單片機(jī)原理與應(yīng)用課程考試方式的改革與實(shí)踐

□吳笳寧

一、引言

現(xiàn)今大學(xué)的期末考試仍是以傳統(tǒng)的試卷考試為主，考試改革也限于減少期末試卷考試占課程總評(píng)成績的百分比或在考試中允許學(xué)生帶一張A4紙自主總結(jié)內(nèi)容等。試卷考核對(duì)于測試學(xué)生理論知識(shí)掌握情況是非常有效的，但難以測試到學(xué)生的理論應(yīng)用能力。同時(shí)期末考試主要以試卷為主，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只注重理論知識(shí)的死記硬背，不注重動(dòng)手能力的鍛煉，學(xué)生為了應(yīng)付考試記概念、記要點(diǎn)，無法從應(yīng)用的角度理解課程內(nèi)涵，將理論與實(shí)踐結(jié)合起來。為使學(xué)生更好理解專業(yè)課程的實(shí)際應(yīng)用意義，掌握理論聯(lián)系實(shí)際的能力，發(fā)揮其設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，不能僅僅依靠課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、參加競賽或畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，更應(yīng)在平時(shí)的理論教學(xué)過程中注重學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，通過課程考試的改革，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)到的理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)與開發(fā)中。

二、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程考試方式的改革措施

考試方式改革是從單片機(jī)原理與應(yīng)用這門課程開始的，單片機(jī)原理與應(yīng)用是電子類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課，其課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。同時(shí)單片機(jī)原理及應(yīng)用與前序課程模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)聯(lián)系緊密，這兩門課程是電子專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，但由于考核都是以期末試卷為主，學(xué)生學(xué)過之后沒能理解它們的應(yīng)用價(jià)值，反而覺得這兩門課沒什么用。在單片機(jī)原理及應(yīng)用的課程中能將模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)有效地結(jié)合起來，使學(xué)生更好地理解模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)作為專業(yè)基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)應(yīng)用的地位，理解理論聯(lián)系實(shí)際的意義。

近年來，已在單片機(jī)原理與應(yīng)用的課程建設(shè)與教學(xué)中進(jìn)行了一些改革，但效果不夠明顯，沒能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因?yàn)榭己酥腥杂?0%比例的期末試卷考核，所以學(xué)生們的注意力仍局限于老師期末的考試范圍，不注重平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，僅在期末考試前突擊，死記硬背知識(shí)點(diǎn)，即使在教學(xué)過程中增加了實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的考核，但學(xué)生還是以試卷考核為重點(diǎn)，以應(yīng)付、敷衍的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)考核。

此次將改革的重點(diǎn)放在了考試方式上，徹底取消了期末的試卷考試，采取了如下的考核方案:一是將課程內(nèi)容劃分為:顯示控制、中斷、通訊三大模塊，每個(gè)模塊又分為若干小模塊，每一模塊學(xué)習(xí)結(jié)束后進(jìn)行一次考核，內(nèi)容為學(xué)生自主完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)。二是設(shè)計(jì)內(nèi)容包括硬件電路的連接、軟件編程及通過仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。三是每個(gè)學(xué)生要對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的硬件電路和設(shè)計(jì)程序作出完整的講解。四是設(shè)計(jì)過程中可以自組團(tuán)隊(duì)，通過合作完成設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后馬上考核，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中“不負(fù)債”。例如顯示模塊結(jié)束時(shí)，考核內(nèi)容是組合液晶LCD1602與8*8點(diǎn)陣顯示的設(shè)計(jì)，顯示內(nèi)容不限。多數(shù)學(xué)生的方案是采用一片ATMEGA16控制一個(gè)LCD1602與一片8*8點(diǎn)陣，在液晶上顯示一句話，點(diǎn)陣上顯示一個(gè)圖形。顯示的內(nèi)容是教學(xué)中給出的范例程序。但在自主設(shè)計(jì)中學(xué)生們遇到了仿真結(jié)果與設(shè)想效果不同的問題，主要原因在于如何處理同一死循環(huán)內(nèi)LCD1602與點(diǎn)陣顯示程序的嵌套關(guān)系，因?yàn)椴煌那短追绞綄?shí)現(xiàn)的顯示效果不同。通過學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的講解，交流程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，再由老師總結(jié)對(duì)比不同的程序嵌套方式，使學(xué)生們對(duì)于單片機(jī)C語言程序的編寫有了透徹的理解，為后面的設(shè)計(jì)奠定了良好的軟件基礎(chǔ)。為避免學(xué)生互相抄襲、蒙混過關(guān)，要求學(xué)生能完整地講解設(shè)計(jì)思路、硬件設(shè)計(jì)原理及程序設(shè)計(jì)的語句含義。同時(shí)講解設(shè)計(jì)還是學(xué)生分享與交流的平臺(tái)，鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力。中斷、通訊、定時(shí)模塊的考核中不再給定題目，而要求學(xué)生自由發(fā)揮，設(shè)計(jì)完成盡可能多的任務(wù)組合。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自主組隊(duì)，合作完成設(shè)計(jì)，從而能集思廣益，加強(qiáng)學(xué)生間合作與交流。

