高職單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教改淺論

摘要：在現(xiàn)代教育事業(yè)發(fā)展中，高職院校在具體實施單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時，由于單片機(jī)知識具有較高的抽象性和枯燥性，會對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)造成很大的不利影響，教師需要對其進(jìn)行深入分析，強(qiáng)化學(xué)生實踐應(yīng)用能力，本文綜合探究高職院校開展課程教學(xué)的具體策略。

關(guān)鍵詞：高職院校;單片機(jī);原理與應(yīng)用;課程教改

引言

在現(xiàn)代科技發(fā)展過程中，單片機(jī)在各行各業(yè)得到了較為普遍的應(yīng)用，高職院校在具體進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)時，需要對學(xué)生整體情況進(jìn)行綜合分析，合理優(yōu)化課堂教學(xué)過程，確保學(xué)生能夠充分理解單片機(jī)原理，保證學(xué)生在實踐活動中能夠?qū)ζ溥M(jìn)行更為有效的應(yīng)用，提升整體教學(xué)效果，為了進(jìn)一步明確如何更為高效的開展課堂教學(xué)，特此進(jìn)行本次研究。

一、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程現(xiàn)存問題

（一）理論實踐脫節(jié)

在高職院校開展單片機(jī)課程時，教師普遍是分開進(jìn)行理論部分教學(xué)和實踐部分教學(xué)，教師在進(jìn)行教學(xué)活動之前，根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計教學(xué)計劃，然后在班級內(nèi)開展理論教學(xué)，此時教師像學(xué)生單純講解單片機(jī)的分析程序和基本原理，使學(xué)生全面掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。而在具體實施課堂教學(xué)時，學(xué)生普遍處于被動地位，雖然實訓(xùn)課教師會引導(dǎo)學(xué)生開展實驗實訓(xùn)，但是并沒有交替進(jìn)行實訓(xùn)環(huán)節(jié)和課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生操作和課堂教學(xué)無法融為一體，而實踐課教師和理論課教師分開教學(xué)，會使學(xué)生程序分析和理論知識脫節(jié)，對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果造成很大影響。

（二）教學(xué)內(nèi)容陳舊

在現(xiàn)階段，高職院校在具體開展單片機(jī)教學(xué)時，選擇應(yīng)用的單片機(jī)系列普遍為Mcs—51，該類單片機(jī)程序在進(jìn)行寫入時，需要利用專門編程器，缺乏JTAG接口，不可以進(jìn)行在線編程。在現(xiàn)代電子技術(shù)的高速發(fā)展過程中，Msp430，Stc系列單片機(jī)在應(yīng)用時不需要利用外部晶振和外部復(fù)位，單片機(jī)芯片可以實現(xiàn)直接仿真，不需要利用專用仿真器。教師在進(jìn)行具體教學(xué)時，可以使用手機(jī)數(shù)據(jù)線作為開發(fā)板下載線，同時還可以直接利用充電寶作為電源，演示過程具有較高的便利性。雖然應(yīng)用傳統(tǒng)單片機(jī)可以使學(xué)生迅速入門，但是其相關(guān)知識較為陳舊缺乏前沿性，需要在單片機(jī)教學(xué)中合理融入紅外線，遙控觸摸屏，液晶顯示等高新技術(shù)。

（三）教學(xué)方法老套

在我國現(xiàn)階段，大部分高職院校在開展理論教學(xué)時，其教學(xué)模式相對固定，都是先向?qū)W生講解基礎(chǔ)知識，然后講解應(yīng)用的具體方向，雖然該種教學(xué)方法具有思路清晰的特點，但是卻存在較高的機(jī)械化，導(dǎo)致單片機(jī)學(xué)習(xí)具有較高的乏味性和枯燥性，無法對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行有效激發(fā)，對其教學(xué)效果造成極大的限制。實踐教學(xué)存在形式單一的特性，同時，相關(guān)部門對其缺乏重視，在我國現(xiàn)階段具體開展實踐課教學(xué)時，教師普遍是利用單片機(jī)實驗箱開展實驗活動，而實驗類型大多為驗證性實驗，大部分學(xué)生是完全根據(jù)實驗指導(dǎo)書進(jìn)行實驗，沒有對其程序流程進(jìn)行自主分析，同時，在實驗過程中，如果需要應(yīng)用電路硬件，學(xué)生也普遍是根據(jù)實驗指導(dǎo)書進(jìn)行簡單連線，對其電氣原理缺乏整體認(rèn)識。

