黃茂飛 劉湘黔 劉先智

摘 ? 要：《單片機(jī)原理與應(yīng)用》作為電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課程之一，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。但目前老師授課現(xiàn)狀大多數(shù)以課本知識(shí)為主體，很少使用仿真工具實(shí)際操作。幾乎純理論的輸出教學(xué)使大多數(shù)學(xué)生感到課程內(nèi)容十分抽象，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣匱乏。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了近年來(lái)單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀和主要問(wèn)題，提出了對(duì)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的教學(xué)改革的建議。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) ?教學(xué)改革 ?考核方式 ?實(shí)踐創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0199-02

1 ?教學(xué)改革的必要性

現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)一直在不斷地發(fā)生變化，對(duì)人才的需求也不斷地隨著變化。如今我國(guó)國(guó)力日益強(qiáng)盛，鄧小平提出“科技是第一生產(chǎn)力”的論斷也不斷地被證實(shí)，要提高生產(chǎn)力就必須不斷地提升科技水平。其中比較重要的一個(gè)方面就是自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造業(yè)。自控系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得社會(huì)生產(chǎn)中能節(jié)省大量勞動(dòng)力，將人類(lèi)從復(fù)雜、危險(xiǎn)的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來(lái)并顯著提高控制效率，提升企業(yè)、社會(huì)、乃至國(guó)家的生產(chǎn)力和競(jìng)爭(zhēng)力。但是由于我國(guó)接觸自控系統(tǒng)較世界各科技大國(guó)晚，我國(guó)非常缺少自控系統(tǒng)方面的人才，單片機(jī)更是自控系統(tǒng)的核心，所以社會(huì)和國(guó)家需要培養(yǎng)儲(chǔ)備優(yōu)秀的單片機(jī)人才。

除此之外，如今各高校的《單片機(jī)》教材基本都是20世紀(jì)八九十年代的國(guó)外教材的譯文和翻版，教材的內(nèi)容知識(shí)體系已然落后陳舊，而各高校依然是使用這些落后的教材教育學(xué)生，試想又怎么能培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。作為為社會(huì)造就人才的教育機(jī)構(gòu)，應(yīng)該關(guān)注社會(huì)行業(yè)的發(fā)展，緊跟時(shí)代的步伐，這樣才能培養(yǎng)出社會(huì)人才。

而且學(xué)生作為被動(dòng)接受知識(shí)的個(gè)體，在教學(xué)關(guān)系中處于一個(gè)弱勢(shì)的地位，如果知識(shí)的實(shí)用性和先進(jìn)性很差，使得學(xué)生進(jìn)入社會(huì)后不能發(fā)揮自己的價(jià)值，勢(shì)必也會(huì)被學(xué)生厭棄，對(duì)教學(xué)機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生不利的評(píng)價(jià)與看法，可謂兩敗俱傷。所以《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

2 ?教學(xué)現(xiàn)狀和主要問(wèn)題

（1）教學(xué)手段單一。有違于傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)，有條件的學(xué)校都開(kāi)始使用多媒體設(shè)備來(lái)教學(xué)，希望通過(guò)多媒體的手段來(lái)豐富教學(xué)的形式，改變板書(shū)教學(xué)單調(diào)枯燥的弊端。然而，多媒體的普及在某種程度上卻造成了更大的危害。許多PPT的制作僅僅是把課本上的內(nèi)容復(fù)制到多媒體上，教師再按照PPT的內(nèi)容進(jìn)行授課。這似乎僅僅是減輕了教師的負(fù)擔(dān)，把以前需要板書(shū)的內(nèi)容，搬到了PPT上，從而把課堂變成了電影院。這在單片機(jī)教學(xué)上也有充分的體現(xiàn)，例如教師大多以描述或圖片的形式來(lái)展現(xiàn)仿真結(jié)果，沒(méi)有使用或很少使用仿真工具實(shí)際操作。并且由于課時(shí)限制、仿真工具和實(shí)驗(yàn)器材的缺少，在教學(xué)過(guò)程中，教師有意或無(wú)意重視理論教學(xué)，忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)[2]。但是單片機(jī)的學(xué)習(xí)必須落到實(shí)際上，學(xué)會(huì)理論知識(shí)僅僅只是空中樓閣，也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力的缺失。

