浅谈高职自动化类专业的单片机课程教学改革*

2011-08-15杨晓，张超，刘轶

河南工学院学报 2011年6期

杨晓，张超，刘轶

(河南机电高等专科学校，河南新乡 453000)

1 引言

单片机经过了多年的发展，已广泛应用到社会的各个领域。单片机开发能力就成为许多公司招聘电子、测控、自动化、通信等工科专业学生的衡量标准之一，同时也是许多学生寻找理想工作的必备技能之一。但如此重要的课程却有许多不尽如人意的地方，如:教学内容与实践脱节、上课效果不理想等，这些问题在高职院校则更加明显。由于受高考成绩限定，许多学生无法进入自己喜欢的专业或学校就读，因而对所学专业缺乏热情。一部分学生基础不扎实，自制力不强、自学能力较弱，加之自身不够努力，考试常会不及格［1］。因此，高职生教学决不能生搬硬套本科的教学模式，一定要针对高职生的特点。针对现行单片机教学和应用中存在的问题，结合教研室多位老师的教学经验和我系实际情况，提出了几点关于单片机教学改革的意见。

2 课程设置改革

当前大学生就业情况普遍不好，对三年制高职生来说，在校学习时间短，学历上没有优势，所以能尽快到招聘单位实习或工作，就成为学生应聘职位的一个优势。近几年，很多学生大三上学期就开始进入招聘单位工作，这就与大三的专业课教学计划形成冲突。基于当前就业困难的现实情况，考虑到招聘单位希望尽快进入单位工作，为了尽可能帮助毕业生找到理想的工作，我系也在积极调整相关课程的设置。

1)将单片机与微机原理与接口、电子设计自动化等相近课程合并。以往这些课程虽然分两个学期单独讲授，但实际这些课的知识都是互相交叉贯通的，对于初学的学生，不易形成整体上的认识。通过合并课程，缩短整体学时，使重要的且具有实践应用型的专业课提前到大二学期，让学生能够充分利用在校时间学习必要的工作技能。

2)由于课程内容增多，学时增加，而高职学生自学能力和主动性不高，为了达到课程教学目的，需要老师的督促和指导，所以教师的工作量大大增加。为减轻教师负担，分小班上课，每位任课老师负责两个班70名左右的学生，这样也使老师能有更多精力了解学生情况，有针对性地指导学生。

3 教学内容的改革

由于课程由原来一门课的单一内容，变成多门课的综合内容，课时增加至120学时，理论和实验各60学时，每周8次课，共15周。这样设置主要是考虑到高职学生的接受能力及课程的实践性，将教室理论授课和实验室指导同步开设，每周各占4个学时，让学生所学的理论能和实际应用及时关联，强化知识的理解和动手操作能力。

1)理论教学。由于没有包含多门课的教材，所以在教材选择上采用“单片机教材为主，其他科目教材并存”的原则，选用应用广泛、实用性好、较易学习和掌握的教材。讲授时以“实践优先、理论够用、交叉互动”为指导思想，不涉及到的不讲，与今后运用无关的不讲，将重点放在实际应用中需要涉及的原理和通用性较强的接口及编程应用上来。可先通过练习编写小程序，熟悉单片机的内部结构和指令系统，然后以实际的项目为载体进行项目教学，在课堂上指导编写案例程序，为实验做好准备。

2)实验课教学与指导。根据项目模块，先从基本电路绘制开始，如:单片机电源及复位电路、输入与输出端口等，了解基本元器件的封装，掌握制作PCB板的基本实验技能，这也是帮助学生更好地理解单片机实验板的途径。每人一套单片机学习板，学生通过自己动手焊接板子，认识电子元器件，配合理论教学，进一步了解单片机内部结构，如:中断系统、定时/计数器、串行接口、单片机系统扩展等，并在此基础上设计一些单片机系统的简单应用:流水灯电路、蜂鸣报警器、音乐播放、A/D和 D/A转换、单片机与PC通讯等实际应用案例，教师则从旁协助同学连接电路接口和调试程序。

3)课程设计。给出综合性较强的设计题目，三或四人一组，根据兴趣选择课题，分工合作，完成设计分析、资料查找、方案对比论证、设计制作实物等过程，由此将之前所学知识加以综合应用，而且还锻炼了对专业技术问题的判断分析能力、独立工作能力、团结协作能力，使学生毕业后能较快适应企业生产需要，独立完成各项生产。

4 教学方式的改革

以往的课程设置是每次理论课两学时，每次实验也是两节课时间。因此受到时间限制，课堂讲授时，往往是老师把例子程序讲一遍，学生顺着老师的思路读懂程序。但做实验时，由于学生平时缺乏编程锻炼，编写调试程序往往占用了大部分实验课时间，导致来不及应用到实验板上去观察现象。更有部分学生直接拷贝别人的程序来使用，甚至自己不动手，只是看看别人的程序和实验现象。

为了解决这一问题，提高实验效率，教师便将实验程序直接附录在实验指导书上。结果发现由于学生不用自己编写程序，不清楚将要观察什么样的实验现象。而且，因为教师给出的程序多是精简优化过的最佳程序，和初学者的思路不一样，学生分析理解程序时较困难，也不容易进行程序调试，实验报告更是照抄实验指导书，不能达到锻炼实践操作能力的教学目的。针对以上存在的问题，可作如下改革:

1)设置理论课4节，时间长且连贯，有充足的时间让每个学生自己思考，绘制电路图、流程图以及编写程序，同时可以利用多媒体设备进行仿真实验，为后续实验做好准备。由于是小班授课，教师可以随堂指导，像课堂作业一样检查批改，计入平时成绩。

2)实验课同样4节，要求每人独立完成实验并提交实验结果，包括:①上交实验结果，如:电路图、PCB制图;②调试通过的程序，演示实验结果;③提交实验报告，需要记录所进行的实验过程和步骤，遇到的问题及解决方法。实验课结束仍不成功的，也要给出相应的问题分析。以上这些都计入应用能力考核。

5 考试考核方式的改革

随着教学方法的改革，课程的考核方式也需作出相应变化以达到课程改革的目的，重点是改革考核方式与成绩评定方法。单片机课程采用平时成绩和期末成绩相结合的方式进行课程考核，具体包括平时过程考核、期末理论考核和应用能力考核三部分［2］:

1)平时过程考核成绩占20%，包括两方面，主要考核学生平时的出勤率、态度、作业完成质量与效果等方面。

2)期末理论考核占30%，主要考核学生对基本理论知识点的掌握情况和编程能力，一般为60分钟的开卷考试。

3)应用能力考核占50%，包括两部分:①平时实验能力考核，占20%，主要考核学生对单片机应用的硬件知识，常用仪器仪表的应用，单片机应用开发工具和软件的使用以及汇编语言程序的设计和调试等方面的掌握情况，还包括实验报告资料的整理、记录与总结。②综合应用能力的考核占30%，课程设计中的每个课题设定有若干基本功能，只要能成功实现规定的基本功能，就可以得到基本分数，如果继续钻研达到更高要求的功能，则会得到额外加分。为防止出现个别同学偷懒坐享其成，教师要对每个组员提不同问题进行答辩，并分别给出成绩。