孫曉玲+易擁潔+仝迪+李杰+鄧魁

摘要：針對(duì)多數(shù)高校目前單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀，在本校實(shí)施了初步的教學(xué)改革。措施包括實(shí)驗(yàn)條件的改善、授課內(nèi)容、形式的改革等。在原理與應(yīng)用并重的基本要求下，進(jìn)一步突出與應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容。教學(xué)中以同一個(gè)案例不同的實(shí)現(xiàn)方法貫穿定時(shí)器、中斷、串口的講授。最后提出了下一步的改革思路。通過考試的效果及學(xué)生的反饋看，目前的改革措施取得了不錯(cuò)的效果，受到了學(xué)生的歡迎。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);教學(xué)改革;應(yīng)用;案例

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）06-0124-02

一、引言

單片機(jī)在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理、過程管理、日常通信、儀器儀表、家用電器、電子玩具甚至航空航天等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，單片機(jī)類課程已經(jīng)成為電子及電氣類專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。目前，我國的各大工科院校都開設(shè)有《單片機(jī)原理及應(yīng)用》。

但是，我國的各大工科院校卻幾乎都存在同樣的問題[1]，即培養(yǎng)出來的學(xué)生單片機(jī)的應(yīng)用能力不強(qiáng)，理論知識(shí)也不深厚，甚至還不如職業(yè)中學(xué)培養(yǎng)出來的學(xué)生，因此在就業(yè)方面就存在高不成低不就的情況，使本科生陷入尷尬的境地。究其原因，主要在于本科教學(xué)與職業(yè)院校教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同，本科院校偏重原理的掌握而職業(yè)院校偏重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中如果實(shí)踐部分偏少，學(xué)生勢(shì)必不會(huì)有興趣也將無法深入理解理論，致使本科教學(xué)理論與實(shí)踐能力都不高的結(jié)果。

本文在分析目前教學(xué)現(xiàn)狀后，介紹我校采取的改革措施，提出下一步的改革思路。

二、目前我校單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

1.理論講授與實(shí)例脫節(jié)。目前國內(nèi)多數(shù)單片機(jī)原理教材在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上是以科學(xué)邏輯順序進(jìn)行編排的。按照這種順序單片機(jī)課程先講基本原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而總是把實(shí)例講解放在最后。學(xué)生在聽課的過程中，除非講到到實(shí)例才知道前面講的內(nèi)容的用法，且只是對(duì)實(shí)例涉及到的內(nèi)容清楚，其他內(nèi)容則是為了應(yīng)付考試而記憶了，聽課缺乏主次與目標(biāo)性。

2.多采用匯編語言授課。目前，單片機(jī)教學(xué)中多數(shù)教師仍然傾向于采用匯編語言，原因在于采用匯編語言可以較好地講解單片機(jī)的工作原理[2]，如數(shù)據(jù)存取、總線時(shí)序、程序指令執(zhí)行過程等，但匯編語言教學(xué)與主流的C語言開發(fā)不一致，學(xué)生需花費(fèi)大量時(shí)間記憶、學(xué)習(xí)匯編指令和匯編編程方法，效果自然不好。

3.實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)的不足。實(shí)驗(yàn)箱的不足多數(shù)高校已經(jīng)意識(shí)到[3]：（1）實(shí)驗(yàn)箱體積龐大，學(xué)生無法做到隨時(shí)驗(yàn)證自己的程序。（2）實(shí)驗(yàn)箱的硬件面面俱到，原理圖過于復(fù)雜，學(xué)生不能真正理解硬件電路的設(shè)計(jì)方法。

4.考核方式存在弊端。目前，各高校中單片機(jī)課程的考核方式存在幾點(diǎn)弊端[4]：（1）考試試題無法全面、客觀地衡量學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)水平;（2）筆試無法真正考查學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。也有部分高校上機(jī)考試，形式僅僅是布置上機(jī)考試題，當(dāng)場編程，當(dāng)場計(jì)分。這種形式不可避免地使后邊考試的學(xué)生占優(yōu)勢(shì)，且當(dāng)場計(jì)分容易造成考試混亂，學(xué)生趁機(jī)復(fù)制作弊等。

