單片機原理及應用課程教學改革探討

翟淵　李作進　楊君玲

摘 要：本文為了提高測控專業(yè)學生單片機原理及應用能力的水平，分析了單片機原理及應用課程在測控專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要作用，探討了該課程對授課人員的要求。并從課程的內(nèi)容框架、實踐教學、課程考評體系以及授課方式等幾個方面對課程的教學改革方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：內(nèi)容框架；實踐教學；考評體系；授課方式

一、引言

隨著電子及信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬器件正逐漸向數(shù)字器件轉(zhuǎn)變，智能化設備的大量應用要求從業(yè)人員具有掌握數(shù)字技術(shù)的能力。單片機作為數(shù)字芯片廣泛應用于家用電器、儀器儀表、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。單片機課程綜合性大，涉及模電、微機原理和數(shù)電等基礎知識，同時對學生的實踐能力要求較高[1]。

然而目前高校測控專業(yè)課程體系及學生培養(yǎng)計劃中，主要是以理論教學加實驗教學為主。這種教學方式在實際教學中存在一些問題即一旦學生理論知識掌握不住，則后續(xù)的實踐課程開展起來就會顯得力不從心。因此，若能在課堂中把單片機仿真編程引入單片機理論教學，則會更容易使學生將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐經(jīng)驗，枯燥的理論能迅速和實際應用結(jié)合起來，真正做到“所見即所得”，再加上隨后的實驗教學以及單片機相關(guān)產(chǎn)品的設計，學生的實際編程能力以及學以致用的能力都能得到大幅提高，學生畢業(yè)進入企業(yè)后對于單片機相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)也能迅速上手，這對于學生以及企業(yè)來說是雙贏的結(jié)果。企業(yè)的實際需求要求學生對理論知識理解的同時又要具備較強的實際動手編程能力，因此對于單片機原理及應用這門課程的教學改革就顯得尤為重要。本文將從幾個方面對單片機原理及應用課程教學改革進行探討。

二、單片機原理及應用課程在測控專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的作用

在傳統(tǒng)的測控專業(yè)人才培養(yǎng)體系里，單片機原理及應用信息量大，許多理論知識難以用語言表達清楚，再加上學生C語言知識基礎薄弱，因此學生理解掌握比較困難。如果學生在課堂學習過程中不能夠掌握基本理論知識以及實際的編程方法，那么學生在畢業(yè)后將無法勝任一些單片機應用較深的產(chǎn)品設計，特別是一些公司還會要求使用其他型號或更高位數(shù)的單片機。因此，在對測控專業(yè)人才培養(yǎng)體系的調(diào)整中，許多高校特別是未來要轉(zhuǎn)型為應用型大學的高校都紛紛開始在這方面進行改革。單片機原理及應用這門課程涉及知識面廣、內(nèi)容多、結(jié)構(gòu)深，對教師的單片機實際工程應用能力要求高。以筆者目前所在的高校重慶科技學院為例，在新的課程方案中就建議青年教師，尤其是沒有工作經(jīng)驗的青年教師，應該增加自己的企業(yè)實踐經(jīng)驗，到企業(yè)中參加具體的項目，提高自己的工程實踐能力。

三、單片機原理及應用課程對授課人員的要求

教學隊伍在課程教學的改革中起主導作用，加強教學隊伍建設是課程建設的關(guān)鍵和基礎。同時教學隊伍要求教學與科研相結(jié)合，教學與工程實踐相結(jié)合，不斷提高教師的教學水平、學術(shù)水平和工程實踐能力。

新的應用型大學要求增加青年教師的工程實踐經(jīng)驗，由單片機原理及應用課程在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的作用可以看出，該門課程的授課人員不但應具有全面的測控專業(yè)知識背景，又要有承擔實際工程項目的能力，且能將操作經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為理論知識教授給學生，即必須具有復合型素質(zhì)能力。另外，由于課程強調(diào)的是理論與實踐的相結(jié)合，授課人員還應具備較強的課堂氣氛調(diào)動及掌控能力。

四、單片機原理及應用課程教學改革方法

教學內(nèi)容建設是教學改革的核心，教學內(nèi)容要服務于人才培養(yǎng)目標及人才培養(yǎng)模式，體現(xiàn)教育要求和教學理念。傳統(tǒng)的單片機原理及應用課程理論知識過深、過多、理論與實踐相互分離，難以適應測控專業(yè)的人才培養(yǎng)要求以及未來企業(yè)的用人需求。