（2）缺少對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》教學(xué)更多的以課本知識(shí)為主體[3-4]，以章節(jié)的順序向?qū)W生傳授，注重于整個(gè)知識(shí)體系的培養(yǎng)。但知識(shí)體系的搭建不是一朝一夕的事情，漫長(zhǎng)的知識(shí)傳授無(wú)法給與學(xué)生直觀的感受。在這個(gè)過(guò)程中，大多數(shù)的學(xué)生都在被動(dòng)的接受著知識(shí)，沒(méi)有主動(dòng)去思考，完全依賴(lài)教師的傳授。可是單片機(jī)課程有著知識(shí)點(diǎn)多，跨越性強(qiáng)的特點(diǎn)，僅僅被動(dòng)的接受知識(shí)，這往往使學(xué)生顧此失彼，只學(xué)到了單片機(jī)的皮毛，無(wú)法搭建整個(gè)單片機(jī)的知識(shí)體系。而且在課堂教學(xué)中，仍存在部分教師忽視學(xué)生的消化能力，僅僅是照本宣科地把書(shū)本知識(shí)灌輸給學(xué)生，這更加劇了這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生缺少獨(dú)立思考的能力，且抑制了學(xué)生的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)積極性，無(wú)法達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

（3）考核方式脫離實(shí)際。考試基本上以筆試為主，從題庫(kù)隨機(jī)抽取試題或是任課教師自主出題，重點(diǎn)考察主要芯片的結(jié)構(gòu)和使用方法，學(xué)生總成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)（考勤、作業(yè)）和期末考試成績(jī)按一定比例決定[5-6]。然而，無(wú)論是平時(shí)成績(jī)還是最終考試，考核的內(nèi)容都是基于理論知識(shí)。學(xué)生對(duì)單片機(jī)的綜合使用、實(shí)際設(shè)計(jì)能力卻不在考試范圍內(nèi)，這對(duì)一門(mén)以注重實(shí)踐的課程來(lái)說(shuō)，是不夠合理的。因此，這種僅限于理論知識(shí)的考核違背了單片機(jī)學(xué)以致用的宗旨。

3 ?教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程在所有的工科專(zhuān)業(yè)課程中是最具有實(shí)踐性和實(shí)用性的一門(mén)課程，可有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，因此針對(duì)單片機(jī)教學(xué)中的弊端進(jìn)行研究探討，并總結(jié)出單片機(jī)教學(xué)的幾點(diǎn)改革意見(jiàn)可以概括如下。

（1）豐富課堂教學(xué)手段。首先加入課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過(guò)向?qū)W生展示單片機(jī)的實(shí)物，以及簡(jiǎn)單的操作，直觀的告訴學(xué)生單片機(jī)可以做什么，形成初步印象，吸引學(xué)生的興趣。再以實(shí)際操作中的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考，從而延伸出本次上課的內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，需要在PPT中增加實(shí)物圖片、模擬動(dòng)畫(huà)以及仿真結(jié)果等，以最直觀的方式促進(jìn)學(xué)生的理解。同時(shí)增加例題的數(shù)目，先讓學(xué)生獨(dú)立的完成例題的解答，教師再通過(guò)板書(shū)的方式對(duì)例題進(jìn)行解析，加深學(xué)生的印象，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考的能力。課程知識(shí)講述完成后，有效地利用教學(xué)視頻，并結(jié)合仿真軟件對(duì)單片機(jī)項(xiàng)目進(jìn)行模擬仿真，有條件的話，再進(jìn)行實(shí)物驗(yàn)證，讓學(xué)生能夠體會(huì)單片機(jī)操作的整個(gè)流程。因此更豐富的教學(xué)手段，有利于開(kāi)拓學(xué)生的視野，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效改善了教學(xué)效果。

