陳又圣，陳煜，管明祥，崔英杰

（深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與通信學(xué)院，廣東 深圳 518172）

高職電子信息專業(yè)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)探討

陳又圣，陳煜，管明祥，崔英杰

（深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與通信學(xué)院，廣東 深圳 518172）

單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程是高職電子類專業(yè)的一門核心課程，本文結(jié)合電子信息專業(yè)的特點(diǎn)以及單片機(jī)課程的教學(xué)實(shí)踐，探討了目前單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)過程中存在的問題和不足，并從課程的教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程教學(xué)模式、師資隊(duì)伍配備和教學(xué)方法等方面探索了單片機(jī)課程的教學(xué)改革，以適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和工程項(xiàng)目開發(fā)技能。

單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)；電子信息；高職

單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程是高職類院校電子信息類、應(yīng)用電子類和通信類專業(yè)的專業(yè)支撐課，對于筆者所在的電子信息專業(yè)來說，該課程是學(xué)習(xí)后續(xù)的像ARM開發(fā)等的基礎(chǔ)課程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)算能力更快、控制能力更強(qiáng)的各類DSP芯片和ARM/OMAP芯片，以及特定功能的專用芯片，但是單片機(jī)課程并沒有被淘汰，一方面是因?yàn)樵陔娮赢a(chǎn)品應(yīng)用中本身包含高端芯片和中低端芯片的應(yīng)用，另一方面是因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用開發(fā)及編程技術(shù)作為基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)其他高級芯片編程的基礎(chǔ)。

隨著電子產(chǎn)品技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的普及和廣泛使用，單片機(jī)課程教學(xué)也面臨著如何適應(yīng)新技術(shù)特征及學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的需求問題。技術(shù)的發(fā)展要求我們不僅僅講授單片機(jī)的基礎(chǔ)知識，還需要結(jié)合技術(shù)的發(fā)展提高學(xué)生思考和分析能力，而智能手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用則為單片機(jī)網(wǎng)上課堂和學(xué)生碎片化課程學(xué)習(xí)提供了條件。本文結(jié)合筆者近年長期從事單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、指導(dǎo)學(xué)生參加電子產(chǎn)品制作技能大賽和資源庫建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，對單片機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程教學(xué)模式、師資隊(duì)伍配備和教學(xué)技巧等方面探索了單片機(jī)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

1 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)狀分析

針對目前單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，近年來已有很多教學(xué)工作者進(jìn)行了分析和探討[1-4]，包括課程技術(shù)面較廣而教師技術(shù)積累不足、實(shí)踐教學(xué)中硬件設(shè)備的缺乏、選用的項(xiàng)目沒有及時根據(jù)技術(shù)和市場需求進(jìn)行更新、實(shí)驗(yàn)時間安排的靈活性不夠、課程考核模式的不合理、教學(xué)方法簡單化等問題。筆者結(jié)合近幾年講授單片機(jī)理論課程和實(shí)訓(xùn)課程的經(jīng)驗(yàn)、指導(dǎo)電子產(chǎn)品系統(tǒng)制作技能大賽經(jīng)歷和單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對目前單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)中存在的不足分析如下：

1.1 教學(xué)內(nèi)容更新不足，不能及時貼近技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

在高職學(xué)院開設(shè)的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程中，采用的教材為通用型的單片機(jī)教材，講授的知識較為陳舊，沒有依據(jù)學(xué)生特點(diǎn)修改和完善教材內(nèi)容。部分專業(yè)采用的是校本教材，在一定程度上適應(yīng)了本校學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和能力，但教材內(nèi)容本身也只是沿用普通教材的教學(xué)內(nèi)容，只是進(jìn)行了內(nèi)容的篩選，去掉部分過于復(fù)雜的內(nèi)容，其教材內(nèi)容本質(zhì)上沒有太大差別。另一方面，同一個技術(shù)可以用于不同方面，但實(shí)際在教學(xué)過程中，同一個技術(shù)的教學(xué)則多年都是用同一個例子或者同一個實(shí)驗(yàn)案例，技術(shù)跟隨相對不足。

