蒙志強(qiáng)　宋曉華　許舟舟　盧從娟　潘雪嬌

摘? ?要：針對目前大部分高校非計算機(jī)專業(yè)將“微機(jī)原理”和“單片機(jī)原理及運(yùn)用”兩門課程壓縮為“單片微型計算機(jī)”一門課程后，課程學(xué)時數(shù)少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目缺乏系統(tǒng)性、學(xué)生編程困難等問題，本文結(jié)合我校電氣工程專業(yè)特點(diǎn)，采用了“線上仿真預(yù)習(xí)+線下實(shí)踐操作”混合式教學(xué)模式，實(shí)踐證明，該教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐本領(lǐng)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：單片微型計算機(jī)? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 模式改革

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（c）-0183-02

單片微型計算機(jī)控制技術(shù)廣泛運(yùn)用于家電、軍工、醫(yī)療等各行各業(yè)，也是電子、儀器儀表和電氣自動化等電類專業(yè)的核心課程[1]。該課程主要培養(yǎng)學(xué)生軟件設(shè)計、硬件設(shè)計、工程意識與素養(yǎng)、綜合開發(fā)與創(chuàng)新能力;該課程也是學(xué)生從事嵌入式技術(shù)和智能控制的基礎(chǔ)，因此實(shí)踐教學(xué)是該課程不可缺少的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一[2]。

1? 單片微型計算機(jī)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在問題

近年來，隨著高等學(xué)校的教學(xué)改革和本科生的總學(xué)時數(shù)減少，交叉綜合學(xué)科課程越來越多，本科生學(xué)習(xí)難度越來越大，單片微型計算機(jī)這門課程在當(dāng)前教學(xué)背景下應(yīng)運(yùn)而生。該課程典型的特點(diǎn)是：知識更新速度快、理論概念抽象、軟硬件知識結(jié)合緊密、實(shí)踐性強(qiáng)。筆者長期從事這方面實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深感存在以下幾個問題。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，高校大部分實(shí)驗(yàn)課還存在以教師講授為主，學(xué)生按照老師講授生搬硬套完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果差。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為輔;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置理想化，缺乏工程項(xiàng)目思維;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前后關(guān)聯(lián)較少，缺乏實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整體性、系統(tǒng)性。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏，隨著高校的本科招生規(guī)模不斷擴(kuò)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不能滿足教學(xué)需求，大多數(shù)高校依然存在3～4個學(xué)生共用一臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備的狀態(tài)。

（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系不健全，目前大多數(shù)高校對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果考核體系單一，直接采用實(shí)驗(yàn)報告作為實(shí)驗(yàn)成績，忽視實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程等全方位的考核。

針對上述問題，結(jié)合新工科、國家一流專業(yè)建設(shè)背景下，筆者近幾年對本校電氣工程及其自動化專業(yè)的單片微型計算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了教學(xué)模式改革，探索出了一種“線上仿真預(yù)習(xí)+線下實(shí)踐操作”混合教學(xué)模式。

2? 單片微型計算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革措施

近幾年來筆者通過對高校單片微型計算機(jī)相關(guān)專業(yè)師生進(jìn)行了訪談，并閱讀了大量單片微型計算實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體會，主要在以下幾個方面進(jìn)行了相關(guān)改革。

（1）針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，學(xué)生缺乏主動性問題，采取的措施是：每一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分享一個典型實(shí)驗(yàn)案例，每個案例都采用匯編和C語言兩種編程方式，案例分析包括實(shí)驗(yàn)過程中的硬件知識和代碼知識，講清楚相關(guān)知識點(diǎn)是如何與理論課相鏈接的，讓學(xué)生明白理論知識是如何運(yùn)用的。相關(guān)案例講解視頻在課前傳給學(xué)生，要求學(xué)生在課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)完畢后完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題，實(shí)驗(yàn)課堂上討論、解決。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的主觀能動性。

（2）針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊的問題，采取的措施：實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需要頂層設(shè)計，筆者針對電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，為該專業(yè)編寫了特定的實(shí)驗(yàn)教材，設(shè)置了電氣工程專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)性、進(jìn)階型、綜合性、設(shè)計性，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目適用于不同學(xué)生水平和不同學(xué)習(xí)階段。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目銜接緊密，層層深入。每一個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計成一個模塊，比如輸入模塊、顯示模塊、定時模塊、中斷模塊、AD模塊等等。綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)就像“搭積木”的方式一樣，將各個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K搭建起來。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維，克服編程的為難情緒，提高編程興趣。

（3）針對高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏的問題，具體措施：采用的虛擬仿真，實(shí)驗(yàn)課前學(xué)生可以通過keil軟件進(jìn)行代碼撰寫，通過protues軟件繪制實(shí)驗(yàn)硬件電路，然后將keil軟件生成的hex文件導(dǎo)入到protues軟件中進(jìn)行仿真。目前大多數(shù)高校這門課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用的是開發(fā)板，開發(fā)板的電路是由廠家設(shè)計好的，大多數(shù)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程對實(shí)驗(yàn)電路并沒有深入了解。采用虛擬仿真的教學(xué)模式，既可以解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏的問題，還可以讓學(xué)生更加深入了解電路設(shè)計。

（4）針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系不健全的問題。筆者這幾年在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不斷對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評價體系進(jìn)行完善。重點(diǎn)增加了實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)的考核，實(shí)驗(yàn)過程的考核。課前預(yù)習(xí)的考核主要包括實(shí)驗(yàn)電路仿真、實(shí)驗(yàn)案例學(xué)習(xí)等多方面考核;實(shí)驗(yàn)過程考核主要包括考勤、實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作過程等多方面考核;實(shí)驗(yàn)成果考核主要包括實(shí)驗(yàn)報告和答辯等多方面考核。最終實(shí)驗(yàn)課程成績由3部分構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)（30%）、實(shí)驗(yàn)過程（30%）、實(shí)驗(yàn)成果（30%）。

3? 結(jié)語

筆者通過近幾年對單片微型計算教程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，本校電氣專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計水平顯著提高，學(xué)生參加各類競賽獲獎水平顯著提高。實(shí)踐證明該教學(xué)模式具有良好的效果且具有可行性。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐露新，范航郡，吳黎明，等.單片機(jī)技術(shù)課程啟發(fā)進(jìn)階式實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（9）：203-207.

[2] 謝健翔.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的探索與實(shí)踐[J].輕工科技，2019，35（7）：184-185.