新形勢(shì)下單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革探索

李曉娟 鄭麗媛 秦國(guó)慶

河南科技學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003

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新形勢(shì)下單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革探索

李曉娟 鄭麗媛 秦國(guó)慶

河南科技學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003

摘 要：針對(duì)新時(shí)期高水平本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式的分析，結(jié)合單片機(jī)原理及應(yīng)用這門(mén)課程理論抽象及實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，從優(yōu)化教學(xué)大綱、精選教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方式、改革考核方法四方面入手進(jìn)行教學(xué)改革。如此，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力，同時(shí)也能有效提高高校的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐

隨著我國(guó)智能化水平的提高，一方面給人們的生活帶來(lái)了諸多便利，另一方面也對(duì)當(dāng)前向社會(huì)輸送專業(yè)技術(shù)人員的高等院校的培養(yǎng)模式提出了挑戰(zhàn)。單片機(jī)原理及應(yīng)用作為工科本科院校的重要課程，是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門(mén)理論和實(shí)踐結(jié)合很緊密的一門(mén)課程，也是本科院校學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽首選的方式。對(duì)于電子類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握好單片機(jī)這門(mén)課程，不僅能夠很順利的做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高自己的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)還可以培養(yǎng)良好的工程素質(zhì)，為以后的工作打下一個(gè)很好的基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)教育多采用灌輸?shù)姆绞剑瑢W(xué)生積極性不高，缺乏一定的創(chuàng)新性，為了有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，為社會(huì)輸送素質(zhì)高、能力強(qiáng)的復(fù)合型人才，本文將從以下四方面對(duì)該門(mén)課程進(jìn)行改革。

1　優(yōu)化教學(xué)大綱

教學(xué)大綱決定了本課程的培養(yǎng)目標(biāo)及知識(shí)點(diǎn)，是教師教學(xué)的重要依據(jù)，在教學(xué)過(guò)程中起著舉足輕重的作用。我們結(jié)合本門(mén)課程的性質(zhì)及學(xué)生的特點(diǎn)，以掌握知識(shí)為基礎(chǔ)、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)為根本、提高學(xué)生自身競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)修改教學(xué)大綱。

單片機(jī)是一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，隨著電子和計(jì)算機(jī)智能化的發(fā)展，以單片機(jī)和各種微處理器為核心的新產(chǎn)品層出不窮。結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要，我們及時(shí)更新所用教材，選用新版的、內(nèi)容較豐富的教材。在這我們選用由李建忠教授主編、由西安電子科技大學(xué)出版社出版的《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第三版）》教材，該教材將單片機(jī)抽象的理論與我們的實(shí)際生活結(jié)合起來(lái)，一方面可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情；另一方面把單片機(jī)相關(guān)內(nèi)容很好地給大家闡述出來(lái)。同時(shí)，在內(nèi)容的安排上還講述了關(guān)于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)及采用C語(yǔ)言進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生能夠很好地采用單片機(jī)，同時(shí)結(jié)合已經(jīng)學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了本門(mén)課程實(shí)用性、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)得到了提高，取得了良好效果。

2　精選教學(xué)內(nèi)容

單片機(jī)課程作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，一般設(shè)在大二下學(xué)期學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)模電、數(shù)電、

C語(yǔ)言、微機(jī)原理等課程，有一定的基礎(chǔ)。在內(nèi)容上，一方面加強(qiáng)與前序課程的銜接，在講授相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生自己根據(jù)實(shí)際情況對(duì)已學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)；另一方面，教師作為教學(xué)的組織者，要精選教學(xué)內(nèi)容，刪除課本中一些老化的、無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容， 增加一些目前生活中、工作中利用單片機(jī)進(jìn)行控制的典型案例或新產(chǎn)品，注重學(xué)科融合，把體現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展特征的、多學(xué)科知識(shí)交叉與滲透的趨勢(shì)和動(dòng)向反映到教學(xué)內(nèi)容中來(lái)。同時(shí)，教師要緊跟時(shí)代發(fā)展，不斷利用業(yè)余時(shí)間對(duì)自己進(jìn)行 “充電”，要經(jīng)常參加培訓(xùn)，深入企業(yè)考察，與業(yè)內(nèi)人員交流，了解單片機(jī)的應(yīng)用狀況，刻苦鉆研單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)，掌握新器件的使用方法，以此來(lái)豐富、更新教學(xué)內(nèi)容，提高自己的實(shí)踐技術(shù)水平，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面，真正做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，使教學(xué)更切合實(shí)際。