1.2 教師隊(duì)伍的工程背景欠缺

在高職學(xué)院開設(shè)的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程中，擔(dān)任一線教學(xué)的有十年以上的具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老教師，也有新引進(jìn)一兩年的博士畢業(yè)的年輕教師。在老教師隊(duì)伍中，有高校獲得學(xué)位后直接進(jìn)入高職院校進(jìn)行教學(xué)的，他們欠缺工程實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。也有從企業(yè)轉(zhuǎn)過來的，但已經(jīng)多年沒在企業(yè)一線，貼合現(xiàn)代發(fā)展和產(chǎn)業(yè)新需求的工程經(jīng)歷欠缺，他們所掌握和講授的知識略有陳舊和過時。對于新引進(jìn)的高校博士畢業(yè)生來說，他們更缺乏工程技術(shù)背景，他們在博士期間的研究課題一般是“高大上”的前沿領(lǐng)域，并不是高職教學(xué)中的實(shí)用型應(yīng)用性技術(shù)。近年來高職院校所招聘的年輕高校教師中也有部分是從企業(yè)轉(zhuǎn)過來的具有博士學(xué)歷的人群，在提高教師隊(duì)伍工程技術(shù)背景方面有較大提高，但在企業(yè)工作的博士所從事的往往是在很細(xì)很小的領(lǐng)域發(fā)力，以前沿創(chuàng)新和單點(diǎn)做到極致為目標(biāo)，因而對工程技術(shù)的掌握方面并不全面，對單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的工程教學(xué)方面存在不足。

1.3 教學(xué)手段單一

以往的單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)教學(xué)手段以課堂講授為主，實(shí)驗(yàn)不足。今年來高職院校得到國家和省市方面的支持和大量投入，建設(shè)了很多新的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室，單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例提高，對提高學(xué)生實(shí)操能力有較大幫助。但也存在問題，一方面是教學(xué)學(xué)時本身有限，僅限在課堂進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)室的案例教學(xué)，學(xué)生掌握的內(nèi)容有限，更重要的是不能提高學(xué)生們課后學(xué)習(xí)的能動性和分析探索技能。實(shí)訓(xùn)室建設(shè)周期長，引進(jìn)的設(shè)備需要經(jīng)過招投標(biāo)等各個復(fù)雜環(huán)節(jié)，等建設(shè)好了部分設(shè)備已經(jīng)過時。另一方面，處于設(shè)備使用的要求和經(jīng)費(fèi)的限制，實(shí)訓(xùn)室安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并不能及時更新，同時也受空間和經(jīng)費(fèi)的限制，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不足。

1.4 教學(xué)內(nèi)容不足和重復(fù)并存，資源庫建設(shè)及碎片化資源應(yīng)用欠缺

單片機(jī)課程分布在不同的專業(yè)，比如電通學(xué)院和機(jī)電學(xué)院也都有單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的課程。高職院校里每個學(xué)院自己選用教材或者獨(dú)自編寫校本教材，一方面選用的課程實(shí)驗(yàn)和案例不足，尤其對于年輕教師來說，企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)不足，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目儲備少，在實(shí)際單片機(jī)課程教學(xué)中課程內(nèi)容較為貧乏。而另一方面，同一個學(xué)校不同學(xué)院和不同專業(yè)開設(shè)相同的課程并分別展開課程建設(shè)，建設(shè)內(nèi)容有較大的重復(fù)性。而在同一個學(xué)院或者一個專業(yè)的內(nèi)部，講授單片機(jī)課程的教師群體本身共享不足，互相都有一定的保留，尤其是平時積累的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例和程序例子，因此會在實(shí)際教學(xué)中存在內(nèi)容不足和重復(fù)兩方面并存。目前在資源共享方面在國家層面有教學(xué)資源庫和網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)，在高職院校本身也有若干校級支持的教學(xué)資源庫開發(fā)，但對單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的資源庫建設(shè)支持不足，學(xué)院校級教學(xué)資源庫和省級的教學(xué)資源庫目前僅限于幾個專業(yè)群，單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程的教學(xué)資源庫的建設(shè)目前還沒有進(jìn)行和相應(yīng)的規(guī)劃。

