淺談高職自動(dòng)化類專業(yè)的單片機(jī)課程教學(xué)改革*

楊 曉，張 超，劉 軼

(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 引言

單片機(jī)經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)開(kāi)發(fā)能力就成為許多公司招聘電子、測(cè)控、自動(dòng)化、通信等工科專業(yè)學(xué)生的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)也是許多學(xué)生尋找理想工作的必備技能之一。但如此重要的課程卻有許多不盡如人意的地方，如:教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐脫節(jié)、上課效果不理想等，這些問(wèn)題在高職院校則更加明顯。由于受高考成績(jī)限定，許多學(xué)生無(wú)法進(jìn)入自己喜歡的專業(yè)或?qū)W校就讀，因而對(duì)所學(xué)專業(yè)缺乏熱情。一部分學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)，自制力不強(qiáng)、自學(xué)能力較弱，加之自身不夠努力，考試常會(huì)不及格［1］。因此，高職生教學(xué)決不能生搬硬套本科的教學(xué)模式，一定要針對(duì)高職生的特點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)行單片機(jī)教學(xué)和應(yīng)用中存在的問(wèn)題，結(jié)合教研室多位老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和我系實(shí)際情況，提出了幾點(diǎn)關(guān)于單片機(jī)教學(xué)改革的意見(jiàn)。

2 課程設(shè)置改革

當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)情況普遍不好，對(duì)三年制高職生來(lái)說(shuō)，在校學(xué)習(xí)時(shí)間短，學(xué)歷上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，所以能盡快到招聘單位實(shí)習(xí)或工作，就成為學(xué)生應(yīng)聘職位的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。近幾年，很多學(xué)生大三上學(xué)期就開(kāi)始進(jìn)入招聘單位工作，這就與大三的專業(yè)課教學(xué)計(jì)劃形成沖突?；诋?dāng)前就業(yè)困難的現(xiàn)實(shí)情況，考慮到招聘單位希望盡快進(jìn)入單位工作，為了盡可能幫助畢業(yè)生找到理想的工作，我系也在積極調(diào)整相關(guān)課程的設(shè)置。

1)將單片機(jī)與微機(jī)原理與接口、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等相近課程合并。以往這些課程雖然分兩個(gè)學(xué)期單獨(dú)講授，但實(shí)際這些課的知識(shí)都是互相交叉貫通的，對(duì)于初學(xué)的學(xué)生，不易形成整體上的認(rèn)識(shí)。通過(guò)合并課程，縮短整體學(xué)時(shí)，使重要的且具有實(shí)踐應(yīng)用型的專業(yè)課提前到大二學(xué)期，讓學(xué)生能夠充分利用在校時(shí)間學(xué)習(xí)必要的工作技能。

2)由于課程內(nèi)容增多，學(xué)時(shí)增加，而高職學(xué)生自學(xué)能力和主動(dòng)性不高，為了達(dá)到課程教學(xué)目的，需要老師的督促和指導(dǎo)，所以教師的工作量大大增加。為減輕教師負(fù)擔(dān)，分小班上課，每位任課老師負(fù)責(zé)兩個(gè)班70名左右的學(xué)生，這樣也使老師能有更多精力了解學(xué)生情況，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生。

3 教學(xué)內(nèi)容的改革

由于課程由原來(lái)一門(mén)課的單一內(nèi)容，變成多門(mén)課的綜合內(nèi)容，課時(shí)增加至120學(xué)時(shí)，理論和實(shí)驗(yàn)各60學(xué)時(shí)，每周8次課，共15周。這樣設(shè)置主要是考慮到高職學(xué)生的接受能力及課程的實(shí)踐性，將教室理論授課和實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)同步開(kāi)設(shè)，每周各占4個(gè)學(xué)時(shí)，讓學(xué)生所學(xué)的理論能和實(shí)際應(yīng)用及時(shí)關(guān)聯(lián)，強(qiáng)化知識(shí)的理解和動(dòng)手操作能力。

1)理論教學(xué)。由于沒(méi)有包含多門(mén)課的教材，所以在教材選擇上采用“單片機(jī)教材為主，其他科目教材并存”的原則，選用應(yīng)用廣泛、實(shí)用性好、較易學(xué)習(xí)和掌握的教材。講授時(shí)以“實(shí)踐優(yōu)先、理論夠用、交叉互動(dòng)”為指導(dǎo)思想，不涉及到的不講，與今后運(yùn)用無(wú)關(guān)的不講，將重點(diǎn)放在實(shí)際應(yīng)用中需要涉及的原理和通用性較強(qiáng)的接口及編程應(yīng)用上來(lái)?？上韧ㄟ^(guò)練習(xí)編寫(xiě)小程序，熟悉單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，然后以實(shí)際的項(xiàng)目為載體進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)，在課堂上指導(dǎo)編寫(xiě)案例程序，為實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

2)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)與指導(dǎo)。根據(jù)項(xiàng)目模塊，先從基本電路繪制開(kāi)始，如:單片機(jī)電源及復(fù)位電路、輸入與輸出端口等，了解基本元器件的封裝，掌握制作PCB板的基本實(shí)驗(yàn)技能，這也是幫助學(xué)生更好地理解單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的途徑。每人一套單片機(jī)學(xué)習(xí)板，學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手焊接板子，認(rèn)識(shí)電子元器件，配合理論教學(xué)，進(jìn)一步了解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如:中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展等，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一些單片機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用:流水燈電路、蜂鳴報(bào)警器、音樂(lè)播放、A/D和 D/A轉(zhuǎn)換、單片機(jī)與PC通訊等實(shí)際應(yīng)用案例，教師則從旁協(xié)助同學(xué)連接電路接口和調(diào)試程序。

