李曉娟 鄭麗媛 秦國慶

河南科技學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003

?

新形勢下單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革探索

李曉娟 鄭麗媛 秦國慶

河南科技學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003

摘 要：針對新時期高水平本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式的分析，結(jié)合單片機原理及應(yīng)用這門課程理論抽象及實踐性強的特點，從優(yōu)化教學(xué)大綱、精選教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方式、改革考核方法四方面入手進行教學(xué)改革。如此，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，同時也能有效提高高校的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：單片機；教學(xué)改革；教學(xué)實踐

隨著我國智能化水平的提高，一方面給人們的生活帶來了諸多便利，另一方面也對當(dāng)前向社會輸送專業(yè)技術(shù)人員的高等院校的培養(yǎng)模式提出了挑戰(zhàn)。單片機原理及應(yīng)用作為工科本科院校的重要課程，是電氣工程及自動化專業(yè)、自動化專業(yè)、機電一體化等相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論和實踐結(jié)合很緊密的一門課程，也是本科院校學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計大賽首選的方式。對于電子類專業(yè)的學(xué)生來說，掌握好單片機這門課程，不僅能夠很順利的做好畢業(yè)設(shè)計，提高自己的就業(yè)競爭力，同時還可以培養(yǎng)良好的工程素質(zhì)，為以后的工作打下一個很好的基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)教育多采用灌輸?shù)姆绞?，學(xué)生積極性不高，缺乏一定的創(chuàng)新性，為了有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高就業(yè)的競爭力，為社會輸送素質(zhì)高、能力強的復(fù)合型人才，本文將從以下四方面對該門課程進行改革。

1　優(yōu)化教學(xué)大綱

教學(xué)大綱決定了本課程的培養(yǎng)目標(biāo)及知識點，是教師教學(xué)的重要依據(jù)，在教學(xué)過程中起著舉足輕重的作用。我們結(jié)合本門課程的性質(zhì)及學(xué)生的特點，以掌握知識為基礎(chǔ)、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)為根本、提高學(xué)生自身競爭力為目標(biāo)修改教學(xué)大綱。

單片機是一門應(yīng)用性極強的課程，隨著電子和計算機智能化的發(fā)展，以單片機和各種微處理器為核心的新產(chǎn)品層出不窮。結(jié)合時代發(fā)展的需要，我們及時更新所用教材，選用新版的、內(nèi)容較豐富的教材。在這我們選用由李建忠教授主編、由西安電子科技大學(xué)出版社出版的《單片機原理及應(yīng)用（第三版）》教材，該教材將單片機抽象的理論與我們的實際生活結(jié)合起來，一方面可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情；另一方面把單片機相關(guān)內(nèi)容很好地給大家闡述出來。同時，在內(nèi)容的安排上還講述了關(guān)于單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)及采用C語言進行應(yīng)用程序設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生能夠很好地采用單片機，同時結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)知識進行系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計，體現(xiàn)了本門課程實用性、實踐性強的特點，使學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合素質(zhì)得到了提高，取得了良好效果。

2　精選教學(xué)內(nèi)容

單片機課程作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一般設(shè)在大二下學(xué)期學(xué)習(xí)，對于學(xué)生來說已經(jīng)學(xué)習(xí)過模電、數(shù)電、

C語言、微機原理等課程，有一定的基礎(chǔ)。在內(nèi)容上，一方面加強與前序課程的銜接，在講授相關(guān)知識的同時，讓學(xué)生自己根據(jù)實際情況對已學(xué)內(nèi)容進行復(fù)習(xí)；另一方面，教師作為教學(xué)的組織者，要精選教學(xué)內(nèi)容，刪除課本中一些老化的、無關(guān)緊要的內(nèi)容， 增加一些目前生活中、工作中利用單片機進行控制的典型案例或新產(chǎn)品，注重學(xué)科融合，把體現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展特征的、多學(xué)科知識交叉與滲透的趨勢和動向反映到教學(xué)內(nèi)容中來。同時，教師要緊跟時代發(fā)展，不斷利用業(yè)余時間對自己進行 “充電”，要經(jīng)常參加培訓(xùn)，深入企業(yè)考察，與業(yè)內(nèi)人員交流，了解單片機的應(yīng)用狀況，刻苦鉆研單片機應(yīng)用新技術(shù)，掌握新器件的使用方法，以此來豐富、更新教學(xué)內(nèi)容，提高自己的實踐技術(shù)水平，擴寬學(xué)生的知識面，真正做到理論和實踐相結(jié)合，使教學(xué)更切合實際。