1.5 教學(xué)設(shè)置和實(shí)施上與技能大賽及企業(yè)需求及新技術(shù)結(jié)合不足

目前單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的教學(xué)設(shè)置和實(shí)施上以講授基礎(chǔ)知識為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)上的案例也僅僅是仿真課本上的基礎(chǔ)知識點(diǎn)，與產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求結(jié)合不足。同時，近年來部分院校在講授單片機(jī)課程時采用了邊講授理論知識邊進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)操作的方式，對加強(qiáng)學(xué)生對硬件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和編程學(xué)習(xí)有較大的作用。然而，這種單片機(jī)課堂試驗(yàn)普遍采用固定的單片機(jī)開發(fā)板或者單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的方式，硬件系統(tǒng)的各個模塊已經(jīng)設(shè)定好，學(xué)生難以在硬件設(shè)計(jì)和分析上得到學(xué)習(xí)。由于單片機(jī)開發(fā)板及各個外圍接口是現(xiàn)成的，學(xué)生主要是基于開發(fā)板進(jìn)行簡單的編程，比如實(shí)現(xiàn)跑馬燈、數(shù)碼管顯示、定時器實(shí)驗(yàn)和接口控制實(shí)驗(yàn)等。這種方式限制了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新性，不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求來選用芯片和器件，不能結(jié)合硬件來對編程進(jìn)行優(yōu)化，與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用及未來從事單片機(jī)相關(guān)工作的崗位能力需求不匹配。另一方面，今年來高職類院校開展了單片機(jī)相關(guān)的技能大賽，也參加了市賽、省賽和國賽等賽項(xiàng)，如電子系統(tǒng)制作技能大賽等。但由于單片機(jī)平時課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)離得較遠(yuǎn)，也沒和技能大賽的部分內(nèi)容結(jié)合，導(dǎo)致在遴選優(yōu)秀學(xué)生參加技能大賽存在困難。同時，即使遴選了部分有興趣且基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生參加像電子系統(tǒng)制作等單片機(jī)相關(guān)的技能大賽時，他們還欠缺較多系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題能力，賽前不得不進(jìn)行大量的基礎(chǔ)培訓(xùn)。因此，單片機(jī)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技能大賽結(jié)合不緊密會產(chǎn)生系列問題，不利于培養(yǎng)實(shí)用型人才。

1.6 課程考核方法單一，實(shí)驗(yàn)考核評價(jià)粗糙

單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，不僅僅要學(xué)習(xí)必要的理論知識，也需要培養(yǎng)硬件設(shè)計(jì)和軟件編程的技能。因此，單片機(jī)的課程考核不限于理論的考試。近年來，學(xué)院在像單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程考核考查上探索了理論考試以外的考查模式，結(jié)合了理論考試、平時考勤、實(shí)驗(yàn)考察等綜合評分方式，在單片機(jī)考核上進(jìn)行了有益的探索。但是，雖然課程考核增加了幾個模塊，但在細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)上和有效性上存在一定的問題。首先的理論知識考核，理論考核一開始是開卷考試，這種方式可以減輕學(xué)生死記硬背的負(fù)擔(dān)，但存在考場管理上的問題和部分學(xué)習(xí)較好同學(xué)成績區(qū)分度問題。有的學(xué)生掌握扎實(shí)理論和編程知識，編程幾乎不用參考書，編程上也有創(chuàng)新，但開卷考試會導(dǎo)致不甚了解的學(xué)生僅僅是簡單模仿書上的例題，成績高低的含金量存疑。近年來開始在單片機(jī)理論考試上采用閉卷的方式，但由于高職院校學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差，考前不得不進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)習(xí)，甚至直接篩選出考點(diǎn)給學(xué)生，這樣學(xué)生又回到死記硬背的老路。對于實(shí)驗(yàn)考核評估來說，出發(fā)點(diǎn)是好的，但存在適用性問題和可實(shí)現(xiàn)的問題。一方面一個班四五十人，如果每個學(xué)生所設(shè)計(jì)的硬件和編寫的程序都細(xì)致評分的話，不僅僅占用大量的課堂時間，也導(dǎo)致課堂給學(xué)生現(xiàn)場解答技術(shù)問題的時間和精力不足。另一方面，實(shí)驗(yàn)考核普遍存在作業(yè)抄襲的識別問題。在所收集的學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)中會發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖和編寫的程序是雷同的，往往一兩個學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，則突然其他學(xué)生也大量提交作業(yè)。在實(shí)訓(xùn)室中可以通過限制網(wǎng)絡(luò)連接等方式來緩解部分程序潮汐的現(xiàn)象，但U盤傳遞和智能手機(jī)的拍照和移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞綗o法在一般課堂上有很少的限制。因此，單片機(jī)課程上的多模塊考核方式雖然出發(fā)點(diǎn)很好，但有效性和具體實(shí)施方式有待探討。