2.1理論教學(xué)內(nèi)容

對(duì)單片機(jī)這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，理論是基礎(chǔ)，學(xué)生只有有了一定的理論基礎(chǔ)，才能夠進(jìn)行實(shí)踐，并在實(shí)踐的時(shí)候更好地理解理論知識(shí)，從而將理論與實(shí)踐很好地結(jié)合起來(lái)。對(duì)于理論基礎(chǔ)知識(shí)，我們還是采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，由于本門(mén)課程比較抽象，對(duì)于大部分初次接觸單片機(jī)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，根本不知道單片機(jī)是什么，更不用說(shuō)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理等。針對(duì)此，我們?cè)谥v授本門(mén)課的時(shí)候首先要告訴學(xué)生單片機(jī)是什么，單片機(jī)能干什么，內(nèi)部結(jié)構(gòu)什么樣，單片機(jī)如何工作，學(xué)好這門(mén)課我們能干什么。在此基礎(chǔ)上，我們?cè)傧驅(qū)W生傳授單片機(jī)相關(guān)的知識(shí)，如單片機(jī)的發(fā)展、分類、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)等。針對(duì)工科院校學(xué)生一般在大一學(xué)過(guò)C語(yǔ)言，在編程方面，我們簡(jiǎn)要介紹一下匯編語(yǔ)言的分類及簡(jiǎn)單應(yīng)用，把重點(diǎn)放在如何利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程上面。因?yàn)閱纹瑱C(jī)僅僅是一個(gè)芯片，隨著單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)學(xué)生的考察能力不再僅僅是編程能力方面，而更多的是對(duì)單片機(jī)硬件方面的考察，如外圍電路的設(shè)計(jì)及元器件的選擇上面，這時(shí)我們必須把教學(xué)重點(diǎn)放在單片機(jī)硬件的擴(kuò)展上面，如行列式按鍵、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示及液晶顯示、存儲(chǔ)單元及I/O口擴(kuò)展單元（如8255/8155）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換以及通信單元等模塊。

2.2實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

實(shí)踐環(huán)節(jié)建立在課堂教學(xué)基礎(chǔ)上，為課堂理論教學(xué)服務(wù)， 也是單片機(jī)原理這門(mén)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 通過(guò)實(shí)踐可以更好地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)際操作能力、學(xué)生之間的相互協(xié)作能力及創(chuàng)新能力。結(jié)合學(xué)校的實(shí)踐條件及學(xué)生的實(shí)際情況，我們所開(kāi)設(shè)的實(shí)踐內(nèi)容主要分為以下三類：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)踐。

對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置在其內(nèi)部已經(jīng)連接好線路，學(xué)生只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的連線就可以看到結(jié)果，如流水燈等，形象直觀，容易激起學(xué)生的興趣，使學(xué)生能夠主動(dòng)地要求一些更具挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目?；诖宋覀兘Y(jié)合教師的在研課題，借鑒歷屆電子設(shè)計(jì)大賽的題目，或者從日常生活中尋找與該門(mén)課程相關(guān)的資源，將其改良為綜合性實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，學(xué)生也可以結(jié)合自己的興趣愛(ài)好，利用學(xué)校資源進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高實(shí)踐動(dòng)手能力，也能更好地將理論和實(shí)踐很好地結(jié)合起來(lái)。但學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課時(shí)畢竟有限，學(xué)院整合實(shí)驗(yàn)室資源，對(duì)不同層次的學(xué)生做不同的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)建立創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室，大學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化基地，同企業(yè)進(jìn)行合作辦學(xué)，進(jìn)行暑期實(shí)踐等形式，為學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐提供更多機(jī)會(huì)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、各高校組織的電子類大賽、全國(guó)機(jī)器人大賽等活動(dòng)。

3　創(chuàng)新教學(xué)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式多“以教師為中心”，整堂課都是老師在不停地講，學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)，屬于“填鴨式教育”。由于本門(mén)課內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，對(duì)于很多抱很大興趣學(xué)好本門(mén)課的學(xué)生，在聽(tīng)了幾次課后很難理解相關(guān)內(nèi)容，逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣，或者上課睡倒一大片，或者變成“手機(jī)控”，這樣以后再想調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性就很困難，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，也很難學(xué)好這門(mén)課程。在此，我們一改傳統(tǒng)的教學(xué)方式，突出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生由被動(dòng)的聽(tīng)變?yōu)橹鲃?dòng)地學(xué)，在授課過(guò)程中，采用多種方式相結(jié)合，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)，注重強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)，突出實(shí)用性，在課時(shí)分配上大幅度提高實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)數(shù)，便于增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，使學(xué)生在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，能力和綜合素質(zhì)也得到提升。

