孫宇丹，成寶芝，郭宗光，劉開緒，張麗麗

(大慶師范學院 物理與電氣信息工程學院，黑龍江 大慶163712)

1 單片機課程改革必要性

單片機原理是電子信息工程、自動化、通信工程等專業(yè)必修的一門專業(yè)課程。其內(nèi)容以單片機的原理、結(jié)構(gòu)及實際應用為主，傳統(tǒng)的單片機課程教學一般采用理論教學和實驗教學相結(jié)合的模式。理論教學環(huán)節(jié)主要給學生講解單片機的硬件結(jié)構(gòu)、匯編語言的指令系統(tǒng)、中斷、定時器/計數(shù)器、I/O 端口等基本原理。涵蓋知識點較多，概念抽象難懂，綜合性強。學生聽課效果不夠理想。實驗教學各個學校也大都采用相應系列的單片機教學實驗箱或單片機開發(fā)裝置，開設的實驗大多數(shù)屬于驗證性實驗和訓練性實驗，實驗時學生基本上是在教師的指導下根據(jù)實驗講義完成相應的內(nèi)容。這種授課模式枯燥無味，無法激發(fā)學生的創(chuàng)造能力與創(chuàng)新能力［1］。

2 單片機課程改革具體實施辦法

課程改革是探索“產(chǎn)學研一體、教學做合一”的應用型人才培養(yǎng)模式，目的培養(yǎng)具有創(chuàng)造能力、創(chuàng)新思維的工程技術(shù)人員。具體包括教學模式改革、教學手段改革、考核方式改革。

2.1 教學模式改革

突破傳統(tǒng)教學模式，將授課模式改革為“項目開發(fā)式”的課堂教學?！绊椖块_發(fā)式”教學指將傳統(tǒng)學科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學項目，并圍繞著具體的教學項目來組織和展開教學任務［2］，讓學生親自參與到訓練項目中，有效提高學生學習興趣的一種教學方法。以我校為例，單片機原理的理論學時為54，實驗學時為30，要進行“項目開發(fā)式”教學模式就要將理論學時與實驗學時整合到一起，“理論實驗一把抓”，并且將實驗室作為授課地點，實驗演示進課堂，這樣才能夠有效地實施教學改革。具體做法是將單片機原理的基本內(nèi)容進行分割，整個教學內(nèi)容設計為若干個訓練項目，每個訓練項目包含一部分單片機技術(shù)基本原理，將單片機應用系統(tǒng)的設計與調(diào)試過程融入單片機課程的教學活動中，各個項目按照由易到難的順序安排，在做項目練習時，授課教師先給出例程，將知識點結(jié)合例程給學生講解，之后要求學生完成與該知識點相關的項目練習，授課教師負責指導答疑?？蓪纹瑱C課程教學從傳統(tǒng)的教學內(nèi)容改為以單片機端口、交通燈、搶答器、音樂演奏器、報時打鈴系統(tǒng)、智能顯示儀表、溫度控制系統(tǒng)等項目為主線的項目教學法來完成。

這樣能夠?qū)⒗碚撆c實踐很好地融合在一起，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)教學模式中理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，能大大提高學生的學習興趣及學習熱情。

2.2 教學手段改革

將所有單片機課程主講教師組建成單片機教學團隊，團隊中有教學經(jīng)驗豐富、實踐能力強的教授和副教授，也有授課時間較短，實踐偏少，尚需努力學習的青年教師。團隊組建后在制定教學大綱、教學計劃、教案、講稿、PPT 等基本教學文件以及每節(jié)課授課內(nèi)容時都要開會研究，有利于取長補短，不僅有效整合了教師資源還能夠促進青年教師進步。

