單片機原理與應(yīng)用實踐教學(xué)改革研究與探索

王常順+肖海榮

摘 要：實踐教學(xué)是“單片機原理及應(yīng)用”課程教學(xué)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，該教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量直接決定了學(xué)生能否學(xué)以致用。針對“單片機原理及應(yīng)用”實踐教學(xué)中存在的問題，該文從實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和實踐教學(xué)的考核體系等方面進行了探索與改革。

關(guān)鍵詞：單片機類課程 ?實踐教學(xué) ?教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0127-01

隨著人民生活水平的提高和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，單片機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域和消費電子領(lǐng)域等方面得到了廣泛的應(yīng)用。作為高校相關(guān)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，“單片機原理應(yīng)用”課程也得到了越來越多的重視，本課程的理論性和實踐性都很強[1-2]。要使學(xué)生真正學(xué)好本課程，不僅要讓學(xué)生深刻理解單片機的相關(guān)理論知識，重點在于要讓學(xué)生學(xué)會怎么用好單片機，因此在高校的教學(xué)中，必須做到理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重，通過實踐教學(xué)帶動和促進理論教學(xué)，不斷提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力[3]。

1 當前實踐教學(xué)現(xiàn)狀

當前的實踐教學(xué)中存在的問題可以從以下三方面分析。

1.1 試驗課時和試驗設(shè)備不足

以我校電氣工程及其自動化專業(yè)本科生的培養(yǎng)方案為例，單片機原理與應(yīng)用理論教學(xué)共76課時，其中含有60個理論學(xué)時和16個實驗學(xué)時，另外設(shè)有一周單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計。從學(xué)時分配上，實驗課時占總課時的21.05%，比例偏低。為了在有限的實驗學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，試驗指導(dǎo)教師只能安排一些基礎(chǔ)性或驗證性實驗，學(xué)生缺乏足夠的鍛煉，達不到實驗教學(xué)的最終目的。另外，受實驗室中設(shè)備數(shù)量限制，實踐教學(xué)中出現(xiàn)“抱大腿”現(xiàn)象，即一部分同學(xué)認真做，一部分同學(xué)玩的現(xiàn)象。

1.2 實踐教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性

傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)內(nèi)容中基礎(chǔ)性、驗證性內(nèi)容多，綜合性、設(shè)計性實驗少。課程設(shè)計中選題限于試驗箱和試驗臺資源，題目內(nèi)容很難跟蹤當前技術(shù)發(fā)展的熱點。為了達到實物設(shè)計的目的，課程設(shè)計中題目偏重于實驗臺（箱）上能進行的實驗項目，限于資源，題目難度總體來說偏低，實踐教學(xué)過程演變成了對實驗課內(nèi)容的簡單綜合。且選題陳舊，一題多屆，多人一題現(xiàn)象普遍，缺乏綜合性、新穎性，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.3 實踐教學(xué)考核體系

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)的成績考核包含：課程設(shè)計報告，設(shè)計過程考核和作品設(shè)計考核。由于實踐教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新，容易出現(xiàn)投機取巧的現(xiàn)象，使得考核過程流于形式，難以區(qū)分學(xué)生在實踐教學(xué)過程中取得的成果，也就調(diào)動學(xué)生在實踐教學(xué)過程中的積極性。

2 實踐教學(xué)改革內(nèi)容

傳統(tǒng)的單片機原理與應(yīng)用的實踐教學(xué)無法達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的要求，需要進行改革。針對這些問題，實踐教學(xué)改革在以下幾個方面展開。

2.1 實驗室建設(shè)

良好的實驗室條件是能夠開展實踐教學(xué)的基礎(chǔ)條件。在實驗室建設(shè)中不再選用試驗臺或試驗箱這些昂貴的試驗設(shè)備，而是以單片機開發(fā)板作為實踐教學(xué)的平臺。單片機開發(fā)板價格較低，但資源卻非常豐富，可以最大程度上滿足實踐教學(xué)的需要。而且可以隨著技術(shù)的發(fā)展不斷更新教學(xué)資源，甚至部分學(xué)生會自行購買。

2.2 項目驅(qū)動式實踐教學(xué)