3)課程設(shè)計(jì)。給出綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)題目，三或四人一組，根據(jù)興趣選擇課題，分工合作，完成設(shè)計(jì)分析、資料查找、方案對(duì)比論證、設(shè)計(jì)制作實(shí)物等過(guò)程，由此將之前所學(xué)知識(shí)加以綜合應(yīng)用，而且還鍛煉了對(duì)專業(yè)技術(shù)問(wèn)題的判斷分析能力、獨(dú)立工作能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，使學(xué)生畢業(yè)后能較快適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需要，獨(dú)立完成各項(xiàng)生產(chǎn)。

4 教學(xué)方式的改革

以往的課程設(shè)置是每次理論課兩學(xué)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)也是兩節(jié)課時(shí)間。因此受到時(shí)間限制，課堂講授時(shí)，往往是老師把例子程序講一遍，學(xué)生順著老師的思路讀懂程序。但做實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于學(xué)生平時(shí)缺乏編程鍛煉，編寫(xiě)調(diào)試程序往往占用了大部分實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，導(dǎo)致來(lái)不及應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)板上去觀察現(xiàn)象。更有部分學(xué)生直接拷貝別人的程序來(lái)使用，甚至自己不動(dòng)手，只是看看別人的程序和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

為了解決這一問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)效率，教師便將實(shí)驗(yàn)程序直接附錄在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于學(xué)生不用自己編寫(xiě)程序，不清楚將要觀察什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。而且，因?yàn)榻處熃o出的程序多是精簡(jiǎn)優(yōu)化過(guò)的最佳程序，和初學(xué)者的思路不一樣，學(xué)生分析理解程序時(shí)較困難，也不容易進(jìn)行程序調(diào)試，實(shí)驗(yàn)報(bào)告更是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，不能達(dá)到鍛煉實(shí)踐操作能力的教學(xué)目的。針對(duì)以上存在的問(wèn)題，可作如下改革:

1)設(shè)置理論課4節(jié)，時(shí)間長(zhǎng)且連貫，有充足的時(shí)間讓每個(gè)學(xué)生自己思考，繪制電路圖、流程圖以及編寫(xiě)程序，同時(shí)可以利用多媒體設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。由于是小班授課，教師可以隨堂指導(dǎo)，像課堂作業(yè)一樣檢查批改，計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

2)實(shí)驗(yàn)課同樣4節(jié)，要求每人獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，包括:①上交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如:電路圖、PCB制圖;②調(diào)試通過(guò)的程序，演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果;③提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，需要記錄所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和步驟，遇到的問(wèn)題及解決方法。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束仍不成功的，也要給出相應(yīng)的問(wèn)題分析。以上這些都計(jì)入應(yīng)用能力考核。

5 考試考核方式的改革

隨著教學(xué)方法的改革，課程的考核方式也需作出相應(yīng)變化以達(dá)到課程改革的目的，重點(diǎn)是改革考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定方法。單片機(jī)課程采用平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行課程考核，具體包括平時(shí)過(guò)程考核、期末理論考核和應(yīng)用能力考核三部分［2］:

1)平時(shí)過(guò)程考核成績(jī)占20%，包括兩方面，主要考核學(xué)生平時(shí)的出勤率、態(tài)度、作業(yè)完成質(zhì)量與效果等方面。

2)期末理論考核占30%，主要考核學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和編程能力，一般為60分鐘的開(kāi)卷考試。

3)應(yīng)用能力考核占50%，包括兩部分:①平時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己?，?0%，主要考核學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用的硬件知識(shí)，常用儀器儀表的應(yīng)用，單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具和軟件的使用以及匯編語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試等方面的掌握情況，還包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告資料的整理、記錄與總結(jié)。②綜合應(yīng)用能力的考核占30%，課程設(shè)計(jì)中的每個(gè)課題設(shè)定有若干基本功能，只要能成功實(shí)現(xiàn)規(guī)定的基本功能，就可以得到基本分?jǐn)?shù)，如果繼續(xù)鉆研達(dá)到更高要求的功能，則會(huì)得到額外加分。為防止出現(xiàn)個(gè)別同學(xué)偷懶坐享其成，教師要對(duì)每個(gè)組員提不同問(wèn)題進(jìn)行答辯，并分別給出成績(jī)。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)一系列的單片機(jī)課程教學(xué)改革，對(duì)提高單片機(jī)課程整體教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量起到了很好的推動(dòng)作用，增強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)解決工程問(wèn)題的能力與自信心，為學(xué)生參加科技制作、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯大賽及大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)奠定了基礎(chǔ)，希望本文所提出的一些改革思路能夠起到拋磚引玉的作用。

［1］趙蓉.淺談高職院校學(xué)風(fēng)建設(shè)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009(11):137.

［2］翟紅云，凌藝春.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)下的單片機(jī)教學(xué)改革初步探索與研究［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，33增刊:335－337.

［3］梅麗鳳.單片機(jī)原理及接口技術(shù)(第3版)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.