因此，需要對課程教學內(nèi)容進行大幅度的優(yōu)化調(diào)整，突出工程特色、工程應用以及課堂上的理論與實際相結(jié)合，培養(yǎng)適合我國經(jīng)濟社會發(fā)展需求的具有較強應用能力的測控專業(yè)人才。

1.理論與實踐相結(jié)合貫穿課程內(nèi)容框架

理論是測控專業(yè)有關(guān)單片機原理及應用的理論知識的掌握及專業(yè)知識的鞏固。實踐是單片機實驗，單片機相關(guān)產(chǎn)品的設計、研發(fā)。針對單片機課程要求學生不光是掌握理論與編程知識，還要求掌握實際產(chǎn)品的設計能力。

2.強調(diào)學生實際產(chǎn)品設計能力

實踐教學對于增強學生的感性認識，學習和掌握理論知識，提高學生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新精神具有重要作用。教師利用仿真軟件在課堂上把理論知識與實際編程直接結(jié)合起來，邊操作邊進行理論講解，通過實際操作強化理論認知，通過學生動手讓其將在課堂中學到的理論知識應用于實踐操作過程，真正做到理論與實踐相結(jié)合。同時通過最后的綜合設計將實際的單片機產(chǎn)品交給學生完成，鍛煉學生的實際產(chǎn)品的設計能力。

3.考核評價方式多樣化

首先，在考核比例分配上，可按出勤10%，課堂表現(xiàn)10%，作業(yè)完成10%，實踐操作40%，期末考查30%來進行組合考核。在這種形式的考核方式，實踐環(huán)節(jié)比期末考查所占的比例還要高，充分體現(xiàn)實踐操作的重要性。其次，設置多種考核題型供學生選擇，如考查學生的理論知識掌握能力、具體邏輯程序的編寫能力、具體產(chǎn)品的設計能力，等等。同時，針對實踐操作，對學生進行分組考查，且增加實踐題目的數(shù)量，防止組內(nèi)學生互相抄襲，最后，考核的主體盡量多元化，可以采用多種評價形式。

4.提升教師自身工程實踐能力

一方面，根據(jù)課程內(nèi)容與教師自己的研究方向，選擇與單片機相關(guān)的企業(yè)進行具體的單片機項目的技術(shù)合作。另一方面，學院應對教師的實踐能力進行考核。隨著信息技術(shù)及智能化的不斷發(fā)展進步，如單片機也逐漸向32位發(fā)展，32位單片機必將淘汰目前的8位單片機，對此教師自己也應有清醒的認識，只有通過不斷掌握新知識，才能教給學生新知識，才能適應社會不斷發(fā)展的需要。

5.采用互動的教學方式

這種方式指的是在教學活動中教師與學生的單向知識傳輸變?yōu)槔蠋熍c學生以及學生與學生間的知識傳輸。學習過程由學生被動的學習變?yōu)橹鲃拥闹R傳播學習，教學過程由教師單向傳授變?yōu)閹熒p向互動，這種方式不但能夠調(diào)動學生的積極性也能加深學生的知識理解，充分體現(xiàn)了當代教育教學理論[2]。

五、總結(jié)

現(xiàn)行高校單片機原理及應用主要是以課堂教育為主，課堂教育與實踐環(huán)節(jié)的脫節(jié)使得學生實踐部分不能順利完成，難以滿足學生畢業(yè)后工作和競爭的需要。而通過本文所提到的課程改革則注重了學生的實踐環(huán)節(jié)，提高了學生的實際產(chǎn)品設計能力。本文針對單片機原理及應用課程改革的框架、考核方式、授課方式等進行了探討，可為高校測控專業(yè)單片機原理及應用的課程建設與改革提供一定的參考。

參考文獻：

[1]張智林.關(guān)于單片機課程的教學改革淺析[J].求知導刊，2015（7）： 49-50.

[2]彭熙偉，陳金兵，范 偉，等. 《流體傳動與控制基礎》精品課程的建設與實踐[J].液壓與氣動，2012（5）：108-110.