實踐教學(xué)中不再由指導(dǎo)教師給定題目，而是由同學(xué)們自選題目，指導(dǎo)教師審查題目。項目的設(shè)計既要完全包含本課程的知識點和技能要求，還要與實際相聯(lián)系。所選項目可以源自日常生活中遇到的問題，也可以是自己感興趣的課題。所選題目由指導(dǎo)教師審查題目難度及可行性，并給出建議后形成一個小項目。這種選題方法可以最大程度上避免選題陳舊等問題。變抽象為具體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 實踐教學(xué)組織

試驗資源增加后，在組織實施實踐教學(xué)中，鼓勵單人單組，最多兩人一組。利用興趣引導(dǎo)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性，從而可以最大程度上避免“抱大腿”現(xiàn)象。而且因為試驗資源不再局限于實驗室，可以更充分的利用利用課余時間。在開設(shè)課程設(shè)計的學(xué)期內(nèi)完成，參加學(xué)期末的課程設(shè)計答辯。從思想上不再把單片機課程設(shè)計當做某一段時間內(nèi)需要完成的任務(wù)。通過長時間的鍛煉可以取得更好的實踐鍛煉效果。

2.4 開發(fā)工具多樣化

實踐教學(xué)中堅持開放工具的多樣化，不限定使用仿真器調(diào)試。實踐教學(xué)前期可以使用仿真器調(diào)試，鍛煉學(xué)生的編程與調(diào)試能力。到實踐教學(xué)后期，因為大部分程序已經(jīng)調(diào)試完成，此時引導(dǎo)學(xué)生脫離仿真器調(diào)試程序，鍛煉學(xué)生的分析問題和解決此類問題的邏輯思維。

2.5 以知識競賽引領(lǐng)創(chuàng)新

鼓勵以實踐教學(xué)的作品參加國家級或者省級電子設(shè)計類比賽。參加這類比賽以增強動手能力為主要目的，同時也會保證作品的實用性、新穎性和知識的綜合性。激發(fā)學(xué)生之間的競爭意識，促進實踐鍛煉的教學(xué)效果。

2.6 實踐教學(xué)的考核體系建設(shè)

學(xué)期末組織課程設(shè)計答辯，根據(jù)所選題目難度、任務(wù)工作量、完成情況、答辯表現(xiàn)、課程設(shè)計報告給出最終實踐教學(xué)的基本成績。根據(jù)參加各類大賽的獲獎情況給出創(chuàng)新成績，這兩個成績按一定比例確定最終成績，在我校目前實施的考核體系中，競賽成績所占比例為30%。增加的答辯環(huán)節(jié)，既可以鑒別該同學(xué)是否真正完成了相應(yīng)的實踐教學(xué)鍛煉，避免抄襲現(xiàn)象和“抱大腿”現(xiàn)象，還可以鍛煉學(xué)生相應(yīng)的邏輯思維能力。

3 實踐教學(xué)改革的成效

從2012年開始在電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程三個專業(yè)進行實踐教學(xué)內(nèi)容及方法的試點改革，約有1000名學(xué)生接受了新的實踐教學(xué)內(nèi)容和方法。通過實踐教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合運用知識的能力，提高了學(xué)生的動手能力。學(xué)生參加電子類大賽的人數(shù)和獲獎人數(shù)以及獲獎等級逐年提高，2012年，在山東省大學(xué)生電子設(shè)計大賽中參賽的8只代表隊全部獲得山東省一等獎，2013年，在全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽中有兩個不同的題目獲得全國一等獎，還有2個隊伍獲得全國二等獎，剩下的9只代表隊獲得了山東省一等獎。這些數(shù)據(jù)充分說明學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到了激發(fā)，實踐動手能力得到了明顯的進步。

參考文獻

[1] 李潔，李衛(wèi)兵.《單片機原理及應(yīng)用》實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012（4）：92-94.

[2] 肖靜，馬臨.單片機實驗教學(xué)的改革與探索[J].南昌高專學(xué)報，2007（4）：101-105.

[3] 孟建，劉瑞祥，劉永啟.“單片機原理及應(yīng)用”實驗教學(xué)改革研究[J].中國電力教育，2013（11）：97-98.endprint