朱一峰++楊絮++于林韜++樸燕

摘 要：隨著近年來大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的發(fā)展，特別是2015年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于發(fā)展眾創(chuàng)空間推進大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》再次指出鼓勵大學(xué)生創(chuàng)業(yè)，孵化培育一大批創(chuàng)新型小微企業(yè)，致使高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽也層出不窮。以單片機為基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)是完成許多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的基本技能，學(xué)生們迫切需求掌握單片機一類的技術(shù)。筆者結(jié)合所在學(xué)校嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革，對這類課程提出了基于虛實結(jié)合的教改方案，鼓勵學(xué)生動手實踐，并且應(yīng)用創(chuàng)新，取得了一定效果。

關(guān)鍵詞：虛實結(jié)合 嵌入式系統(tǒng) 單片機 應(yīng)用創(chuàng)新

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0078-02

隨著近年來大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的發(fā)展，高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽也層出不窮。以單片機為首的嵌入式系統(tǒng)課程是完成許多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的基本技能，學(xué)生們迫切需求掌握單片機一類的技術(shù)，不少學(xué)生大一剛進校就尋求該方面的技能學(xué)習(xí)，擁有了一定基礎(chǔ)后，參加各類比賽，為自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃添加砝碼。

而這類課程出于整體教學(xué)計劃的安排及前驅(qū)后續(xù)課程的銜接考慮，一般學(xué)校都安排在第5學(xué)期，而此時已有不少學(xué)生參加了各類比賽，對單片機技術(shù)多少有了一定的了解和掌握，甚至有個別同學(xué)十分精通。這部分人在第5學(xué)期選修該課程無疑是浪費時間，而不選的話又沒有這科在就業(yè)中份量較重的成績。

綜上考慮，在有限的課時內(nèi)，讓學(xué)生了解更多的知識，使課堂上的內(nèi)容融入現(xiàn)實生產(chǎn)生活中，使有嵌入式基礎(chǔ)的學(xué)生更能發(fā)揮其能力，無基礎(chǔ)的學(xué)生也能快速地學(xué)到單片機技術(shù)的基本技能，筆者學(xué)校嵌入式系統(tǒng)課程進行了課程改革，突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，探索新的教學(xué)方法，切實提高學(xué)生的獨立動手和解決問題的能力。

1 教改方案

1.1 以案例引導(dǎo)的課堂講解

單片機原理及應(yīng)用是一門只有在探索、實踐中才能學(xué)到東西的課程。在課堂上一味地灌輸，不僅無法達到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的，還會使學(xué)生提不起興趣。

把具體的時尚創(chuàng)意產(chǎn)品拿到課堂上講解，讓學(xué)生對實際的單片機應(yīng)用系統(tǒng)有一個感性認識，同時讓學(xué)生經(jīng)歷單片機產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的過程，掌握單片機設(shè)計開發(fā)過程中用到的各種軟件及其工具，這對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、與實際聯(lián)系的能力是大有益處的，使學(xué)生真正地應(yīng)用所學(xué)的知識去設(shè)計一個應(yīng)用系統(tǒng)。

采用實體產(chǎn)品演示，另一目的是給學(xué)生引入市場價格觀念。單片機在電子行業(yè)應(yīng)用極其廣泛，該課程又屬于應(yīng)用設(shè)計類課程，與實際緊密結(jié)合，所以一定要有市場和成本觀念。在講授有關(guān)設(shè)計方面內(nèi)容時，應(yīng)注重使學(xué)生樹立起經(jīng)濟效益、性能價格比的觀念，這對于工科的學(xué)生是十分重要的。不能只講授設(shè)計而沒有經(jīng)濟效益觀點，要把幾種設(shè)計方案加以比較， 注重工程上的可行性、性能價格比。

1.2 以虛實結(jié)合的半實物仿真教學(xué)平臺

以筆者學(xué)校國家級“電子信息與通信工程虛擬仿真實驗教學(xué)中心”建設(shè)為契機，結(jié)合通信工程專業(yè)實驗室資源，建立一個全方位的網(wǎng)絡(luò)化單片機學(xué)習(xí)環(huán)境，包括一個擁有30套單片機最小開發(fā)系統(tǒng)板的硬件實驗室，實驗室計算機和學(xué)生電腦都配備Proteus仿真軟件，同時建立一個學(xué)習(xí)網(wǎng)站和一個答疑提問QQ/微信群。

課程初期，學(xué)生可以通過Proteus仿真軟件進行純計算機仿真，滿足一些基本概念和軟件操作的練習(xí)；課程中期，學(xué)生可以在實驗室完成基礎(chǔ)的硬件實驗，認識基本硬件的組成和功能；課程后期，學(xué)生在實驗室獨立完成綜合設(shè)計實驗，培養(yǎng)單片機綜合應(yīng)用能力。而在整個過程中，學(xué)生可以通過校內(nèi)電子信息與通信工程虛擬仿真實驗教學(xué)中心、學(xué)習(xí)網(wǎng)站、QQ群/微信群隨時地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，與老師、學(xué)生進行信息交流，提供及時的幫助，讓學(xué)生學(xué)有參考、問有答案、練有指導(dǎo)的全程陪護學(xué)習(xí)。