三、目前已經(jīng)采取得改革措施及效果

1.實(shí)驗(yàn)條件的完善。結(jié)合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和我校人才培養(yǎng)的一些具體要求，本項(xiàng)目所涉及到的實(shí)驗(yàn)裝置全部進(jìn)行了自主開發(fā)。實(shí)驗(yàn)裝置小巧易用，有完善的配套例程與開發(fā)資料。同時(shí)利用學(xué)校重點(diǎn)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)板卡的設(shè)計(jì)、組裝、例程和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫過程中，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.成立課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，采取集體備課。突破以前的各授課教師按照教學(xué)大綱獨(dú)立準(zhǔn)備自己教案、課件的方式，每位老師選擇自己最擅長的部分集中精力準(zhǔn)備這部分教案與課件。這種方式不僅節(jié)省了大量的時(shí)間，而且教師可以集中精力遴選授課案例、制作豐富的演示動(dòng)畫并進(jìn)行豐富多彩的課堂設(shè)計(jì)。

3.授課形式的改變。授課時(shí)，學(xué)生都需攜帶電腦及實(shí)驗(yàn)板到教室。講授某個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生可運(yùn)行教師提供的設(shè)計(jì)演示程序觀察其直觀運(yùn)行效果，先看結(jié)果，再來探究是如何編寫程序的。該演示程序均經(jīng)過教師充分設(shè)計(jì)，涵蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，作為一條清晰的脈絡(luò)貫穿各重要知識(shí)點(diǎn)。并且在此基礎(chǔ)上可布置相關(guān)的作業(yè)，學(xué)生有了實(shí)驗(yàn)板必然提高學(xué)生課下完成作業(yè)的積極性。

4.授課側(cè)重點(diǎn)的改變。作為本科院校，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力固然重要，但從培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)來看，原理與應(yīng)用都不可偏廢。匯編語言與C語言各有優(yōu)劣，因此課堂上要求原理及應(yīng)用并重，對(duì)匯編語言要求能結(jié)合匯編掌握掌握原理并能夠看懂簡單的小程序即可。要求會(huì)用C語言寫外設(shè)的控制程序，即會(huì)應(yīng)用單片機(jī)，同時(shí)了解兩種語言之間的差別及作為應(yīng)用工具的殊途同歸性。定時(shí)、中斷、串口三部分傳統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容，從定時(shí)開始設(shè)置一個(gè)案例：如何實(shí)現(xiàn)燈50ms的閃爍？如何實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的延時(shí)？通過50ms定時(shí)如何實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)定時(shí)器工作方式一對(duì)寄存器的設(shè)置過程。

四、下一步的改革思路

1.使用考試系統(tǒng)進(jìn)行期末考試。下一步的改革重點(diǎn)是全面進(jìn)行題庫建設(shè)[5]，開發(fā)使用單片機(jī)上機(jī)考試系統(tǒng)，進(jìn)行上機(jī)考試，試卷可由題庫系統(tǒng)隨機(jī)給出，包含理論與實(shí)踐，考試機(jī)上配備keil與proteus軟件，硬件包括實(shí)驗(yàn)板，學(xué)生可根據(jù)試題隨時(shí)使用這些軟硬件工具?？荚囃戤吿峤唤Y(jié)果至服務(wù)器。這種方式避免了現(xiàn)場計(jì)分時(shí)由于學(xué)生眾多不可避免的抄襲現(xiàn)象。

2.進(jìn)行過程考試。平時(shí)成績除記錄學(xué)生出勤、作業(yè)外，可以在上課初始就為同學(xué)們布置稍微綜合一點(diǎn)的設(shè)計(jì)題，但難度小于課程設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅能夠根據(jù)每個(gè)分知識(shí)點(diǎn)的案例學(xué)好各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也會(huì)在聽課過程中思考自己的設(shè)計(jì)，并通過查找資料、教師答疑等完成綜合設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)作為平時(shí)成績的一部分。

五、結(jié)論

針對(duì)單片機(jī)的改革措施，同學(xué)們反饋了不少意見與建議，多數(shù)同學(xué)反映改革措施非常好，本來對(duì)單片機(jī)抱著抵觸心理沒有信心學(xué)好的同學(xué)反饋，單片機(jī)不過如此，不再有畏懼情緒。但也有同學(xué)反映既講匯編語言又講C語言，會(huì)造成混淆。最后的考試也反映出這一點(diǎn)。單片機(jī)教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，需大膽嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱志偉.基于C語言的單片機(jī)教學(xué)利弊分析[J].電子制作，2015，（03）：103.

[2]姚健.單片機(jī)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2015，（02）：51-53.

[3]張德寧，蔡振江，張夢(mèng).“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)林教育版，2015，（02）：55-58.

[4]朱韶平.基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，（02）：34-36.

[5]秦迎春，陳立旺，艾運(yùn)階.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)深化單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)改革[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)：專業(yè)版，2015，（04）：43-45.