二、課程改革具體策略

（一）更新教學(xué)理念

一般情況下，單片機(jī)存在很多專有名詞教學(xué)內(nèi)容具有較高的抽象性，同時和電路性質(zhì)和電路原理存在一定的聯(lián)系，如果完全由教師進(jìn)行講解，這會使學(xué)生很難對其產(chǎn)生深刻的了解，基于傳統(tǒng)教學(xué)思路，學(xué)生通常是課程學(xué)習(xí)的最后階段才可以應(yīng)用單片機(jī)，而在之前進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)時，由于缺乏明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生不能主動參與課堂學(xué)習(xí)，進(jìn)而使其學(xué)習(xí)興趣相對薄弱，在后期學(xué)習(xí)中出現(xiàn)后期動力不足的情況。為了保障學(xué)生具有較高的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化整體教學(xué)質(zhì)量，高職教師需要對其教學(xué)理念進(jìn)行合理更新，強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心地位，對學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性進(jìn)行有效激發(fā)，此時教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)者和引導(dǎo)者需要給予學(xué)生充分的時間，確保學(xué)生能夠相互協(xié)作，自主探究。其次，教師還需要進(jìn)行實踐教學(xué)理念的科學(xué)樹立，綜合分析中職學(xué)生學(xué)習(xí)特點，在開始課堂學(xué)習(xí)時，教師首先需要為學(xué)生設(shè)置簡單的任務(wù)確保能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo)，使其對單片機(jī)基礎(chǔ)具有充分的了解，對學(xué)生自學(xué)潛能和學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行有效激發(fā)。例如在進(jìn)行期結(jié)構(gòu)原理的學(xué)習(xí)時，在學(xué)生初次接觸單片機(jī)時，教師可以要求學(xué)生自主一個閃爍的信號燈，引導(dǎo)學(xué)生基于電路知識進(jìn)行電路的有效連接，同時，教師還需要向?qū)W生演示電路的控制過程，對學(xué)生求知欲進(jìn)行有效激發(fā)，使其在學(xué)習(xí)中具有更高的目的性，提升整體教學(xué)效率，最后教師還需要將其任務(wù)難度適當(dāng)增加。

（二）合理編制教材

首先，中職學(xué)校需要對學(xué)生的特點進(jìn)行綜合分析，根據(jù)學(xué)生具體情況編寫教材，并對其進(jìn)行合理優(yōu)化，一般情況下，高職院校在開展教育工作時，就業(yè)是其教學(xué)活動的主要目標(biāo)，提升學(xué)生技能使其教育工作的最終目的，所以在編制教材活動時，需要對單片機(jī)的應(yīng)用加強(qiáng)重視，不僅是完善整體教學(xué)理論。在我國現(xiàn)階段，高職院校普遍是根據(jù)技術(shù)書籍和本科教材編寫單片機(jī)教材，將單片機(jī)原理作為課堂學(xué)習(xí)的重點，實踐環(huán)節(jié)缺乏。與此同時，和形象思維相比較而言，學(xué)生邏輯思維相對較弱，教師在講解理論知識時，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)具有一定的被動性，因此學(xué)習(xí)效果存在很大的不足，針對該種情況，高職院校在編排教材內(nèi)容時，需要確保其合理性，使其深入淺出，簡單扼要，同時還需要確保實例的選擇具有較強(qiáng)的可讀性和典型性，