2.1理論教學(xué)內(nèi)容

對單片機這門課程來說，理論是基礎(chǔ)，學(xué)生只有有了一定的理論基礎(chǔ)，才能夠進行實踐，并在實踐的時候更好地理解理論知識，從而將理論與實踐很好地結(jié)合起來。對于理論基礎(chǔ)知識，我們還是采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，由于本門課程比較抽象，對于大部分初次接觸單片機的學(xué)生來說，根本不知道單片機是什么，更不用說其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理等。針對此，我們在講授本門課的時候首先要告訴學(xué)生單片機是什么，單片機能干什么，內(nèi)部結(jié)構(gòu)什么樣，單片機如何工作，學(xué)好這門課我們能干什么。在此基礎(chǔ)上，我們再向?qū)W生傳授單片機相關(guān)的知識，如單片機的發(fā)展、分類、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)等。針對工科院校學(xué)生一般在大一學(xué)過C語言，在編程方面，我們簡要介紹一下匯編語言的分類及簡單應(yīng)用，把重點放在如何利用C語言進行編程上面。因為單片機僅僅是一個芯片，隨著單片機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，對學(xué)生的考察能力不再僅僅是編程能力方面，而更多的是對單片機硬件方面的考察，如外圍電路的設(shè)計及元器件的選擇上面，這時我們必須把教學(xué)重點放在單片機硬件的擴展上面，如行列式按鍵、數(shù)碼管動態(tài)顯示及液晶顯示、存儲單元及I/O口擴展單元（如8255/8155）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換以及通信單元等模塊。

2.2實踐教學(xué)內(nèi)容

實踐環(huán)節(jié)建立在課堂教學(xué)基礎(chǔ)上，為課堂理論教學(xué)服務(wù)， 也是單片機原理這門課程的一個重要環(huán)節(jié)， 通過實踐可以更好地培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實際操作能力、學(xué)生之間的相互協(xié)作能力及創(chuàng)新能力。結(jié)合學(xué)校的實踐條件及學(xué)生的實際情況，我們所開設(shè)的實踐內(nèi)容主要分為以下三類：驗證性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新性實踐。

對于驗證性實驗，實驗裝置在其內(nèi)部已經(jīng)連接好線路，學(xué)生只需要進行簡單的連線就可以看到結(jié)果，如流水燈等，形象直觀，容易激起學(xué)生的興趣，使學(xué)生能夠主動地要求一些更具挑戰(zhàn)性的項目?；诖宋覀兘Y(jié)合教師的在研課題，借鑒歷屆電子設(shè)計大賽的題目，或者從日常生活中尋找與該門課程相關(guān)的資源，將其改良為綜合性實驗。當(dāng)然，學(xué)生也可以結(jié)合自己的興趣愛好，利用學(xué)校資源進行設(shè)計，從而提高實踐動手能力，也能更好地將理論和實踐很好地結(jié)合起來。但學(xué)生的實驗課時畢竟有限，學(xué)院整合實驗室資源，對不同層次的學(xué)生做不同的實驗，通過建立創(chuàng)新性實驗室，大學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化基地，同企業(yè)進行合作辦學(xué)，進行暑期實踐等形式，為學(xué)生參加社會實踐提供更多機會。同時，鼓勵學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、各高校組織的電子類大賽、全國機器人大賽等活動。

3　創(chuàng)新教學(xué)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式多“以教師為中心”，整堂課都是老師在不停地講，學(xué)生被動地聽，屬于“填鴨式教育”。由于本門課內(nèi)容抽象，理論性強，對于很多抱很大興趣學(xué)好本門課的學(xué)生，在聽了幾次課后很難理解相關(guān)內(nèi)容，逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣，或者上課睡倒一大片，或者變成“手機控”，這樣以后再想調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性就很困難，對學(xué)生來說，也很難學(xué)好這門課程。在此，我們一改傳統(tǒng)的教學(xué)方式，突出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生由被動的聽變?yōu)橹鲃拥貙W(xué)，在授課過程中，采用多種方式相結(jié)合，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上突出實踐性環(huán)節(jié)，注重強化實驗、實踐環(huán)節(jié)，突出實用性，在課時分配上大幅度提高實驗課的學(xué)時數(shù)，便于增加學(xué)生動手實踐機會，使學(xué)生在掌握知識的基礎(chǔ)上，能力和綜合素質(zhì)也得到提升。