此考試方案已經(jīng)試行了三年，效果越來越明顯。取消了試卷考試，學(xué)生們不再關(guān)心考試的范圍，他們將注意力用在了學(xué)習(xí)過程中，投入的精力明顯增加，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)在自主設(shè)計(jì)的考核中找到了樂趣與成就感。他們不再死記硬背概念、程序、寄存器等，而是將這些內(nèi)容充分理解，應(yīng)用到自己的設(shè)計(jì)當(dāng)中。另外，通過完成自主設(shè)計(jì)，增加了學(xué)生們對(duì)所學(xué)專業(yè)的信心。之前，學(xué)生覺得自己在專業(yè)課程中學(xué)到知識(shí)的不會(huì)用，對(duì)未來從事本專業(yè)的工作沒有底氣，而如今通過單片機(jī)這門課程將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)都結(jié)合起來，學(xué)生們實(shí)實(shí)在在體會(huì)到電子專業(yè)的實(shí)用性，增加了他們從事本專業(yè)工作的信心。

三、考試改革與教學(xué)改革并行

考試改革并不是孤立存在的，而要與教學(xué)改革并行。

第一，分模塊的考核方式是為了配合任務(wù)式教學(xué)改革，教學(xué)過程中要求學(xué)生帶著考核任務(wù)學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確。同時(shí)階段性考核能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題。

第二，為了配合以設(shè)計(jì)開發(fā)為目標(biāo)的考核改革，學(xué)校教師自編了一套教材，其中給出了大量的硬件電路與程序?qū)嵗?，要求學(xué)生先按實(shí)例操作，并分析實(shí)例中的電路原理和程序流程，之后完成課后習(xí)題中的設(shè)計(jì)，最后考核自主設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

第三，將重點(diǎn)放在以學(xué)生自學(xué)為主。教學(xué)中，借助于之前C語言程序設(shè)計(jì)和微機(jī)原理及應(yīng)用課程中的理論基礎(chǔ)，僅對(duì)單片機(jī)原理及C語言編程中的重點(diǎn)內(nèi)容作簡單介紹，同時(shí)各模塊教學(xué)時(shí)只對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行講解。教師在教學(xué)過程主要處于輔助的角色，大量內(nèi)容是由學(xué)生自學(xué)完成的。教師負(fù)責(zé)輔導(dǎo)，解決設(shè)計(jì)中遇到的問題，而對(duì)于出現(xiàn)的共性問題及時(shí)進(jìn)行講解。

第四，加強(qiáng)學(xué)生間的交流與合作，發(fā)揮學(xué)生間互相幫助的力量。教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生間的自由交流與問題討論，這樣，能力強(qiáng)的學(xué)生就會(huì)被同學(xué)要求幫忙解決問題，相比教師的教學(xué)，學(xué)生間的交流與幫助更易于知識(shí)的接受與問題的解決。

第五，設(shè)計(jì)考核與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，要求學(xué)生將仿真通過的設(shè)計(jì)在課程設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)實(shí)物的制作，使實(shí)際應(yīng)用能力進(jìn)一步提高。教學(xué)中實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)都是通過仿真實(shí)現(xiàn)的，由仿真結(jié)果到完成實(shí)物還有一段距離，所以在課程設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生制作出實(shí)物來完成最終的設(shè)計(jì)。

通過考試方式的改革，使教學(xué)改革有了成效，并進(jìn)一步促進(jìn)了教學(xué)的改革。

四、存在的問題

盡管考試方式的改革充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果顯著。但仍存在以下幾個(gè)方面的問題:一是取消試卷考核會(huì)弱化學(xué)生們對(duì)理論知識(shí)的關(guān)注。二是課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限，學(xué)生逐個(gè)考核有時(shí)需要利用課余時(shí)間，同時(shí)課堂上僅能選擇精典的設(shè)計(jì)進(jìn)行分享，而精典設(shè)計(jì)一般只出自幾個(gè)學(xué)生，多數(shù)學(xué)生缺少分享講解的機(jī)會(huì)。三是學(xué)生的設(shè)計(jì)構(gòu)想五花八門，程序編寫方案各式各樣，給老師的指導(dǎo)增加了難度，每個(gè)模塊的考核都相當(dāng)于指導(dǎo)一次課程設(shè)計(jì)，工作量大。

五、結(jié)語

考核方案貫穿整個(gè)教學(xué)過程，主要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與實(shí)際應(yīng)用能力，更在于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有助于學(xué)生真正理解理論與實(shí)際相結(jié)合，將學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的理解由背理論、做題、考試，轉(zhuǎn)向應(yīng)用理論解決實(shí)際問題，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。今后在教學(xué)中應(yīng)增加師資力量，把課堂教學(xué)延伸到課外，通過增加輔導(dǎo)老師及開放實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

［1］徐敏，盧周平．“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006

［2］李鵬．淺談單片機(jī)的教學(xué)改革［J］．現(xiàn)代教育科學(xué)，2010