做到有據可依，有據可查。在機房先進行理論考試后進行綜合能力考試，考核時間在 110分鐘左右。

根據《單片機原理及接口技術》在三個模塊中應掌握的知識點，學生們在學習本課程的學習規律，三個模塊的考核成績的比重略有不同[1]。通過分模塊的多次考核，做到學完就考，讓學生自己根據模塊考核成績掌握學習的進程，把握投入學習的精力和知識掌握的程度，引導學生注重學習過程的知識積累，把功夫用在平常，促進學生學習的積極性。

理論知識考核。理論知識考核采用傳統的閉卷形式，主要考核那些解決問題的途徑和方法的基本理論知識，考核的知識點與教學大綱和課程目標的要求相符合，如單片機的內部基本結構、單片機引腳、單片機的定時器＼計數器、中斷、串行接口等[2]，由快答式題型為主如選擇、判斷、簡答等，考核時間為第一模塊20分鐘、第二模塊20分鐘、第三模塊15分鐘。

綜合能力考核。綜合能力考核主要考核學生對軟、硬件知識的掌握情況、動手能力和程序設計的綜合調試能力。采用考核題目擬定后，要求學生根據題目要求，在Proteus中設計出電路，通過Keil C進行編程，實現題目要求的各項功能指標。考核時間 90分鐘，考試結束時，根據相關評分標準現場打分。

（1）課程成績構成及比例

根據課程知識的構成，把課程劃分成以下三個模塊：

第一模塊包括知識：單片機的內部結構、引腳、存儲結構；單片機C編程基礎知識。第二模塊包括知識：單片機定時器/計數器、中斷系統的應用。第三模塊包括知識：單片機的串口、 I/O擴展接口；單片機與 A/D、D/A 接口設計。

第一模塊理論知識考核為20分、綜合能力考核為20分，強調的是基礎理論和基礎實踐的重要性，學生開始接觸到單片機，所以單片機的基礎理論知識很重要。第二模塊理論知識考核為10分、綜合能力考核為30分，逐漸對單片機的綜合應用能力提升。第三模塊理論知識考核為10分、綜合能力考核為30分，加大綜合應用能力的考核分值。

模塊考核成績=（第一模塊考核分值+第二模塊考核分值+第三模塊考核分值）/3，模塊考核成績分值分配如表1所示。

模塊考試中綜合能力考核的項目及考核/評價環節、考核/評價細則、分值如下：

（1）模塊一綜合能力考核：聲光報警器的設計

要求使用8個LED燈，兩個按鍵和一個蜂鳴器組成一套聲光報警器系統，當按鍵S1按下時LED燈按照流水閃爍，蜂鳴器則發出聲音報警，當按下按鍵S2時停止報警。要求8個LED連接至單片機的P1端口，使按鍵S1連接到（P2.0）引腳上，按鍵S2連接到（P2.1）引腳上，單片機還使用P2.7通過三極管驅動一個蜂鳴器。如表2所示。

（2）模塊二項目名稱：外部中斷計數設計

對按鍵被按下的事件計數，并且在1個數碼管上顯示出來。當計數達到9，再按下按鍵S1或者清零按鍵S2按下時，數碼管被歸零。要求單片機使用P1口驅動1個數碼管，外部中斷引腳INT0（P3.2）上連接按鍵S1，用于中斷計數，外部引腳P3.5上連接按鍵S2，用于清零，當清零按鍵按下時，1個LED燈以每50ms亮滅（引腳P2.1上接LED燈），要求用定時器/計數器實現定時。如表3所示。

（3）模塊三項目名稱：簡易電子密碼鎖的設計

采用4×4的鍵盤，一個數碼管可對鍵盤對應的數值，即為0-9十個數值顯示。如顯示的數值與密碼一致，蜂鳴器響一聲。增加“清除”鍵，按下后，數碼管顯示“0”。如表4所示。

3 實施改革效果

本文制定的改革措施經過我校通信1801班學生的教學實踐， 取得了顯著的改革成效。 以能力為導向的課程考核和成績評定方法對學生的學習態度和學習方法具有導向作用，采用形成性考核和終結性考核相結合的考核方式可以促使學生在知識、能力、素質等各方面都得到均衡發展和提高，達成課程設定的教學目標。班上有7名同學參加第十二屆藍橋杯湖北賽區單片機設計與開發并獲得省級三等獎。

（1）增強了學生的動手實踐能力[3]

在實施課程考核改革后，更加注重實踐環節，注重學生對單片機的硬件+軟件調試能力的培養。學生對單片機的各個知識點的應用能力也顯著增強，學生的動手實踐能力也得到了大大提高。課程結束時，絕大部分學生能夠按要求獨立設計并制作一個簡單的單片機控制系統。學生表現出了較強的實踐動手能力。

（2）增強了學生的分析問題、獨立鉆研的能力

通過分模塊的多次考核，學生更加把功夫用在平常，注重單片機學習過程的知識積累。通過在班級群中打卡練習，如單個小知識點的練習打卡、小項目的打卡等來促進學生學習的積極性。同學們在多動手練習的過程中對理論知識的學習理解得更加深入。覺得單片機的學習沒那么的難了，并對單片機產生了濃厚的興趣，有的同學還打算畢業設計的方向是單片機。因為有興趣，愿意花時間去鉆研，在這個過程中學生的分析問題能力不斷提高，同時學習效率也得到了很大的提高。

4 結束語

本文以能力為導向，根據《單片機原理及接口技術》的課程特點，研究并建立了一套強調過程考核和多樣化考核相結合的考核模式，借助超星教學系統，幫助教師對學生現有數據展開可視化分析及合理管理。實踐運行結果表明，學生的課堂學習熱情明顯提高，增強了學生的動手實踐能力，提高了學生綜合應用所學知識以及解決實際問題的能力。通過課程考核改革也優化了教學改革，達到提高教學質量的最終目標。避免只注重試卷上的紙上談兵，實踐能力和應用能力得不到發揮的現象[4-6]。

參考文獻：

[1] 謝榮生，曾志強，田翠華.基于工程教育認證標準的計算機類課程考核方案研究與實踐——以《基于C的單片機系統應用》為例[J].教育教學論壇，2017（48）：146-148.

[2] 肖東岳，王萍，牛軍.單片機技術課程考核模式改革的研究與實踐[J].教育教學論壇，2017（13）：105-106.

[3] 王晴，唐耀武.《單片機原理及接口技術》課程考核改革探索與實踐[J].吉林工程技術師范學院學報，2018，34（5）：83-85.

[4] 金國華，劉劍橋，滕君華，等.單片機課程設計考核評價體系的構建[J].電氣電子教學學報，2016，38（5）：4-6.

[5] 鄧小玲，王衛星，代芬，等.網絡跟蹤式的單片機考核方式[J].湖南科技學院學報，2015，36（10）：76-78.

[6] 史長城，王麗.基于多元化評價的高職單片機課程考核評價體系設計[J].鄖陽師范高等專科學校學報，2015，35（3）：127-130.

【通聯編輯：聞翔軍】