（三）改革教學(xué)形式

首先需要科學(xué)組建教學(xué)團(tuán)隊，高職院校在具體進(jìn)行單片機(jī)知識的教學(xué)時，需要合理優(yōu)化教學(xué)團(tuán)隊，綜合討論課堂教學(xué)活動，針對學(xué)生具體情況和教學(xué)內(nèi)容制定教學(xué)計劃，此時教師不僅需要掌握充分的理論知識，同時還需要不斷強(qiáng)化自身實踐經(jīng)驗。與此同時，在現(xiàn)代科技的高速發(fā)展中，單片機(jī)的更新速度不斷加快，逐漸涌現(xiàn)出新的技術(shù)，因此，教師需要定期參與相關(guān)培訓(xùn)，確保能夠充分掌握最新技術(shù)，進(jìn)而保障能夠科學(xué)使用各項新器件。其次，還需要科學(xué)改進(jìn)教學(xué)方法，在具體進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)時，實踐操作是學(xué)生必須掌握的一項技能，教師必須對其教學(xué)方式進(jìn)行科學(xué)改革，合理應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，精選課堂教學(xué)內(nèi)容，并在課堂教學(xué)中科學(xué)引入生活實例，確保能夠?qū)W(xué)生獨(dú)立思考進(jìn)行有效的啟發(fā)，使學(xué)生對解決相關(guān)問題具有明確的思路，然后講解在完成本次任務(wù)中需要掌握的理論知識，基本方法和基本原理，確保能夠使其教學(xué)難點和教學(xué)重點得到有效突出，然后引導(dǎo)學(xué)生在完成任務(wù)中合理應(yīng)用所學(xué)知識，確保學(xué)生能夠更為高效地完成編程任務(wù)。例如在進(jìn)行定時器中斷的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時，教師可以有效結(jié)合紅綠燈控制，確保能夠使其課堂教學(xué)具有更高的趣味性，同時還可以使其和學(xué)生現(xiàn)實生活有效聯(lián)系，使學(xué)生能夠更為深刻的理解相關(guān)知識，更為具體的呈現(xiàn)理論知識點，此時學(xué)生還可以對其課堂所學(xué)知識進(jìn)行更為深刻的分析，使其在后期解決問題中可以舉一反三。

（四）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

該課程具有相對廣泛的知識面和豐富的教學(xué)內(nèi)容，教師不僅需要科學(xué)選擇教材文本，同時還需要合理分配講述內(nèi)容，確保能夠?qū)W(xué)生設(shè)計能力進(jìn)行科學(xué)培養(yǎng)，針對學(xué)生實踐能力選取教學(xué)內(nèi)容，在講解教學(xué)知識的同時，還需要強(qiáng)化實踐操作，確保教學(xué)內(nèi)容具有明確的側(cè)重點，同時，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生自主提出問題，確保學(xué)生能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效解決。在具體實施教育工作時，教師首先需要向?qū)W生簡單介紹單片機(jī)，同時還可以利用多媒體技術(shù)向?qū)W生演示相關(guān)實例，使學(xué)生明確現(xiàn)實生活中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)的重要意義，進(jìn)而對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行有效激發(fā)。其次，教師還需要進(jìn)行單片機(jī)結(jié)構(gòu)的深入講解，主要講解在現(xiàn)階段應(yīng)用頻率較高的單片機(jī)，通過科學(xué)設(shè)置基本實驗，對單片機(jī)各個引腳的具體功能進(jìn)行深入講解，確保學(xué)生對單片機(jī)結(jié)構(gòu)具有充分的了解，例如，教師通過開展輸入輸出實驗，使學(xué)生充分掌握輸入輸出功能，教師可以在實驗室內(nèi)完成該部分內(nèi)容。隨后，教師可以有效結(jié)合重點講述和自主學(xué)習(xí)的方式講解程序設(shè)計和指令系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，同時還需要利用軟件開展仿真測試，使學(xué)生對堆棧指針與寄存器的變化具有更為直觀的認(rèn)識，結(jié)合實踐講解相關(guān)內(nèi)容，在講解過程中，還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效練習(xí)，確保學(xué)生能夠更為深入的了解相關(guān)理論知識。最后再對單片機(jī)應(yīng)用及其系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)進(jìn)行重點講解時，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計控制系統(tǒng)，利用控制案例開展課堂教學(xué)，通過深入分析應(yīng)用原理，了解系統(tǒng)的擴(kuò)展部分，主板部分和整體構(gòu)成，同時還可以進(jìn)一步明確如何實現(xiàn)程序。

（五）重視實踐教學(xué)