（2）實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。首先可以通過(guò)課后作業(yè)的形式去改善，不是傳統(tǒng)意義上的課后習(xí)題，而是一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目。教師根據(jù)上課的內(nèi)容，以課后作業(yè)的形式讓學(xué)生以小組為單位去完成簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，并提交項(xiàng)目流程及仿真結(jié)果。這就可以讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)，既復(fù)習(xí)了單片機(jī)課程所學(xué)的知識(shí)，又熟悉了單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和程序編寫(xiě)，讓學(xué)生將單片機(jī)理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。再就是課程上的改變，在學(xué)生完成基礎(chǔ)的理論教學(xué)課程后，以通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)課的形式，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)利用單片機(jī)完成從項(xiàng)目設(shè)計(jì)，仿真模擬到實(shí)物驗(yàn)證的整個(gè)應(yīng)用過(guò)程。與此同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽以及各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，讓學(xué)生在賽程中充分運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，并在賽程中提高解決問(wèn)題的能力，有效的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（3）采用項(xiàng)目教學(xué)法。首先在項(xiàng)目的選取上，按照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，先從點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管入手，再進(jìn)行霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，掌握了一定的基礎(chǔ)之后再進(jìn)行中斷、串口通信和時(shí)鐘的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，要貫徹先硬件后軟件的開(kāi)發(fā)思路，讓學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)出硬件電路圖，然后以此為基礎(chǔ)畫(huà)出電路流程圖并編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的源程序，實(shí)現(xiàn)了基本功能之后可以根據(jù)自己的興趣或問(wèn)題進(jìn)行改寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)一些其他的擴(kuò)展功能。這種具有延伸性的項(xiàng)目可以適合不同層次的學(xué)生，通過(guò)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不僅提高了學(xué)生分析問(wèn)題和獨(dú)立思考的能力，也更符合公司的實(shí)際需求。

（4）改善傳統(tǒng)的考核方式。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程考核過(guò)于注重理論知識(shí)的掌握，從而忽略了單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。為改善這個(gè)狀況，單片機(jī)課程的成績(jī)應(yīng)該以三部分組成，分別是課后作業(yè)、理論考試以及課程設(shè)計(jì)。其中課后作業(yè)就是上文所提到的簡(jiǎn)單的單片機(jī)項(xiàng)目，而課程設(shè)計(jì)可以包括在實(shí)驗(yàn)課中，作為的實(shí)驗(yàn)課考核，也可以單獨(dú)列出來(lái)作為課程的最終考核，并不受課時(shí)的影響。課程設(shè)計(jì)是相對(duì)于課后作業(yè)而言更為復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，是對(duì)整個(gè)單片機(jī)課程的總結(jié)與綜合。教師需要提出一些合適的單片機(jī)項(xiàng)目，學(xué)生以小組為單位選取一個(gè)項(xiàng)目，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，仿真以及實(shí)物驗(yàn)證，最后以小型畢業(yè)論文答辯的方式，學(xué)生通過(guò)PPT進(jìn)行成果展示，任課教師進(jìn)行提問(wèn)，并給予評(píng)分。這樣既鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，也是變相的教學(xué)成果展示，還為以后的畢業(yè)答辯，項(xiàng)目答辯等積累了經(jīng)驗(yàn)。最終的課程成績(jī)就是將三部分成績(jī)按比例相加，綜合考察學(xué)生的能力。

4 ?結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)的出現(xiàn)極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，在我國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可取代的地位。然而由于學(xué)校教育與企業(yè)需求的不匹配，導(dǎo)致當(dāng)前我國(guó)單片機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)后很難勝任自己的工作?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》是一門(mén)可以在實(shí)踐中促進(jìn)思維能力的學(xué)科，為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)實(shí)踐，教師在教育教學(xué)過(guò)程中要發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)組織作用，通過(guò)教學(xué)改革提高學(xué)生的積極主動(dòng)性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更有目的性和方向性。因此，重視《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的課程教學(xué)改革，提高課程的教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。

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