在授課過程中，我們要有效利用現(xiàn)代化教育技術(shù)手段，采用計算機輔助教學(xué)和板書相結(jié)合的方式，制作多媒體課件，用語言、文字、聲音、圖像等豐富的信息來描述抽象的概念，對重難點通過多媒體教學(xué)的演示，將枯燥的理論具體化、形象化。在內(nèi)容選取上，結(jié)合當(dāng)前最新應(yīng)用技術(shù)，采用項目教學(xué)法，有效地運用了我們所學(xué)課程的那些知識點，并以此為契機設(shè)計教學(xué)項目。在設(shè)計項目時，結(jié)合當(dāng)前單片機的最新應(yīng)用技術(shù)，注意循序漸進、由淺入深，以學(xué)過的內(nèi)容為基礎(chǔ)，又要將本次教學(xué)內(nèi)容融入進去，通過不斷的教學(xué)實踐與學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋來對項目進行修改和調(diào)整。當(dāng)然，在整個授課過程中要突出學(xué)生的主體地位，采用啟發(fā)式、討論式、研究式、案例式、情景教學(xué)式等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生會學(xué)習(xí)、會思考、會探索、會解決問題的能力。

在課外，學(xué)習(xí)和借鑒世界先進的教育理念，教師開辟與課程配套的交流群，及時反映最新的科研成果并提供相關(guān)資料。學(xué)生可以將不懂的知識及時地反饋給老師，教師可以在論壇上答疑，這樣，不但可以激發(fā)學(xué)生的興趣，還促進了師生之間的交流，增進師生感情。對于學(xué)生來說，學(xué)生之間也可以互相切磋，可以活躍學(xué)習(xí)氣氛，增進學(xué)生間的感情，同時也積累大量的有價值的素材，供學(xué)生參考。

4　改革考核方法

考核作為教學(xué)過程的最后一個環(huán)節(jié)，起著至關(guān)重要的作用。它不僅可以有效地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時也可以使教師更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以便及時做出調(diào)整。結(jié)合本門課程的性質(zhì)及特點，我們從學(xué)生出發(fā)，強調(diào)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展，使學(xué)生樹立科學(xué)的考試觀，建立科學(xué)的多樣化的考核體系，不僅讓學(xué)生掌握所學(xué)知識，更是讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

對單片機這門課程來說，理論是基礎(chǔ)，在理論的基礎(chǔ)上才能進行實踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此，我們還是以傳統(tǒng)的閉卷考試來考查學(xué)生對于知識點的記憶和理解，在此前提下，給學(xué)生布置一些課外論文，要求學(xué)生親自動手查閱資料，將學(xué)到的知識和查到的資料更好地聯(lián)系在一起，同時教師要指導(dǎo)學(xué)生利用圖書館的相關(guān)數(shù)據(jù)庫進行資料檢索和期刊查閱，進行論文的書寫等， 這樣可以有效提高學(xué)生的寫作能力，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和繼續(xù)進修都有很大的幫助。由于本門課程應(yīng)用性強、實踐性強，對學(xué)生的動手能力要求比較高，所以，考查學(xué)生的實驗動手能力，也作為期末成績的一部分。

5　結(jié)束語

通過對單片機課程的改革和實踐，使我們深刻認(rèn)識到教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)新的知識來武裝自己的頭腦，不斷更新教學(xué)觀念和教學(xué)手段，不斷提高專業(yè)綜合業(yè)務(wù)水平，來充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生自身的核心競爭力。同時也能有效提高高校的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。

參考文獻

［1］ 俞兵.新形勢下電氣工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2013（4）：151-153.

［2］ 嵇萍，徐香梅.面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的單片機課程教學(xué)改革探索［J］.蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014（1）：82-83.

［3］ 王曉磊，李曉丹.單片機課程實踐性教學(xué)改革的探索［J］.遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2012（1）：131-132.

［4］ 劉瑞濤.基于電子設(shè)計競賽的單片機課程教學(xué)改革探索［J］.創(chuàng)新教育，2014（4）：165.

［5］ 莫莉，趙悅，董萬福.“單片機原理”課程教改探析-以成都大學(xué)工業(yè)制造學(xué)院為例［J］.教育與教學(xué)研究，2010（1）：99-101.

收稿日期：2015-12-05

作者簡介：李曉娟，碩士，助教。

基金項目：河南省高等教育教學(xué)改革重點研究項目（編號：2014SJGLX053）。

Reform Exploration of the Single Chip Microcomputer Principle and Application Course under the New Situation

Li Xiaojuan， Zheng Liyuan， Qin Guoqing
Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang， 453003， China

Abstract：In view of the analysis of talent training mode of high level undergraduate professional talents In the new period， combined with the abstract theory and strong practicality of the course about principles and applications of SCM， the paper carry on teaching reform from the four following aspects： optimization of Syllabus， selection of teaching content， innovative teaching methods reformation of evaluation methods. In this way， it not only can improve the students' enthusiasm for learning， the ability of analyzing issues， the ability of solving issues and innovation can be developed， but also can improve the employment rate and quality of colleges and universities.

Key words：single-chip microcomputer； teaching reform； teaching practice