高職教師在開展單片機(jī)教學(xué)時，實踐環(huán)節(jié)是其非常重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過合理優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生實踐操作能力。教師在具體開展實踐教學(xué)時，首先需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)性實驗，組織學(xué)生練習(xí)指令，編寫基本程序，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實驗，確保學(xué)生能夠在規(guī)定時間內(nèi)獨(dú)立進(jìn)行實驗，隨后提交實驗報告，該項環(huán)節(jié)的有效落實能夠在一定程度內(nèi)鞏固學(xué)生課堂理論知識，為綜合性實驗的科學(xué)設(shè)置創(chuàng)建良好條件。接著綜合性實驗，對學(xué)生理論基礎(chǔ)具有較高的要求，要求學(xué)生能夠?qū)栴}進(jìn)行有效的分析和解決，使學(xué)生對常見接口進(jìn)行仿真測試，軟件編寫和硬件設(shè)計，在基礎(chǔ)性實驗完成之后，教師需要組織學(xué)生開展綜合性實驗，為學(xué)生提出明確的實驗要求和實驗?zāi)康模髮W(xué)生根據(jù)個人具體情況自主設(shè)計實驗方案，首先進(jìn)行電路原理圖的科學(xué)設(shè)計，隨后開展編程設(shè)計工作，最后完成整個實驗，使學(xué)生能夠?qū)碚撝R進(jìn)行有效的應(yīng)用，進(jìn)而提升學(xué)生實踐動手能力[1]。最后在具體進(jìn)行實踐教學(xué)時，課程設(shè)計也是其非常重要的一個環(huán)節(jié)，對其設(shè)計內(nèi)容并沒有明確的要求，只是需要保障將電單片機(jī)作為核心部件，此時學(xué)生需要充分發(fā)揮自身創(chuàng)造性，進(jìn)行自主創(chuàng)新，同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生組建學(xué)習(xí)小組，要求學(xué)生在課余時間完成實驗。此時學(xué)生可以結(jié)合往年畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容展開試驗，確保能夠?qū)ζ鋵嶒炁d趣進(jìn)行有效激發(fā)，使其實驗教學(xué)內(nèi)容得到合理豐富，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時，對于學(xué)生發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀設(shè)計，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更為深入的研究，同時還可以進(jìn)行創(chuàng)新科技項目的申報，確保學(xué)生在實踐活動中能夠?qū)W習(xí)更為豐富的知識，進(jìn)而實現(xiàn)學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提升保障學(xué)生在后期能夠更為高效的參與該方面工作。

（六）轉(zhuǎn)變實驗?zāi)Ｊ?/p>

首先，教師需要進(jìn)行虛擬實驗室的科學(xué)設(shè)置，一般情況下，單片機(jī)課程具有較高的抽象性，教師在進(jìn)行實驗教學(xué)，如果直接應(yīng)用板書進(jìn)行演示，則很難保證教學(xué)效果，此時，利用虛擬仿真軟件進(jìn)行演示具有較高的意義。利用虛擬仿真軟件設(shè)置單片機(jī)實驗時，只需要利用電腦便可以完成實驗操作，與此同時，學(xué)生只需要在相關(guān)軟件上便可以完成實驗活動，不會造成硬件損壞，有效避免設(shè)計錯誤浪費(fèi)硬件投入，進(jìn)而使其使用成本得到有效降低。在軟件上便可以進(jìn)行原理圖的繪制和程序的編制，在執(zhí)行程序時，可以更為直觀的看到各元件的運(yùn)行，同時，調(diào)試過程具有較高的便捷性，所以，將Keilc和proteus編程調(diào)試軟件引入單片機(jī)教學(xué)，科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，可以在課堂上調(diào)試軟硬件，同時還可以完成系統(tǒng)集成教學(xué)。其次，教師還可以利用實驗開發(fā)板開展單片機(jī)教學(xué)，應(yīng)用實驗開發(fā)板具有較高的便利性，在線階段，已經(jīng)實現(xiàn)了對LED顯示器，流水燈，鍵盤等硬件進(jìn)行有效集成的通用外圍設(shè)備，與此同時，線路連接也相對簡單，可以針對多個基礎(chǔ)項目開展實訓(xùn)。通過利用開發(fā)板進(jìn)行學(xué)習(xí)實踐，可以使學(xué)生迅速掌握單片機(jī)的硬件知識，同時還可以使其更為深刻的了解其工作原理。最后，教師還需要結(jié)合多個學(xué)科開展綜合實踐，部分高職院校在完成單片機(jī)課程學(xué)習(xí)之后，雖然對單片機(jī)知識具有了充分的了解，但是無法將其融入其他課程，所以教師需要有效聯(lián)系單片機(jī)內(nèi)容和其他課程知識。例如可以有效結(jié)合protel課程，引導(dǎo)學(xué)生通過protel系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)板PCB圖的設(shè)計，同時進(jìn)行PCB開發(fā)板的科學(xué)制作，要求學(xué)生對所有元器件進(jìn)行有效焊接，然后實施系統(tǒng)調(diào)試，學(xué)生在參與具體實驗中，能夠進(jìn)一步感受勞動的樂趣，進(jìn)而確保對Protel知識具有更為全面的了解，使其對各種元器件的硬件連接具有更為全面的認(rèn)識，更為深入的了解模擬電路和數(shù)字電路的工作特點，強(qiáng)化學(xué)生綜合實踐能力。