2 高職院校單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程的教學(xué)探索

2.1 緊跟技術(shù)發(fā)展和近期熱點(diǎn)需求，及時更新教學(xué)內(nèi)容

單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)作為一門基礎(chǔ)課程和通用課程，課程本身的知識框架和體系是基本不變的，但這并不代表課程具體內(nèi)容講解上一成不變。單片機(jī)的課程需要緊跟技術(shù)發(fā)展和近期熱點(diǎn)需求，并及時更新教學(xué)內(nèi)容，也就是課程講授上技術(shù)知識點(diǎn)不變，但在具體應(yīng)用場景變換系統(tǒng)需求和設(shè)計(jì)方法。例如，現(xiàn)在很熱的共享自行車，可以在依據(jù)這個需求來模仿并安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)案例。對于和課程相關(guān)性不大的，比如掃碼或者射頻識別等過程，可以提前實(shí)現(xiàn)好，留有部分和單片機(jī)課程有關(guān)的功能給學(xué)生實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，具體實(shí)驗(yàn)案例篩選上可以增加功能，比如要求用單片機(jī)控制開鎖、液晶顯示、接入溫度傳感器實(shí)時現(xiàn)實(shí)騎行時的室外溫度等。單片機(jī)課程課程教學(xué)尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)貼近近期相關(guān)的產(chǎn)業(yè)背景，提高了學(xué)生的應(yīng)用技能和產(chǎn)品分析和設(shè)計(jì)技能。

2.2 引進(jìn)具有工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的在編教師和兼職教師，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的下企業(yè)培訓(xùn)

針對高職院校中存在的教師團(tuán)體中產(chǎn)業(yè)背景不足的問題，一方面在編制和學(xué)歷等硬性條件允許的前提下可引進(jìn)部分在企業(yè)有一線工作經(jīng)驗(yàn)的工程師到學(xué)院任教，并擔(dān)任單片機(jī)課程教學(xué)的在編教師。如果編制或者學(xué)歷等要求不滿足的話，可以考慮加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域的工程師來本專業(yè)講授單片機(jī)的課程，并重點(diǎn)結(jié)合他們工作的領(lǐng)域講授新穎和應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)案例，同時讓部分工程背景不足的教師隨堂聽課。另一方面，技術(shù)的發(fā)展很快，教師們的知識和技能也面臨落伍的問題，因此對于在編的教師也可以加強(qiáng)單片機(jī)相關(guān)領(lǐng)域和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的下企業(yè)培訓(xùn)。教師通過在相關(guān)企業(yè)培訓(xùn)或者參與工程項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)和實(shí)施，有助于電子專業(yè)相關(guān)教師緊跟技術(shù)發(fā)展并及時更新單片機(jī)課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)案例。

2.3 教學(xué)方法多樣化，融合仿真教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和移動互聯(lián)方法

在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的教學(xué)上，不僅僅采用常見的課堂講解和實(shí)驗(yàn)操作等方式，還需要融合仿真教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和移動互聯(lián)等教學(xué)方法。仿真教學(xué)的方法包括使用Proteus等軟件來進(jìn)行硬件系統(tǒng)的仿真搭建并植入keil的程序來調(diào)試所編寫的程序，具有直觀性、便利性和成本低等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在課程前期教學(xué)上可重點(diǎn)進(jìn)行仿真教學(xué)和部分小案例的仿真實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主要是使用學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)課程平臺，不僅把課程教學(xué)資料和參考案例放置在網(wǎng)絡(luò)平臺上，還可以在線解答學(xué)生疑問。而移動互聯(lián)的教學(xué)方法則是基于目前學(xué)生們絕大多數(shù)都擁有智能手機(jī)的條件下，可開發(fā)部分適合手機(jī)測試和學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)案例，同時把部分課程內(nèi)容放置在手機(jī)上。

2.4 進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用資源庫建設(shè)，碎片化資源應(yīng)用開發(fā)及案例庫的建設(shè)和共享