1.3 以學(xué)生獨立自主的課后大型綜合設(shè)計實驗

單片機課程有一個顯著特點，就是以興趣為引導(dǎo)的立即求知性。當學(xué)生看到案例演示時，只要激發(fā)起興趣，那么他馬上就想學(xué)習(xí)，馬上會自己動手去做，更想知道下一次課還能學(xué)到什么。而原本課程的安排一周一次，一次2學(xué)時，花4個月去學(xué)習(xí)，這無疑大大削弱了學(xué)生的積極性。

該課程整合授課時間，每周兩次課4學(xué)時，8周時間講完，緊湊的課時安排，讓學(xué)生迅速地學(xué)完該課程，并立即開展應(yīng)用。而后8周時間，由學(xué)生利用課余時間，經(jīng)過獨立思考和動手，完成一個貼近實際的項目，真正地做到學(xué)以致用。

大型綜合設(shè)計項目以創(chuàng)新設(shè)計能力為主要培養(yǎng)目標，綜合考察全面應(yīng)用單片機各個知識點的能力，將原來分散的小型演示驗證實驗集成為一個大型的系統(tǒng)設(shè)計項目。首先，實驗室準備大量的備選項目（2～3人1組，題目不重），并制訂項目設(shè)計任務(wù)書，給出設(shè)計目標、總體設(shè)計思路、軟硬件資源以及最后要達到的效果等。同時鼓勵學(xué)生自創(chuàng)項目（需老師認可所應(yīng)用到的知識點是否全面）。

學(xué)生分組選擇項目后，組織學(xué)生討論，使學(xué)生充分發(fā)揮想象力，引導(dǎo)學(xué)生思考并提出項目解決方案，描繪出設(shè)計藍圖；然后開始查找資料、論證方案、設(shè)計電路、焊接硬件、編寫程序、最后調(diào)試，整個過程以學(xué)生為主，教師指導(dǎo)點撥為輔，注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、單片機軟硬件設(shè)計能力和團隊協(xié)作能力。

1.4 因材施教，分層次地進行教學(xué)

該課程安排在第三學(xué)年第5學(xué)期，有不少學(xué)生已在大一大二時參加了一些培訓(xùn)或自學(xué)完了單片機，并參加了各類比賽。針對這樣的學(xué)生，開展分層次教學(xué)法，引導(dǎo)有能力的學(xué)生不僅僅局限于51單片機技術(shù)，對AVR、K60、STM32、ARM等高端單片機進行學(xué)習(xí)，同時，在完成大型綜合設(shè)計實驗項目的時候，認可不同類型的單片機出現(xiàn)，使學(xué)生真正地活學(xué)活用，不拘泥于教材與課堂的約束。

1.5 建立考核新模式

打破原有筆試考核方式，注重考核學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和思維方式?？己酥饕怀鰧χR的理解能力、綜合應(yīng)用能力以及解決問題的實踐能力的考察，促進學(xué)生認真學(xué)習(xí)，以達到教學(xué)的主要目的。

考核的能力主要有：（1）專業(yè)知識應(yīng)用能力，包括電路分析、電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計算機高級語言、計算機輔助設(shè)計、電路設(shè)計與制作。（2）實際應(yīng)用能力，包括硬件焊接能力、各類技術(shù)文檔撰寫能力、PPT匯報與口頭表達能力、團隊協(xié)作能力。

另外，不同的項目，制作難度肯定存在差異，這就需要兼顧公平性，在出題階段，就要考慮調(diào)整設(shè)計方案來減小不同題目間差異；在口試時，主要考察學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握程度，避免演示操作看起來很好，一問卻什么也不會的情況，同樣，口試也要設(shè)定可量化的問題，以示公平。

2 結(jié)語

通過課后項目的方式，學(xué)生能將單片機的各個知識點融合到一個大型綜合設(shè)計實驗項目中，這樣既鞏固了相關(guān)知識點，同時提高了單片機的實踐操作能力，為后續(xù)專業(yè)綜合實驗、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)奠定了一定的基礎(chǔ)。更重要的是，讓學(xué)生經(jīng)歷了單片機產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的全過程，知道了一個產(chǎn)品從無到有的設(shè)計與制作過程，開拓了學(xué)生在創(chuàng)業(yè)方面的眼界，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和強化現(xiàn)代工程意識，有助于大學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的正確認識。

以學(xué)科競賽為激勵和培養(yǎng)目標，激發(fā)有基礎(chǔ)的學(xué)生自主探索更高層次的單片機應(yīng)用，參加更高級別的競賽，更多地給學(xué)生展示自己的機會，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還鍛煉了能力，增強了自信心。幾年來，該校學(xué)生在電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)大賽等各類學(xué)科競賽中，屢獲佳績，收到了很好的效果，為走入社會工作打下很好的基礎(chǔ)，提高了就業(yè)競爭力。

參考文獻

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