在授課過(guò)程中，我們要有效利用現(xiàn)代化教育技術(shù)手段，采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和板書(shū)相結(jié)合的方式，制作多媒體課件，用語(yǔ)言、文字、聲音、圖像等豐富的信息來(lái)描述抽象的概念，對(duì)重難點(diǎn)通過(guò)多媒體教學(xué)的演示，將枯燥的理論具體化、形象化。在內(nèi)容選取上，結(jié)合當(dāng)前最新應(yīng)用技術(shù)，采用項(xiàng)目教學(xué)法，有效地運(yùn)用了我們所學(xué)課程的那些知識(shí)點(diǎn)，并以此為契機(jī)設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，結(jié)合當(dāng)前單片機(jī)的最新應(yīng)用技術(shù)，注意循序漸進(jìn)、由淺入深，以學(xué)過(guò)的內(nèi)容為基礎(chǔ)，又要將本次教學(xué)內(nèi)容融入進(jìn)去，通過(guò)不斷的教學(xué)實(shí)踐與學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋來(lái)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行修改和調(diào)整。當(dāng)然，在整個(gè)授課過(guò)程中要突出學(xué)生的主體地位，采用啟發(fā)式、討論式、研究式、案例式、情景教學(xué)式等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)思考、會(huì)探索、會(huì)解決問(wèn)題的能力。

在課外，學(xué)習(xí)和借鑒世界先進(jìn)的教育理念，教師開(kāi)辟與課程配套的交流群，及時(shí)反映最新的科研成果并提供相關(guān)資料。學(xué)生可以將不懂的知識(shí)及時(shí)地反饋給老師，教師可以在論壇上答疑，這樣，不但可以激發(fā)學(xué)生的興趣，還促進(jìn)了師生之間的交流，增進(jìn)師生感情。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)生之間也可以互相切磋，可以活躍學(xué)習(xí)氣氛，增進(jìn)學(xué)生間的感情，同時(shí)也積累大量的有價(jià)值的素材，供學(xué)生參考。

4　改革考核方法

考核作為教學(xué)過(guò)程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，起著至關(guān)重要的作用。它不僅可以有效地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)也可以使教師更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以便及時(shí)做出調(diào)整。結(jié)合本門(mén)課程的性質(zhì)及特點(diǎn)，我們從學(xué)生出發(fā)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的考試觀，建立科學(xué)的多樣化的考核體系，不僅讓學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)，更是讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

對(duì)單片機(jī)這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，理論是基礎(chǔ)，在理論的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行實(shí)踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此，我們還是以傳統(tǒng)的閉卷考試來(lái)考查學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的記憶和理解，在此前提下，給學(xué)生布置一些課外論文，要求學(xué)生親自動(dòng)手查閱資料，將學(xué)到的知識(shí)和查到的資料更好地聯(lián)系在一起，同時(shí)教師要指導(dǎo)學(xué)生利用圖書(shū)館的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行資料檢索和期刊查閱，進(jìn)行論文的書(shū)寫(xiě)等， 這樣可以有效提高學(xué)生的寫(xiě)作能力，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和繼續(xù)進(jìn)修都有很大的幫助。由于本門(mén)課程應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求比較高，所以，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，也作為期末成績(jī)的一部分。

5　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程的改革和實(shí)踐，使我們深刻認(rèn)識(shí)到教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)來(lái)武裝自己的頭腦，不斷更新教學(xué)觀念和教學(xué)手段，不斷提高專業(yè)綜合業(yè)務(wù)水平，來(lái)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)也能有效提高高校的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。

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收稿日期：2015-12-05

作者簡(jiǎn)介：李曉娟，碩士，助教。

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革重點(diǎn)研究項(xiàng)目（編號(hào)：2014SJGLX053）。

Reform Exploration of the Single Chip Microcomputer Principle and Application Course under the New Situation

Li Xiaojuan， Zheng Liyuan， Qin Guoqing
Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang， 453003， China

Abstract：In view of the analysis of talent training mode of high level undergraduate professional talents In the new period， combined with the abstract theory and strong practicality of the course about principles and applications of SCM， the paper carry on teaching reform from the four following aspects： optimization of Syllabus， selection of teaching content， innovative teaching methods reformation of evaluation methods. In this way， it not only can improve the students' enthusiasm for learning， the ability of analyzing issues， the ability of solving issues and innovation can be developed， but also can improve the employment rate and quality of colleges and universities.

Key words：single-chip microcomputer； teaching reform； teaching practice