針對單片機(jī)課程教學(xué)的內(nèi)容更新不足、案例資源有限以及充分利用學(xué)生零碎時間學(xué)習(xí)的需求，可以電子群專業(yè)為載體進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的教學(xué)資源庫建設(shè)，進(jìn)行課程資源細(xì)分開發(fā)和案例庫的建設(shè)和共享。一方面，單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)案例不足，尤其是新穎的具有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用背景的案例缺乏，可以通過資源庫的建設(shè)形成大量共享的電路圖、程序例程、案例庫等，而同一個學(xué)?？赡懿煌瑢W(xué)院也有開設(shè)單片機(jī)課程，可根據(jù)專業(yè)需求適當(dāng)篩選，以更適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的課程教學(xué)本身的學(xué)時有限，資源庫建設(shè)應(yīng)著眼于適合學(xué)生課后學(xué)習(xí)時間和碎片化的空余學(xué)習(xí)時間的需求。因此，單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的資源庫開發(fā)可小型化和碎片化，包括把知識點(diǎn)細(xì)分、電路設(shè)計(jì)圖細(xì)分和程序模塊的分析，同時資源庫建設(shè)中的教學(xué)視頻也以短為主，實(shí)驗(yàn)案例庫進(jìn)行拆分以及平時的訓(xùn)練題庫也按知識點(diǎn)進(jìn)行拆分和設(shè)計(jì)。

2.5 把電子產(chǎn)品系統(tǒng)制作等技能大賽部分內(nèi)容引入教學(xué)實(shí)踐中

我們學(xué)院在近年來電子產(chǎn)品系統(tǒng)制作等相關(guān)的單片機(jī)技能大賽中有完善的參賽團(tuán)隊(duì)和富有經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)教師。電子信息教師隊(duì)伍中參加的技能大賽獲得國賽、省賽和市賽多個獎項(xiàng)。為了提高學(xué)生實(shí)用性技能、解決新問題的能力，同時也為以后的技能大賽潛在的學(xué)生進(jìn)行技能訓(xùn)練，可以在單片機(jī)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)和具體實(shí)驗(yàn)案例的選擇上融入技能大賽的部分內(nèi)容，并在教學(xué)實(shí)踐中適當(dāng)增減。在引入技能大賽內(nèi)容到單片機(jī)教學(xué)中，需要注意和課程講授的知識點(diǎn)的結(jié)合，同時可以適當(dāng)修改來讓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更具有可操作性和可理解性。例如，單片機(jī)課程中學(xué)習(xí)了數(shù)碼管、液晶和接口等知識后，可讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個教室考勤系統(tǒng)，學(xué)生通過刷卡可以在系統(tǒng)上顯示考勤信息，而刷卡部分則可以購買現(xiàn)成的讀卡機(jī)。通過具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值的系統(tǒng)設(shè)計(jì)并融入技能大賽的部分內(nèi)容，不僅培養(yǎng)了學(xué)生能力，還可以便于學(xué)生生活化的理解項(xiàng)目本身并基于實(shí)用需求進(jìn)行系統(tǒng)的完善。

以2016年廣東省高等職業(yè)院校技能大賽高職組廣東省選拔賽“電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制作”賽項(xiàng)為例來說明單片機(jī)引入課程教學(xué)的方法和具體實(shí)施。筆者指導(dǎo)學(xué)生參加該賽項(xiàng)并獲得廣東省一等獎，因而對結(jié)合單片機(jī)課程教學(xué)方面有較多思考。該賽項(xiàng)需要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個教學(xué)智能考勤系統(tǒng)，采用了STC89C52、STC12C65A60S2單片機(jī)以及RFIDRC522讀卡器和NRF24L01收發(fā)模塊，1602液晶屏，12864液晶屏，可以實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)。其中，電路原理圖設(shè)計(jì)部分和程序部分可結(jié)合單片機(jī)課程教學(xué)。就具體內(nèi)容來說，單片機(jī)課程里的4*4按鍵的實(shí)現(xiàn)是一個重要內(nèi)容，而融入該賽項(xiàng)則需要實(shí)現(xiàn)一個類似的4*4按鍵，只是按鍵功能更為復(fù)雜，如圖1所示：

