单片机课程教学改革探究

孙宇丹，成宝芝，郭宗光，刘开绪，张丽丽

(大庆师范学院 物理与电气信息工程学院，黑龙江 大庆163712)

1 单片机课程改革必要性

单片机原理是电子信息工程、自动化、通信工程等专业必修的一门专业课程。其内容以单片机的原理、结构及实际应用为主，传统的单片机课程教学一般采用理论教学和实验教学相结合的模式。理论教学环节主要给学生讲解单片机的硬件结构、汇编语言的指令系统、中断、定时器/计数器、I/O 端口等基本原理。涵盖知识点较多，概念抽象难懂，综合性强。学生听课效果不够理想。实验教学各个学校也大都采用相应系列的单片机教学实验箱或单片机开发装置，开设的实验大多数属于验证性实验和训练性实验，实验时学生基本上是在教师的指导下根据实验讲义完成相应的内容。这种授课模式枯燥无味，无法激发学生的创造能力与创新能力［1］。

2 单片机课程改革具体实施办法

课程改革是探索“产学研一体、教学做合一”的应用型人才培养模式，目的培养具有创造能力、创新思维的工程技术人员。具体包括教学模式改革、教学手段改革、考核方式改革。

2.1 教学模式改革

突破传统教学模式，将授课模式改革为“项目开发式”的课堂教学。“项目开发式”教学指将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，并围绕着具体的教学项目来组织和展开教学任务［2］，让学生亲自参与到训练项目中，有效提高学生学习兴趣的一种教学方法。以我校为例，单片机原理的理论学时为54，实验学时为30，要进行“项目开发式”教学模式就要将理论学时与实验学时整合到一起，“理论实验一把抓”，并且将实验室作为授课地点，实验演示进课堂，这样才能够有效地实施教学改革。具体做法是将单片机原理的基本内容进行分割，整个教学内容设计为若干个训练项目，每个训练项目包含一部分单片机技术基本原理，将单片机应用系统的设计与调试过程融入单片机课程的教学活动中，各个项目按照由易到难的顺序安排，在做项目练习时，授课教师先给出例程，将知识点结合例程给学生讲解，之后要求学生完成与该知识点相关的项目练习，授课教师负责指导答疑。可将单片机课程教学从传统的教学内容改为以单片机端口、交通灯、抢答器、音乐演奏器、报时打铃系统、智能显示仪表、温度控制系统等项目为主线的项目教学法来完成。

这样能够将理论与实践很好地融合在一起，避免出现传统教学模式中理论与实践脱节的现象，能大大提高学生的学习兴趣及学习热情。

2.2 教学手段改革

将所有单片机课程主讲教师组建成单片机教学团队，团队中有教学经验丰富、实践能力强的教授和副教授，也有授课时间较短，实践偏少，尚需努力学习的青年教师。团队组建后在制定教学大纲、教学计划、教案、讲稿、PPT 等基本教学文件以及每节课授课内容时都要开会研究，有利于取长补短，不仅有效整合了教师资源还能够促进青年教师进步。

在做项目开发时要求学生使用自己制作的单片机开发板，教师团队自主设计开发一套单片机开发板加工成套件，供学生上课使用，学生在教师指导下将套件焊接成成品，开发板各项功能由教师帮助调试。调试完成的开发板能够独立下载单片机程序，具有端口实验、数码管实验、键盘阵实验、蜂鸣器实验、串口实验等基本实验功能，并且具有外部扩展能力，能够进行项目开发。学生上课时将开发板作为主要工具，在每一个训练项目中不仅能够锻炼学生程序编写能力，还能够锻炼学生的电路板调试能力，不仅复习了单片机基本原理，还能够将前期学习的模拟电子技术和数字电子技术等知识结合起来，是学生综合能力培养的一个良好途径。

利用仿真软件进行辅助教学，Proteus 软件是目前国内刚刚推广的单片机及外围器件的仿真工具。该软件不但可以提供丰富的元件库，而且可以使元器件虚拟化，更易于学生理解系统硬件组成。同时可以把编译好的程序代码装入仿真元件中，通过运行仿真系统可以像焊接好的电路板一样看到系统的执行效果，使抽象程序具体化，提高学生的学习兴趣［3］。

仿真软件与开发板相结合，在学生课余时间也可以进行单片机技术的相关学习，只要有一台电脑就能够完成程序下载、项目开发，使项目开发训练不受地点限制，将项目开发训练由课上延续到课下，学生可根据爱好自己设计开发单片机项目，有效激发学生的创新精神。

2.3 考核方式改革

传统的考核方式以闭卷考试为主，最终的成绩评定一般为“平时成绩+实验成绩+卷面成绩”。三项各占一定百分比，各校三项所占百分比有所不同，但都是以最终考试的卷面成绩比重为最大。理论考试内容通常考察学生对单片机硬件结构、汇编指令系统、中断系统、定时器/计数器、I/O 端口等知识点的掌握情况，偏重于书本，不能很好地检验学生对整个单片机项目开发过程的掌握情况。因此，大胆进行改革，缩小笔试考试成绩所占比重，将评定方式改为“平时成绩20%+项目完成情况70%+卷面成绩10%”，要求学生在期末之前完成一项由教师事前制定的训练项目，该项目要求学生自主完成，教师不参与指导，在期末教师检验学生完成情况，主要从三方面考核:实物展示、电路板设计情况、现象的灵敏度。平时成绩包括学生出勤、作业、课程设计三项的综合成绩，所占比例最少的闭卷考试考察学生基本理论的掌握情况。这种大胆的改革能够激发学生的学习自主性，提高学习的自觉性和自学能力。

3 结 语

单片机课程教学改革突破了传统的授课模式，改变先在课堂讲理论，再到实验室去做实验的方式，将授课地点搬到实验室。大胆采用“项目开发式”教学，人手一块开发板，软件硬件相结合，课上课下都开发，使学生真正学会如何利用单片机进行项目开发，有效提高了学生的动手能力及学习热情。整个改革的实施，始终贯彻以学生为主体，以专业人才培养为目标，以就业为导向，把“教、学、做、训”有机结合，加强了学生专业技能的培养和训练，提高了教学质量，取得了较好的教学效果。

［1］李文方，李海霞.单片机课程改革探索与实践［J］.经济研究导刊，2014 (18):287－290.

［2］李萍，李红萍.基于项目教学法的单片机课程改革［J］.信息技术，2010(2):46－47.

［3］王利平，王荣荣，侯新刚.单片机课程改革探索［J］.当代教育论坛，2009(11):58－59.