（七）強(qiáng)化項目教學(xué)

高職教師在具體開展單片機(jī)教學(xué)時，需要有效結(jié)合項目教學(xué)方法，使其教育工作實現(xiàn)理論結(jié)合實踐，教師在具體實施項目教學(xué)法時，需要組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，根據(jù)實際工作程序制定項目計劃，通過分工合作完成整個項目。一般情況下，高職學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱，教師不能完全應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)模式，會對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣造成一定的打擊，此時教師需要有效結(jié)合項目教學(xué)法，在具體項目中，合理融入所學(xué)理論知識，此時，教師需要確保項目難度逐漸增加，同時還需要保障選擇的項目和學(xué)生實際生活具有密切的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計相關(guān)項目時，對其相關(guān)知識點進(jìn)行深入挖掘，進(jìn)而確保學(xué)生能夠在實踐活動中合理融入理論知識[2]。高職教師在對該種教學(xué)方法進(jìn)行具體應(yīng)用時，首先需要根據(jù)學(xué)生情況和教學(xué)內(nèi)容提出具體任務(wù)，然后引導(dǎo)學(xué)生分析本次任務(wù)，提出在本次任務(wù)中需要應(yīng)用的所有知識，隨后，深入講解相關(guān)知識，最后進(jìn)行任務(wù)步驟的科學(xué)講解。

（八）改進(jìn)考核方式

在以往進(jìn)行課程考核時，學(xué)生平時成績和期末閉卷考試的比例通常為3：7，導(dǎo)致時間緩解的作用無法得到充分體現(xiàn)，考核方式不僅能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)水平和教師教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)檢驗，同時還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行有效引導(dǎo)，教師需要對其考核方式進(jìn)行科學(xué)開改革，此時，教師需要以2：3：5的比例有效融合學(xué)生平時成績，期末考試成績和實踐部分成績。其中平時成績具體包括實驗報告，作業(yè)和出勤，課堂表現(xiàn)四個部分。而實踐部分成績則具體包括課程設(shè)計，綜合設(shè)計實驗和基礎(chǔ)性實驗，基礎(chǔ)性實驗在實驗部分成績中占據(jù)10%，教師需要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成實驗，確保學(xué)生在實驗操作中嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，使其能夠得出最終結(jié)果。而綜合性實驗占據(jù)20%，學(xué)生在參與該類實驗時，需要根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行實驗過程的合理設(shè)計，確保能夠獲得最終正確結(jié)論，然后寫出實驗報告。而課程設(shè)計部分則占據(jù)20%，教師在對其進(jìn)行評價時，需要分析其設(shè)計內(nèi)容的合理性，和創(chuàng)新性，然后通過答辯給出學(xué)生最終成績。

結(jié)束語

高職院校在開展單片機(jī)教學(xué)時，通過更新教學(xué)理念，合理編制教材，改革教學(xué)形式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重視實踐教學(xué)，轉(zhuǎn)變實驗?zāi)Ｊ剑瑥?qiáng)化項目教學(xué)，改進(jìn)考核方式可以使學(xué)生更為充分的理解單片機(jī)其原理，進(jìn)而確保學(xué)生能夠?qū)ζ溥M(jìn)行更為有效的應(yīng)用，強(qiáng)化學(xué)生實踐能力，推進(jìn)現(xiàn)代教育發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]龍小麗，李欣雪.以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教改探討[J].電子世界，2019，000（007）：55-56.

作者簡介

韋飛騰，女（1994.1-），壯族，本科，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助教，研究方向：電氣自動化。