圖1 技能大賽中結(jié)合課程教學(xué)的4*4按鍵開關(guān)

在我們單片機(jī)教學(xué)中，典型的例子是16個開關(guān)依次控制數(shù)碼管顯示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E和F。這個例子是需要在課程中首先講授并演示的，然后在學(xué)生自主案例實(shí)驗(yàn)中，要求把按鍵功能按技能大賽的部分顯示功能進(jìn)行修改，不僅僅是一個按鍵對應(yīng)一個數(shù)字或者字母，而是帶翻頁鍵和切換鍵，需要讓學(xué)生思考更為復(fù)雜的判斷語句、分支語句及數(shù)碼管顯示等問題。

同樣，技能大賽中所用到的LCD、串口等內(nèi)容，也是用類似的結(jié)合課程教學(xué)的方法，即先演示單片機(jī)中LCD和串口的相關(guān)例子，然后融入賽項(xiàng)中的LCD顯示課表和串口通訊進(jìn)行拓展訓(xùn)練。

2.6 教學(xué)與生活聯(lián)系起來，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

單片機(jī)其實(shí)在生活中的應(yīng)用很廣泛，比如電飯鍋、電風(fēng)扇、遙控器等大量生活電器涉及到單片機(jī)課程的知識。在課程講授的每個知識點(diǎn)時，盡量結(jié)合生活電器中所用到的單片機(jī)技術(shù)，例如，講授到按鍵開關(guān)時，可以結(jié)合風(fēng)扇中不同按鈕可以提供不同的風(fēng)速的功能，在具體實(shí)現(xiàn)中，可以讓學(xué)生用電動機(jī)來模擬風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動，不同轉(zhuǎn)速代表風(fēng)扇不同按鈕下的功能。在實(shí)際安排的單片機(jī)編程實(shí)驗(yàn)中，可選用一款具體型號的風(fēng)扇讓學(xué)生查詢并模擬編程實(shí)現(xiàn)其功能，例如，選用常見的型號為FS40-13ER美的風(fēng)扇為原型，模擬實(shí)現(xiàn)其9種風(fēng)量選擇。而當(dāng)單片機(jī)課程學(xué)習(xí)到定時器的知識點(diǎn)時，可以結(jié)合生活中的智能電飯鍋來實(shí)現(xiàn)其功能。智能電飯鍋其實(shí)是通過設(shè)置不同的加熱功率和時間來實(shí)現(xiàn)不同的烹飪模式，例如美的FS406C電飯鍋有標(biāo)準(zhǔn)煮、超快煮、精華煮等8種模式，并且有時、分按鈕來設(shè)置預(yù)約時間。在安排定時器實(shí)驗(yàn)時，可以該電飯鍋為原型，用定時器實(shí)現(xiàn)不同按鍵對應(yīng)不同的定時器值，并可實(shí)現(xiàn)時間的設(shè)置。同時，要求學(xué)生在模擬該款電飯鍋中時間設(shè)置時，通過數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)數(shù)字的顯示。單片機(jī)課程教學(xué)通過與生活電器的應(yīng)用來結(jié)合，有助于把枯燥的知識生活化、實(shí)用化，而且所探討的例子是生活中常見的，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的知識和具體技術(shù)有較大價(jià)值，也有助于激勵學(xué)生獨(dú)立思考和模擬實(shí)現(xiàn)其他感興趣的生活電器的功能。

