【摘 要】本文針對高校單片機應用開發(fā)課程教學中硬件設(shè)備資源存在局限性、教學內(nèi)容實用性不強以及考核方式不合理等問題，提出將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中，論述物聯(lián)網(wǎng)在自制實訓硬平臺中的應用、在自制實訓軟平臺中的應用，以及在自制實訓軟硬平臺考核方式中的應用，以此提高學生的創(chuàng)新精神及實踐能力，保障課程教學效果的進一步提升。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 單片機應用開發(fā)課程 實訓平臺建設(shè) 應用方式

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）02C-0183-02

科學技術(shù)水平的進步，使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了極大的延伸與擴展，并逐漸形成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以互聯(lián)網(wǎng)作為核心與基礎(chǔ)的一門新型技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)物物相連，使用戶端能夠通過物聯(lián)網(wǎng)來獲取到任何物品的任何信息。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷趨于完善化與成熟化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應用范圍上不斷擴大。當前，我國急需大量的物聯(lián)網(wǎng)人才，而單片機技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)中的核心組成部分，對于培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)人才具有十分重要的意義。但目前單片機應用開發(fā)課程教學中在一定程度上忽視對實踐性物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)，因此，利用物聯(lián)網(wǎng)來建設(shè)單片機應用開發(fā)課程實訓平臺是未來的大勢所趨。

一、物聯(lián)網(wǎng)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中應用的必要性及可行性

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展為單片機應用開發(fā)課程實訓平臺的建設(shè)提供了全新的思路與契機，同時，物聯(lián)網(wǎng)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺中的應用，也有效地彌補了單片機應用開發(fā)課程在教學方面的不足，極大地豐富了單片機應用開發(fā)課程的教學內(nèi)容與教學方法。因此，有必要對物聯(lián)網(wǎng)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中應用的必要性與可行性進行探討。

（一）必要性。現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個領(lǐng)域中的不斷應用，使市場對物聯(lián)網(wǎng)人才有了更多的渴求，但目前物聯(lián)網(wǎng)人才較為稀缺，并且隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，市場必定會對物聯(lián)網(wǎng)人才有更高的要求，而單片機應用開發(fā)課程的人才培養(yǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)人才的擴充，但由于單片機應用開發(fā)課程在教學資源上存在局限性，缺乏較為健全的實訓平臺，并且教學內(nèi)容、考核方法、教學方式等還存在一定的不合理性，這就造成單片機應用開發(fā)課程的人才培養(yǎng)標準難以達到國家對物聯(lián)網(wǎng)人才的要求。而通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)單片機的教學改革，從根本上彌補教學方面的不足，解決教學資源的局限性。因此，在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是十分必要的。

（二）可行性。在單片機應用開發(fā)課程教學中，通過在MCS-51單片機中安裝無線SOC單片機，能夠顯著提高傳統(tǒng)單片機教學的順延能力，并且在課程教學中不需要進行任何操作，就能通過物聯(lián)網(wǎng)輔以嵌入式系統(tǒng)，來建立單片機的網(wǎng)絡(luò)課程及實訓平臺，從而實現(xiàn)對單片機應用開發(fā)課程實訓平臺的建設(shè)。

二、單片機應用開發(fā)課程的現(xiàn)狀

（一）硬件設(shè)備資源存在局限性。單片機應用開發(fā)課程的教學效果在很大程度上受到電子應用領(lǐng)域與電子設(shè)計領(lǐng)域不斷發(fā)展的影響。特別是近年來，我國大部分高等院校在單片機應用開發(fā)課程教學中，仍舊采用較為傳統(tǒng)的8051架構(gòu)單片機，而其實訓設(shè)備也都是統(tǒng)用這一系列的實驗箱，這就使得實訓課程中所采用的硬件資源極為有限，進而造成學生自行設(shè)計能力不佳。正是由于實訓設(shè)備的缺乏，才使得學生缺乏對這門課程的學習興趣。此外，雖然部分學校通過仿真軟件等方式的采用，在一定程度上彌補了實訓硬件方面的不足，但卻無法滿足學生實踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，更加無法滿足學生未來參加崗位的需要。

（二）教學內(nèi)容實用性不強。在單片機應用開發(fā)課程教學中，其教學內(nèi)容雖然非常重視知識體系的教授，但在適用性上卻較為缺乏，沒有很好地根據(jù)學生的特點及學習能力進行針對性教學，更沒有與工程實際情況進行有效結(jié)合。此外，當前我國高等院校在單片機應用開發(fā)課程教學中，教學內(nèi)容實用性不強，學生難以對這門課程進行自學，致使學生不能熟練掌握單片機的相關(guān)應用技術(shù)，嚴重影響了學生的未來就業(yè)發(fā)展。

（三）考核方式不合理。單片機應用開發(fā)課程是一門實踐性極強的學科，它與其他學科的考核完全不同，它更重視學生對單片機應用技術(shù)的運用，使其能夠?qū)⑦@些技術(shù)充分地運用到未來職業(yè)發(fā)展當中去，但在這門課程考核時，卻仍舊采用筆試的方法來對學生進行考核，嚴重阻礙了學生實踐能力的發(fā)揮。

因此，要想使單片機應用開發(fā)課程教學更具實踐性，就應當建立相應的實訓平臺，不斷引進新型實訓設(shè)備，優(yōu)化教學內(nèi)容，并緊緊圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進行教學，以此提高課程教學效果。