在做項目開發(fā)時要求學生使用自己制作的單片機開發(fā)板，教師團隊自主設計開發(fā)一套單片機開發(fā)板加工成套件，供學生上課使用，學生在教師指導下將套件焊接成成品，開發(fā)板各項功能由教師幫助調(diào)試。調(diào)試完成的開發(fā)板能夠獨立下載單片機程序，具有端口實驗、數(shù)碼管實驗、鍵盤陣實驗、蜂鳴器實驗、串口實驗等基本實驗功能，并且具有外部擴展能力，能夠進行項目開發(fā)。學生上課時將開發(fā)板作為主要工具，在每一個訓練項目中不僅能夠鍛煉學生程序編寫能力，還能夠鍛煉學生的電路板調(diào)試能力，不僅復習了單片機基本原理，還能夠?qū)⑶捌趯W習的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等知識結(jié)合起來，是學生綜合能力培養(yǎng)的一個良好途徑。

利用仿真軟件進行輔助教學，Proteus 軟件是目前國內(nèi)剛剛推廣的單片機及外圍器件的仿真工具。該軟件不但可以提供豐富的元件庫，而且可以使元器件虛擬化，更易于學生理解系統(tǒng)硬件組成。同時可以把編譯好的程序代碼裝入仿真元件中，通過運行仿真系統(tǒng)可以像焊接好的電路板一樣看到系統(tǒng)的執(zhí)行效果，使抽象程序具體化，提高學生的學習興趣［3］。

仿真軟件與開發(fā)板相結(jié)合，在學生課余時間也可以進行單片機技術(shù)的相關學習，只要有一臺電腦就能夠完成程序下載、項目開發(fā)，使項目開發(fā)訓練不受地點限制，將項目開發(fā)訓練由課上延續(xù)到課下，學生可根據(jù)愛好自己設計開發(fā)單片機項目，有效激發(fā)學生的創(chuàng)新精神。

2.3 考核方式改革

傳統(tǒng)的考核方式以閉卷考試為主，最終的成績評定一般為“平時成績+實驗成績+卷面成績”。三項各占一定百分比，各校三項所占百分比有所不同，但都是以最終考試的卷面成績比重為最大。理論考試內(nèi)容通?？疾鞂W生對單片機硬件結(jié)構(gòu)、匯編指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、I/O 端口等知識點的掌握情況，偏重于書本，不能很好地檢驗學生對整個單片機項目開發(fā)過程的掌握情況。因此，大膽進行改革，縮小筆試考試成績所占比重，將評定方式改為“平時成績20%+項目完成情況70%+卷面成績10%”，要求學生在期末之前完成一項由教師事前制定的訓練項目，該項目要求學生自主完成，教師不參與指導，在期末教師檢驗學生完成情況，主要從三方面考核:實物展示、電路板設計情況、現(xiàn)象的靈敏度。平時成績包括學生出勤、作業(yè)、課程設計三項的綜合成績，所占比例最少的閉卷考試考察學生基本理論的掌握情況。這種大膽的改革能夠激發(fā)學生的學習自主性，提高學習的自覺性和自學能力。

3 結(jié) 語

單片機課程教學改革突破了傳統(tǒng)的授課模式，改變先在課堂講理論，再到實驗室去做實驗的方式，將授課地點搬到實驗室。大膽采用“項目開發(fā)式”教學，人手一塊開發(fā)板，軟件硬件相結(jié)合，課上課下都開發(fā)，使學生真正學會如何利用單片機進行項目開發(fā)，有效提高了學生的動手能力及學習熱情。整個改革的實施，始終貫徹以學生為主體，以專業(yè)人才培養(yǎng)為目標，以就業(yè)為導向，把“教、學、做、訓”有機結(jié)合，加強了學生專業(yè)技能的培養(yǎng)和訓練，提高了教學質(zhì)量，取得了較好的教學效果。

［1］李文方，李海霞.單片機課程改革探索與實踐［J］.經(jīng)濟研究導刊，2014 (18):287－290.

［2］李萍，李紅萍.基于項目教學法的單片機課程改革［J］.信息技術(shù)，2010(2):46－47.

［3］王利平，王榮榮，侯新剛.單片機課程改革探索［J］.當代教育論壇，2009(11):58－59.