互联网+时代《单片机》课程教学模式的探索

皇甫勇兵

摘 要：在充分研究现代职业教育发展的要求和互联网+时代的前提下，分析了《单片机》课程教学中存在的问题，并有针对性地提出相应的改革办法，以期探索出一种符合现代职业教育发展的教学模式。

关键词：单片机；教学模式；互联网+时代；职业教育

中图分类号：G420；G718.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.127

随着互联网+时代的到来，人们的生产方式和工作方式也在逐步转变，慢慢形成了“劳动光荣，技能宝贵，创造伟大”的新时代风尚。高职教育为国家深化改革、创新发展、促进大众创新创业和国家现代化建设提供了有力的人才支撑，其释放的人才红利进一步推动了国家经济的转型升级，改善了民生。

与此同时，高职教育教学改革也进入了深水区。如何更好地利用互联网+时代的相关技术开展教学；如何实现专业设置与产业需求的对接、课程内容与职业标准的对接、教学过程与生产过程的对接、毕业证书与职业资格证书的对接、职业教育与终身学习的对接，成为了当前高等职业教育改革的重要突破口和切入点。

在工科高职高专院校中，由于课程体系结构和市场需求量大，所以，大部分专业都开设《单片机应用技术》这门课程，而且该课程还是专业核心课程之一。鉴于此，急需探索一条适合现代职业教育发展的规律，以适应新的教学要求和教学模式。通过相关研究和实践，总结了一种以课程资源整合为核心，理实一体化教学模式为实践教学的《单片机》教学新模式。经过实际应用发现，这种教学模式的教学效果比原有教学模式的教学效果好。这种教学模式不仅能够使学生真正掌握单片机应用技术，还能满足互联网+时代下对人才的需求。

1 改革前《单片机》课程存在的问题

多年来，高职高专院校的《单片机》课程采用的都是传统的教学模式，即先在教室里讲理论，再到实训室中做一些功能性的验证实验。但是，学生学完《单片机》课程后，并不能真正掌握单片机实践技能。这种教学模式不能满足市场对这类人才的需要。鉴于此，分析出现这种情况的原因主要有以下几点。

1.1 教学内容比较陈旧

目前，大多数高职高专学校的《单片机》课程都是将MCS-51系列单片机作为目标器件。虽然51系列的单片机在不断地改进，速度和内部资源也在不断提升，但是，随着微电子技术、半导体技术和大规模集成电路技术的发展，8位的51单片机已经不能满足工业生产和社会发展的需要。随着科学技术的发展，市场上出现了更能适应工业生产和社会发展的单片机，其应用范围逐年扩大，社会需求量也在逐年增长。因此，原有的51单片机方面的知识已经不能满足现代职业教育“五个对接”的要求。

另外，现在大多数高职院校在讲授《单片机》课程时，所使用的编程语言是51汇编语言。这种汇编语言存在一定的局限性，学生不容易掌握，所以，它已经不能满足互联网+时代对程序可移植性、通用性的要求。

1.2 教学方式不适应《单片机》课程的特性

《单片机》课程是一门实践性非常强的课程，要求学生在学习的过程中要不断实践。但是，传统的《单片机》课程教学仅仅利用多媒体技术将理论知识转换成PPT电子文档。这样做，虽然看起来比较形象，但是，并不能满足《单片机》课程实践性强的特点——学生在学习知识的过程中，没有及时练习所学的单片机应用技能，等理论讲完后，仅仅按照教师给出的例程通过几个学时的实验去验证一下。这样根本不能满足对学生单片机实践能力培养提出的要求，而且还会使学生对《单片机》课程学习失去兴趣。

互联网+技术没有与《单片机》教学相结合，没有将单片机技术作为互联网+“+”号后面的实体。虽然每个学校都有良好的网络资源，但是，《单片机》课程作为计算机技术的一部分，与互联网还有一段距离。

1.3 教学资源不统一

《单片机》课程需要《模拟电子技术》《数字电子技术》和《电路分析》等先修课程的支持。但是，在传统的教学过程中，并没有将这些课程与《单片机》课程有机结合起来。各科教师只是按照各自课程的内容授课，彼此独立，等到学生学习《单片机》课程时，相关的基础课程知识已经忘记或者不知道如何使用。这就使得教授《单片机》课程的教师在讲授相关知识时比较困难，进而影响《单片机》课程的教学效果。

1.4 教师实践技能有待提高

高职高专学校是培养应用型高技术技能型人才的摇篮，它们培养出来的毕业生要具备快速适应工作岗位操作需求的能力。鉴于此，不仅需要《单片机》课程内容要与岗位技能对接，还要求授课教师要有较强的实践能力。但是，现在大多数高职院校的教师都是高等院校的毕业生，他们缺乏实践经验，授课时很少能够将理论与实践相结合。这样，让学生失去了学习《单片机》课程的兴趣。

2 资源整合，实现理实一体化

针对传统《单片机》课程教学中存在的问题，结合现代职业教育发展的要求，充分利用互联网+技术，提出了以一块自行开发的单片机学习板为中心，整合相关课程资源，用理实一体方式学习《单片机》课程的新模式。这种新模式的具体内容包括以下几方面。

