高职《单片机应用技术》课程教学改革与实践

江西信息应用职业技术学院 樊剑剑 肖传辉

《单片机应用技术》是计算机控制和电子信息类专业的主干课程，是一门实践性很强的技术课程，它的教学效果直接影响学生的有效就业。传统的教学模式偏重于理论教学，教学方法较为单一，无法满足现阶段高职院校培养高等技术应用型人才的要求，针对高职学生特点的教学改革势在必行。

1.高职《单片机应用技术》课程教学存在的问题

1.1 传统教学模式不适应高职学生特点

高职教育注重技术应用型人才的培养，而传统的《单片机应用技术》课程教学注重理论知识的学习，大多是以知识体系为框架，先基础后应用、先理论后实践、软硬件分离，已不能适应高职教育和高职学生的特点。

1.2 教学内容陈旧无创新

目前大部分单片机教材的章节编排都是大同小异，教学内容基本上是单片机的内部硬件结构、指令系统、汇编程序设计、单片机的扩展应用以及外围电路接口，是以单片机的结构功能为主线，单片机本身的逻辑规律来编排教学内容的。教材的内容没有充分联系工程实践，理论内容比重偏大，实例偏少，在内容安排上只注重知识体系的完整性，但是针对强调技能培养的高职教育来说，这种教学方法却无法满足教学和实际需求。

1.3 考核方式

传统的考核方式主要采用以期末理论考试为主，卷面理论考试成绩占60%，平时成绩占20%，实训成绩占20%。由于实训成绩占的比例较小，难以真实反映学生的动手操作和实际应用能力，不能全面反映学生对课程的掌握情况。临近期末考试时，学生往往靠死记硬背的方式通过该课程的考试，常常会出现高分低能的现象，背离了高职教育培养技能型人才的目标。

2.高职《单片机应用技术》课程教学改革措施

2.1 教学方法的改革

2.1.1 虚拟仿真软件的推广应用

单片机课程的实践性很强，实训教学对整个教学效果起着至关重要的作用。传统的实训教学大多是在实验箱上完成相应的实训项目，以验证性的实训为主，开放性和设计性的实训较少。想让学生得到真正的实践锻炼，需设计硬件电路，焊接元器件，编制软件程序、仿真调试，如此完成一个实训所花费的时间较长，而且元器件等消耗很大，实训成本较高。

虚拟仿真软件Protues可以解决这个问题。Protues软件实现了单片机仿真和Spice电路仿真相结合，不仅可以将单片机实例功能形象化，也可将单片机实例运行过程形象化。比起传统的单片机实训教学，Protues软件的应用可以让元器件、连接线路和单片机硬件实物高度对应，通过真实和虚拟仿真相结合的方式，得到实物演示的效果。学生可以真正动手实训，教学效果好。

2.1.2 采用任务驱动教学法

传统的《单片机应用技术》教学是先讲硬件，再讲指令，最后讲应用，学生往往不知道所学的内容到底有什么用处，教学效果也不理想。采用任务驱动教学法则不然，教师预先设计并调试成功相应的实训项目，确定每个任务包含的知识点。在教学过程中，围绕实训项目提出任务，逐步引出在解决这个问题时用到的硬件、指令及编程方法等相关知识，采用局域网多媒体广播教学的方式，进行现场仿真演示。再将实训要求加以改动，让学生自己动手连接硬件、编写程序、仿真验证。这种“教、学、做”一体化的教学模式适应于高职教育和高职学生的特点，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，使其在做中学、学中做，从被动学变成主动学。

2.2 教学内容的改革

2.2.1 统一编程语言

大部分教材中，单片机的编程语言为汇编语言，C51介绍的篇幅较少。相对而言，汇编语言具有产生的目标程序简短，占用存储空间小，执行速度快等优点。但是对于高职学生来说，汇编编程较为复杂，不易理解。用C51编程则不需要了解太多的单片机内部结构，编程简单，只要会C语言即可。而且在公司企业的研发人员中使用C51语言的远远超过使用汇编语言。所以，从学生的长远发展角度出发，选择C51作为单片机编程语言进行教学。

2.2.2 适当增减教学内容

根据实际情况在教学内容上进行适当增减。在实训部分，基于会用的原则，增加对Keil软件、Protues软件等开发工具的介绍；在理论知识部分，基于够用的原则，减少单片机内部电路分析、工作时序、指令系统等内容的介绍。

2.2.3 整合知识点，调整章节次序

实训环节往往是几个章节知识点的综合运用，鉴于此，在实际教学中适当调整知识点的讲授次序。如先介绍单片机的结构，再介绍I/O口功能，然后紧接着完成流水灯、数码管显示、独立键盘、矩阵键盘实训。这样就把几个知识点整合到了一起，便于学生理解和记忆，便于理论和实践的相结合。

2.2.4 依据竞赛要求增加课外内容

参加技能竞赛对课程的教学改革具有推动作用，是对教学效果的有效检验。目前基于单片机的各类竞赛较多，除了要用到单片机技术外，还要用到一些其他知识。以机器人大赛为例，要用到传感器、通信、机械、电机等技术，高职教育开设的课程有限，可以根据实际情况增加相关知识点进行补充教学。

2.3 考核方式的改革

考试是检验教学效果的必要手段。根据高职教育的特点，改变传统的理论笔试，突出实训考核。改革后，本课程的期末总评考核分为三个部分：第一部分为平时考核。主要是学生出勤、学习态度及参与问题讨论的积极性等，占期末总评成绩的20%；第二部分为平时实训考核，主要是平时的实训成绩。在一个学期中，教师布置6~8个单片机实训项目，学生按要求完成。教师根据学生完成实训的成功率、实训报告质量等给出成绩，此成绩占期末总评成绩的40%。第三部分为期末实训考核。期末考试不再采用笔试，教师从平时做过的6~8个实训项目中随机抽取一个作为考核题目，此成绩占期末总评成绩的40%。

3.课程改革取得的效果

经过教学改革实践，改善了教学效果，教学质量得到显著提高。采用任务驱动教学法实现了“教、学、做”一体化的有机结合，让学生带着任务去学习，培养了学生主动思考和创造性思维的能力，锻炼了学生设计电路、调试程序、开发实际产品等各个方面的技能。进行了以实训操作为主的考核方式改革后，高分低能的现象没有出现，学生的动手能力明显提高。其中，学生在江西省第一、二届大学生智能机器人大赛中，采用单片机作为主控芯片设计的机器人取得了3项三等奖的好成绩。

由于教学内容要随着新技术的应用而不断更新，因此教学改革还有待于继续改进和完善，只有这样，才能更好地完成教学任务，满足高职教育培养技能型人才的要求。

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