王橋 冀慎統(tǒng) 馬敏耀 張海榮

（1.貴州師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550018；2.貴州師范學(xué)院 物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550018；3.貴州師范學(xué)院 應(yīng)用物理研究所，貴州 貴陽 550018）

摘 要：落實“一體兩翼，培養(yǎng)應(yīng)用型人才”的指導(dǎo)思想，以單片機課程為例的實踐類課程進行深入的教學(xué)改革，其中包括提高課程的地位，重建知識體系，完善教學(xué)手段等措施。探討在實踐類課程教學(xué)中存在的自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，考核評價等問題。實踐證明教學(xué)改革收到較好效果。

關(guān)鍵詞：實踐；模塊化；任務(wù)驅(qū)動；知識重構(gòu)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）15-0106-03

Abstract： In order to implement the guiding ideology of "one body and two wings， cultivating applied talents"， taking the single-chip course as an example， this paper conducts teaching reform which includes improving the status of the course， reconstructing the knowledge system and perfecting the teaching methods. The problems in the independent learning ability cultivation， assessment and evaluation in teaching practice are also explored. It has proved that teaching reform has received better results.

Keywords： practice； modularization； task-driven； knowledge reconstruction

一、概述

單片機作為電子類專業(yè)學(xué)生的必修課程，應(yīng)用性和實用性較強。單片機開發(fā)也是電子類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計，科研項目，電子競賽的首選。單片機開發(fā)能力也是現(xiàn)在企業(yè)作為衡量招聘學(xué)生的一個標準。但單片機課程涉及的知識面廣，實踐性要求高，學(xué)生很難獨自對知識進行歸納總結(jié)，更談不上對所學(xué)知識進行實踐做應(yīng)用開發(fā)。故單片機教學(xué)不能為傳統(tǒng)灌輸式，改革單片機教學(xué)，并通過改革提高學(xué)生動手實踐的能力。

二、明確課程定位

學(xué)會了單片機并不意味著具備了單片機開發(fā)能力，因為單片機僅僅只是電子系統(tǒng)的控制器，而單片機外圍接口電路、PCB設(shè)計、傳感器應(yīng)用、信號處理、控制理論及控制策略等都是單片機應(yīng)用的必備知識[2]。其中單片機屬于主控模塊的一種，是電子系統(tǒng)的核心模塊俗稱CPU，學(xué)習(xí)單片機也是學(xué)生由簡單CPU向高端CPU進階的必要階段。而其他三個模塊屬于單片機的前驅(qū)和后續(xù)課程范疇。故單片機課程開設(shè)時間應(yīng)不宜太早和太遲，應(yīng)該開始設(shè)在電路分析，模擬電路，數(shù)字電路，C語言等前驅(qū)專業(yè)課程之后。開設(shè)時間在大二和大三上學(xué)期最佳。開設(shè)完畢后緊接著開設(shè)數(shù)字信號處理，傳感器等后續(xù)課程。教師在單片機授課過程中，需要從系統(tǒng)的角度教授知識點和實踐技能， 提醒學(xué)生以上各門課程的內(nèi)在聯(lián)系，從而使學(xué)生宏觀上單片機的作用，并掌握如何用單片機進行應(yīng)用開發(fā)。而不是單純地應(yīng)付考試，為了拿學(xué)分而學(xué)習(xí)這門課程。

三、重建單片機知識結(jié)構(gòu)

（一）接口模塊化

采用啟發(fā)式、討論式，研究式教學(xué)方法，把問題尤其是實際工程問題作為引入，引導(dǎo)學(xué)生在思考和討論中掌握知識，學(xué)會解決問題的方法。增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性。多采用引導(dǎo)式自學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

將整個單片機教學(xué)分為兩部分基礎(chǔ)教學(xué)和項目教學(xué)。其中基礎(chǔ)教學(xué)是將單片機知識進行模塊化。項目教學(xué)是在基礎(chǔ)教學(xué)完成后，將與企業(yè)合作的商業(yè)項目，學(xué)生申請的大創(chuàng)項目等引入課堂，并實施項目經(jīng)理負責(zé)制按照項目開發(fā)流程對項目管理和推進。筆者將電子系統(tǒng)分為四大模塊：電源模塊，輸入模塊，輸出模塊以及主控模塊。其連接圖如圖1所示。

將單片機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容進行模塊化，主要分為如圖2所示四個模塊按照此順序進行教學(xué)：電源模塊、主控模塊、輸入模塊、輸出模塊。