2.1 教学内容的创新

比较多种单片机的性能，结合市场、企业对单片机应用技能的需求，将原有51系列的单片机更换为美国微星公司的PIC单片机，并以此为目标器件，因为PIC单片机的CPU采用的是RISC结构。采用Harvard双总线结构，具有运行速度快，工作电压低，功耗低，输入、输出直接驱动能力较大，价格低，一次性编程，体积小，适用范围广，自带看门狗定时器，可以提高程序运行的可靠性，睡眠和低功耗模式等特点。另外，PIC系列单片机在世界单片机市场中的排名逐年靠前，其发展速度非常快。这些都符合现代职业教育“五个对接”的要求。

2.2 用C语言替代汇编语言

因为C语言是面向用户的高级语言，所以，学生不需要过多了解单片机的内部结构和指令体系，只要学会单片机外围引脚和内部资源的应用技能即可。这样做，学生不仅能够摆脱枯燥的指令系统，还能在有限的课时中学习更多的单片机应用技能。

2.3 开发PIC单片机实验板

通过这块实验板将原来零散的课程资源或知识有机结合起来。大一时，学生在PROTEUS仿真软件上学习实验板上各个单元电路的画图技术和仿真技术，以体会电路分析、模拟电子的实际应用情况。另外，将原有焊接产品的内容改成实验板的焊接，让学生在练习焊接技术的同时学习单片机在实验板上下载验证或开发等内容。这样做，将原来相互独立的《模拟电子技术》《数字电子技术》《电路分析》与《单片机》课程资源有机结合起来，进一步提高了《单片机》的教学质量。

2.4 落实理实一体的教学模式

将互联网+技术引入《单片机》教学中，真正落实了理实一体的教学模式，无限延伸有限的课堂教学空间。理实一体的教学模式增加了学生练习单片机应用技术的次数，能让学生将知识转换为实验板上各种器件的动作，进一步提高学生的学习兴趣。利用互联网+技术将《单片机》课堂延伸出去，能让学生了解单片机的发展，了解社会、企业对单片机应用技能人才提出的要求，让学生明确学习目的。

2.5 培养任课教师的实践能力

大力培养任课教师的实践能力，鼓励教师积极参与校企合作项目的研发。每年安排相关教师到企业实践锻炼，并要求他们将企业中的项目带回来或参与到企业项目改造中。这样，不仅能够提高任课教师的实践能力，还能使他们更好地指导学生实训或实践。

2.6 鼓励学生参加各种电子设计竞赛

竞赛可以培养学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，创新意识、独立工作的能力和实验综合技能。在此过程中，要求学生要熟练掌握《电子技术》等课程的基本概念、基本电路、基本分析和设计方法，还要非常熟悉单片机系统的芯片选型和硬件设计。这样才能快速提供完整的系统解决方案，并进行程序设计。同时，还要求学生具备很强的动手实践能力，由他们独立完成机械装配和调试工作，迅速判断故障，并调试电路。如果他们做不到，就无法按时完成设计任务。

2.7 改变考核方式

改变《单片机》课程的考核方式和内容，侧重于对学生应用、创新能力的考核。过去，《单片机》课程的考核只注重理论知识——在考前，学生会花很多时间死记硬背书中的原理知识，最后考试成绩都很好。但是，大多数高分学生只知其然而不知其所以然，就连运用单片机实现一个简单的系统都不会，出现了“高分低能”的情况。《单片机》是一门实践性很强的课程，教师应该将实践环节纳入考核中，加大实践环节在成绩中所占的比例。这样做，有利于教师真正了解学生对知识的掌握情况，并且能够从一定程度上提高学生学习这门课程的兴趣。另外，考核形式也不应只拘泥于笔试。比如，考核总成绩为100分，它可由3部分组成，即理论知识（30分）、实验（30分）和大作业（40分）。其中，大作业是教师为学生提供几个用单片机来实现相关设计的题目，让学生在限定的时间内、在课外独立完成，而教师则根据学生的实践情况为他们的答辩评分。

3 效果与改进

《单片机》教学模式的改革和创新是为了适应现代职业教育发展的要求。将互联网+技术引入日常的教育中，能进一步提高《单片机》课程的教学质量。紧紧把握将分散的课程资源有机整合的线路，利用理实一体的教学方法，结合互联网+技术提高《单片机》课程的质量，将原有的教学模式改为符合“五个对接”要求的先进教学模式。这样做，不仅能为国家培养应用型、高技术技能型人才，同时，也提高了教师的科研能力，最终实现了高职教育的特色。

〔编辑：白洁〕

Abstract： This paper analyzes the development of modern vocational education and the premise of the Internet + era， this paper analyzes the single chip microcomputer curriculum teaching problems， and to propose the corresponding reform measures， in order to explore the development of modern vocational education teaching mode.

Key words： single chip microcomputer； teaching mode； Internet + era； vocational education