单片机原理与应用课程考试方式的改革与实践

□吴笳宁

一、引言

现今大学的期末考试仍是以传统的试卷考试为主，考试改革也限于减少期末试卷考试占课程总评成绩的百分比或在考试中允许学生带一张A4纸自主总结内容等。试卷考核对于测试学生理论知识掌握情况是非常有效的，但难以测试到学生的理论应用能力。同时期末考试主要以试卷为主，导致学生在学习过程中只注重理论知识的死记硬背，不注重动手能力的锻炼，学生为了应付考试记概念、记要点，无法从应用的角度理解课程内涵，将理论与实践结合起来。为使学生更好理解专业课程的实际应用意义，掌握理论联系实际的能力，发挥其设计创新能力，不能仅仅依靠课程实验、课程设计、参加竞赛或毕业设计等环节，更应在平时的理论教学过程中注重学生实际应用能力的培养，通过课程考试的改革，引导学生将学到的理论应用到实际的设计与开发中。

二、单片机原理与应用课程考试方式的改革措施

考试方式改革是从单片机原理与应用这门课程开始的，单片机原理与应用是电子类专业学生的专业必修课，其课程目标是培养学生的实践动手能力，提高学生的综合素质，掌握单片机应用系统的设计。同时单片机原理及应用与前序课程模拟电子技术、数字电子技术联系紧密，这两门课程是电子专业的专业基础课，但由于考核都是以期末试卷为主，学生学过之后没能理解它们的应用价值，反而觉得这两门课没什么用。在单片机原理及应用的课程中能将模拟电子技术、数字电子技术与单片机技术有效地结合起来，使学生更好地理解模拟电子技术、数字电子技术作为专业基础在设计应用的地位，理解理论联系实际的意义。

近年来，已在单片机原理与应用的课程建设与教学中进行了一些改革，但效果不够明显，没能达到预期目标。因为考核中仍有50%比例的期末试卷考核，所以学生们的注意力仍局限于老师期末的考试范围，不注重平时的学习过程，仅在期末考试前突击，死记硬背知识点，即使在教学过程中增加了实验和设计的考核，但学生还是以试卷考核为重点，以应付、敷衍的态度对待实验与设计考核。

此次将改革的重点放在了考试方式上，彻底取消了期末的试卷考试，采取了如下的考核方案:一是将课程内容划分为:显示控制、中断、通讯三大模块，每个模块又分为若干小模块，每一模块学习结束后进行一次考核，内容为学生自主完成一项设计。二是设计内容包括硬件电路的连接、软件编程及通过仿真验证设计结果。三是每个学生要对设计产品的硬件电路和设计程序作出完整的讲解。四是设计过程中可以自组团队，通过合作完成设计。教学内容结束后马上考核，能及时发现与解决学生学习中的问题，使学生在学习过程中“不负债”。例如显示模块结束时，考核内容是组合液晶LCD1602与8*8点阵显示的设计，显示内容不限。多数学生的方案是采用一片ATMEGA16控制一个LCD1602与一片8*8点阵，在液晶上显示一句话，点阵上显示一个图形。显示的内容是教学中给出的范例程序。但在自主设计中学生们遇到了仿真结果与设想效果不同的问题，主要原因在于如何处理同一死循环内LCD1602与点阵显示程序的嵌套关系，因为不同的嵌套方式实现的显示效果不同。通过学生对自己设计的讲解，交流程序设计内容，再由老师总结对比不同的程序嵌套方式，使学生们对于单片机C语言程序的编写有了透彻的理解，为后面的设计奠定了良好的软件基础。为避免学生互相抄袭、蒙混过关，要求学生能完整地讲解设计思路、硬件设计原理及程序设计的语句含义。同时讲解设计还是学生分享与交流的平台，锻炼了学生的语言表达能力。中断、通讯、定时模块的考核中不再给定题目，而要求学生自由发挥，设计完成尽可能多的任务组合。同时鼓励学生自主组队，合作完成设计，从而能集思广益，加强学生间合作与交流。

此考试方案已经试行了三年，效果越来越明显。取消了试卷考试，学生们不再关心考试的范围，他们将注意力用在了学习过程中，投入的精力明显增加，充分调动了学生自主学习的积极性。同时在自主设计的考核中找到了乐趣与成就感。他们不再死记硬背概念、程序、寄存器等，而是将这些内容充分理解，应用到自己的设计当中。另外，通过完成自主设计，增加了学生们对所学专业的信心。之前，学生觉得自己在专业课程中学到知识的不会用，对未来从事本专业的工作没有底气，而如今通过单片机这门课程将所学的专业知识都结合起来，学生们实实在在体会到电子专业的实用性，增加了他们从事本专业工作的信心。

三、考试改革与教学改革并行

考试改革并不是孤立存在的，而要与教学改革并行。

第一，分模块的考核方式是为了配合任务式教学改革，教学过程中要求学生带着考核任务学习，使得学习目标更加明确。同时阶段性考核能及时发现和解决学习过程中出现的问题。

第二，为了配合以设计开发为目标的考核改革，学校教师自编了一套教材，其中给出了大量的硬件电路与程序实例，要求学生先按实例操作，并分析实例中的电路原理和程序流程，之后完成课后习题中的设计，最后考核自主设计的内容。

第三，将重点放在以学生自学为主。教学中，借助于之前C语言程序设计和微机原理及应用课程中的理论基础，仅对单片机原理及C语言编程中的重点内容作简单介绍，同时各模块教学时只对重点、难点进行讲解。教师在教学过程主要处于辅助的角色，大量内容是由学生自学完成的。教师负责辅导，解决设计中遇到的问题，而对于出现的共性问题及时进行讲解。

第四，加强学生间的交流与合作，发挥学生间互相帮助的力量。教学中鼓励学生间的自由交流与问题讨论，这样，能力强的学生就会被同学要求帮忙解决问题，相比教师的教学，学生间的交流与帮助更易于知识的接受与问题的解决。

第五，设计考核与课程设计相结合，要求学生将仿真通过的设计在课程设计中实现实物的制作，使实际应用能力进一步提高。教学中实现的设计目标都是通过仿真实现的，由仿真结果到完成实物还有一段距离，所以在课程设计中，要求学生制作出实物来完成最终的设计。

通过考试方式的改革，使教学改革有了成效，并进一步促进了教学的改革。

四、存在的问题

尽管考试方式的改革充分调动了学生自主学习的积极性，教学效果显著。但仍存在以下几个方面的问题:一是取消试卷考核会弱化学生们对理论知识的关注。二是课堂教学学时有限，学生逐个考核有时需要利用课余时间，同时课堂上仅能选择精典的设计进行分享，而精典设计一般只出自几个学生，多数学生缺少分享讲解的机会。三是学生的设计构想五花八门，程序编写方案各式各样，给老师的指导增加了难度，每个模块的考核都相当于指导一次课程设计，工作量大。

五、结语

考核方案贯穿整个教学过程，主要考查学生的学习过程与实际应用能力，更在于调动学生的学习积极性，有助于学生真正理解理论与实际相结合，将学生对学习目标的理解由背理论、做题、考试，转向应用理论解决实际问题，同时增强了学生创新意识。今后在教学中应增加师资力量，把课堂教学延伸到课外，通过增加辅导老师及开放实验室为学生提供更多的学习指导。

［1］徐敏，卢周平．“单片机原理及应用”课程教学改革与实践［J］．实验室研究与探索，2006

［2］李鹏．浅谈单片机的教学改革［J］．现代教育科学，2010