三、物聯(lián)網(wǎng)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中的應用方式

在單片機應用開發(fā)課程教學中，為強化課程教學的實踐性，提升學生的學習熱情，就必須建立相應的實訓平臺。因此，各大院校應充分建立自制實訓平臺，以此彌補硬件資源的局限性。自制實訓平臺分為軟平臺與硬平臺兩個部分，硬平臺是以單片機實訓裝置作為研發(fā)核心，而軟平臺則是與硬平臺相匹配的相關(guān)案例庫、資源庫及教材等。由于單片機的型號多種多樣，因此，只有選擇合適類型的單片機才能保證教學實踐效果。筆者建議以STC單片機作為實訓平臺的芯片進行教學。

（一）物聯(lián)網(wǎng)在自制實訓硬平臺中的應用。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來自制STC單片機，并將其作為實訓裝置中的核心芯片進行教學，能夠打破原有硬件資源的限制，利用物聯(lián)網(wǎng)來自制出專有的單片機實訓裝置，使教學項目更具創(chuàng)新性與實踐意義，并能使單片機應用開發(fā)課程的項目開展靈活性更高。在實訓過程中，學生能夠通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)對自己的設(shè)計思路，并以此搭建硬件電路。在課外練習過程中，學生還能充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來設(shè)計一些具有實用性的小裝置，通過模塊的焊接與調(diào)試及編程等，加深學生對物聯(lián)網(wǎng)的理解與運用，提高學生的實踐能力和團隊合作能力。例如，在對單片機課程計數(shù)器/定時器課程實訓教學過程中，由教師利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學情景，并對計數(shù)器/定時器裝置的內(nèi)部構(gòu)造進行設(shè)計與講解，闡述這種裝置的工作原理，并進行舉例說明，可以利用電線、輪子及測量工具進行實驗，然后用測量工具測量輪子的周長，接下來將電線纏繞在輪子上，并拽動電線使輪子進行旋轉(zhuǎn)，從而計算出輪子的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，以此得出輪子中的電線有多長，并闡述單片機課程計數(shù)器/定時器工作原理與此實驗的相似性，說明它是通過計算脈沖進入單片機P3.5、P3.4引腳個數(shù)來實現(xiàn)的。然后，由教師依據(jù)這種原理引導學生在線下利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行自主設(shè)計，鼓勵學生通過合作的方式來設(shè)計，以此發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力，并使教師能夠看到學生的實訓成果，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

（二）物聯(lián)網(wǎng)在自制實訓軟平臺中的應用。在自制實訓軟平臺中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來制成相應的教學包，能使學生通過軟平臺的學習提高自己的學習能力，并以此創(chuàng)建良好的學習環(huán)境。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立自制實訓軟平臺，將與硬件平臺相配套的教材、案例及資料等充分融合進去，使學生在對軟平臺進行學習的同時，也實現(xiàn)對教學資源的優(yōu)化，從而使學生能夠一邊學習一邊對軟硬件進行調(diào)試，提高教學內(nèi)容的實用性，也使教學效率得到大幅提升。例如，在對單片機應用開發(fā)課程SP1接口的教學講解中，教師可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將SP1接口的應用原理、模塊使用、接口函數(shù)、案例應用、有關(guān)資料等內(nèi)容壓縮成一個教學包，并由學生在線下利用物聯(lián)網(wǎng)來對教學包中的教學資源進行學習，并在學習的過程中利用物聯(lián)網(wǎng)軟件進行操作，將操作過程中形成的問題進行總結(jié)，在線上由教師進行解答。需要注意的是，教師應避免大量傳授理論知識，而應是重視實踐內(nèi)容的講解，并且適當添加一些無線通信協(xié)議棧等相關(guān)內(nèi)容，并對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的形態(tài)等重點內(nèi)容進行講解，以此確保學生能夠在線下進行模擬操作。

（三）物聯(lián)網(wǎng)在自制實訓軟硬平臺考核方式中的應用。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將自制實訓軟硬平臺進行有機結(jié)合，并建立過程式的評價體系，確保單片機應用開發(fā)課程的實訓平臺建設(shè)的各個環(huán)節(jié)都能使學生的主觀能動性得到最大限度的發(fā)揮，使學生能夠依據(jù)實訓平臺上的內(nèi)容來進行不斷地調(diào)試和制作，并最終完成屬于自己的作品，讓學生在不斷學習過程中，利用過程式的考核評價體系來加強學生的專業(yè)知識，使其不僅能夠熟練自如地對單片機知識進行應用，還能使學生在實踐過程中提高自己的項目開發(fā)能力與文檔撰寫表達能力。

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機應用開發(fā)課程實訓平臺建設(shè)中的應用，能夠有效解決單片機應用開發(fā)課程教學中存在的問題，突破教學資源的限制，使學生能夠通過實訓軟硬件平臺來對學習到的知識進行大量實踐，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，并培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，提高單片機應用開發(fā)課程的教學效率。在實訓平臺方面，高校應根據(jù)自身的實際情況來建立一個具有針對性的實訓平臺，并自主進行教材編制與配套項目建設(shè)，以此實現(xiàn)三位一體的實訓教學模式，從而為我國培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)人才。

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【作者簡介】陳新銳（1982— ），男，碩士，廣西北海人，北海職業(yè)學院講師，研究方向：單片機及嵌入式應用開發(fā)、數(shù)字信號處理。

（責編 黎 原）