電源模塊主要知識點在前繼課程《模擬電路》已經(jīng)學(xué)習(xí)，在單片機課程中只需要將在模擬電路的理論知識實現(xiàn)為單片機提供的5V電源即可。主控模塊，主要通過講授單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理要求學(xué)生做出一個89C52的最小系統(tǒng)以便后面用單片機控制輸入輸出模塊。輸入輸出模塊，主要是具有各種通信接口的設(shè)備其中主要包括單總線，RS232，RS485，I2C，SPI，Can總線等接口。

（二）任務(wù)驅(qū)動，實踐與理論同行

整個單片機課程中總共涉及各種寄存器、中斷、定時器、PWM波等知識點。在完成一種通信接口或應(yīng)這些知識點授課后，針對市面上的設(shè)備設(shè)計實踐任務(wù)，如講解完I2C接口理論知識后，寫程序調(diào)通具有I2C接口的OLED顯示屏，并在要求的地方顯示內(nèi)容。

在基礎(chǔ)課堂中一個知識點對應(yīng)一個常用設(shè)備，并對應(yīng)一個任務(wù)。在完成單片機所涉及的知識點后，即可在寒假前短學(xué)期兩周停課完成課程設(shè)計[3]。完成后學(xué)生通過主持參與各級學(xué)生科研項目，參加校、市、省、全國四級大學(xué)生電子設(shè)計競賽，選擇單片機應(yīng)用類的畢業(yè)設(shè)計課題，進一步鞏固學(xué)習(xí)成果，使學(xué)生具備一定的單片機開發(fā)能力，其中學(xué)有所長的學(xué)生還可以參與教師的科研項目，培養(yǎng)工程實踐能力。

三、建立考核評價體系

為保證以上課程體系的順利實施， 對考核體系進行了細化，重視學(xué)生平對知識點和技巧的掌握，突出實用性，減少記憶性內(nèi)容的考核?？己隧椖糠謱嵺`應(yīng)用能力考核和理論知識考核，為兩部分分別各占總成績的50%。

（一）理論知識考核

在理論教學(xué)中的考試環(huán)節(jié)中， 防止機械地考察學(xué)生記憶，如51中特殊功能寄存器的映射地址，采用任務(wù)答辯的方式進行考核[4]。在學(xué)生完成實踐任務(wù)后，組織學(xué)生對完成的任務(wù)進行整體綜述、對遇到的問題和解決問題的方法進行分享，并回答授課老師提問，然后進行評分。這樣重點放在考察學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況，可安設(shè)計發(fā)散型題目，學(xué)生只有通過查閱參相關(guān)資料才能完成，參與課堂的互動，才能避免自主學(xué)習(xí)流于形式。

（二）實踐應(yīng)用能力考評

實踐應(yīng)用能力考評主要是根據(jù)任務(wù)的難易程度設(shè)定不同分值，根據(jù)學(xué)生完成任務(wù)的不同情況以及所需耗費的時間進行評分，整學(xué)期設(shè)計總共20個任務(wù)左右，并將其作為是否通過本課程的標準之一。如圖4所示。

（三）創(chuàng)新能力考核

單片機課程不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)微控制器的入門課程，也是一門學(xué)生進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)。故在課程最后需用兩個周時間做單片機課程設(shè)計，完成一個復(fù)雜度不高的課程設(shè)計去解決生活中的實際問題。要求有信號處理、 顯示數(shù)據(jù)、 鍵盤以及各種通信接口的模塊，在實驗板上完成焊接，程序調(diào)試等工作。考核可通過課程設(shè)計展示和答辯的方式進行。

四、結(jié)束語

本文以單片機原理與應(yīng)用課程為例，為加強學(xué)生應(yīng)能力，提出針對實踐類課程的教學(xué)改革，經(jīng)過改革一年來效果來看，學(xué)生在參加電子設(shè)計大賽，參加全國機器人大賽，全國程序設(shè)計大賽等均獲得有意的成績，學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力大幅提高，取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]李崇富，陳熙春，陳章亮.改革單片機教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才[J].實驗研究與探索，2012，31（2）：144-147.

[2]黃偉軍，肖金球.“單片機原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2010，32（6）：29-30.

[3]梁偉.地方高校電子類專業(yè)實踐創(chuàng)新教學(xué)體系的探索[J].實驗技術(shù)與管理，2010，27（12）：16-19.

[4]周燕，淮文軍.電子設(shè)計競賽中CDIO教學(xué)模式的設(shè)計與實踐[J].蘇州職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，22：273-278.