2.7 細(xì)致設(shè)計(jì)公平有效的課程考核方式，突出考核的有效性和激勵性

細(xì)致設(shè)計(jì)公平有效的課程考核方式是保持學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的持續(xù)動力，在具體設(shè)計(jì)上需要突出課程考核的有效性和激勵性。在理論考核模塊中，筆者認(rèn)為閉卷考試較為合適，基于高職院校學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差的情況，可在考前適當(dāng)復(fù)習(xí)，但堅(jiān)持不給學(xué)生原題，可以講解類似的題型和修改題目參數(shù)，這樣可以防止部分靠死記硬背但不會應(yīng)用和不甚理解的學(xué)生成績的過高，同時也不會讓總體成績過低。在實(shí)驗(yàn)考核模塊中，為了防止相互間的抄襲，可以引入錄屏的方式。錄屏軟件有綠色免安裝版的，可以隨時使用，通過在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)中電腦屏幕上本身有編號。進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，學(xué)生需要把電路設(shè)計(jì)和程序編寫的過程完整錄屏下來，而不僅僅提交最終的電路圖和程序，這樣可以有效防止抄襲的產(chǎn)生。為了解決部分基礎(chǔ)較差學(xué)生無法獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和程序編寫的問題，可允許學(xué)生參考別人的程序甚至模仿，但不允許直接考慮。雖然是模仿別人的程序，但基礎(chǔ)較差學(xué)生通過模仿來進(jìn)行了整個流程，包括元器件選取、元器件的連線和程序代碼的每一行的輸入，也學(xué)習(xí)和進(jìn)步了。但為了區(qū)分程序原創(chuàng)和模仿，除了錄屏，還進(jìn)行時間登記，并向?qū)W生說明提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果（包括電路圖和源程序）的快慢直接和實(shí)驗(yàn)成績掛鉤，這樣兼顧了學(xué)習(xí)好的學(xué)生的成績區(qū)分度和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的學(xué)習(xí)方式問題。通過在單片機(jī)理論考核模塊和實(shí)驗(yàn)考核模塊上的改進(jìn)，可以形成公平有效的課程激勵，促進(jìn)學(xué)生積極和有效學(xué)習(xí)單片機(jī)課程。

3 結(jié)語

本文根據(jù)高職院校單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的課程特征和目前教學(xué)過程存在的問題以及筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了單片機(jī)課程教學(xué)的改革及建議。單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程改進(jìn)要點(diǎn)包括：緊跟技術(shù)發(fā)展和近期熱點(diǎn)需求，及時更新教學(xué)內(nèi)容；引進(jìn)具有企業(yè)工作背景的在編教師和兼職教師，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的下企業(yè)培訓(xùn)；教學(xué)方法多樣化，融合仿真教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和移動互聯(lián)方法；進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用資源庫建設(shè)，碎片化資源應(yīng)用開發(fā)及案例庫的建設(shè)和共享；把電子產(chǎn)品系統(tǒng)制作等技能大賽部分內(nèi)容引入教學(xué)實(shí)踐中；以及細(xì)致設(shè)計(jì)公平有效的課程考核方式，突出考核的可實(shí)現(xiàn)性和激勵性等方面，有助于提高單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)課程的教學(xué)效果和提升學(xué)生的技能。

[1] 李斌.Protues仿真在高職單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].遼寧高職學(xué)報(bào),2016,19(1): 55-57.

[2] 王英輝,孫文福.單片機(jī)課程改革及新教學(xué)模式的研究[J].輕工科技,2017,1:138-141.

[3] 冉會中.高職教育中單片機(jī)課程教學(xué)的問題與對策[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2010,27(2): 31-32.

[4] 周杰紅.技工院校單片機(jī)課程教學(xué)探討[J].教育前沿,2013,12: 104-105.

Research on course teaching of MCU application development for electronics and information technology major in high vocational colleges

CHEN Yousheng, CHEN Yu, GUAN Mingxiang, CUI Yingjie
（School of Electronics and Communication Technology, Shenzhen Institute of Information Technology, Shenzhen 518172, P.R. China）

MCU application development is a core course of electronic major in higher vocational college. By combining the teaching practice and the characteristic of the electronics and information technology major and its courses, this paper discusses the existing the problems and shortcomings in the current course teaching and process of MCU application development. It also explores the teaching reform of MCU from the aspects of teaching objectives, curriculum content, curriculum teaching mode and teachers' structure which aims to adapt the course to the development of technology and the cultivation of students' active learning and project development skills.

MCU application development; electronics and information technology; higher vocational colleges

TP368.1-4；G712.4

A

1672-6332（2017）02-0050-06

【責(zé)任編輯：羊玲】

2017-04-21

深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院第六批教育教學(xué)研究課題（項(xiàng)目編號：2016jgqn02）；廣東省高等職業(yè)院校珠江學(xué)者崗位計(jì)劃資助項(xiàng)目（2016）

陳又圣（1985-），男（漢），廣東德慶人，博士，講師。主要研究方向：電子信息，信號處理，電子耳蝸，醫(yī)療儀器設(shè)計(jì)。E-mail: chenyoushengtsinghua@aliyun.com