单片机原理及应用课程教学改革探讨

翟渊　李作进　杨君玲

摘 要：本文为了提高测控专业学生单片机原理及应用能力的水平，分析了单片机原理及应用课程在测控专业人才培养体系中的重要作用，探讨了该课程对授课人员的要求。并从课程的内容框架、实践教学、课程考评体系以及授课方式等几个方面对课程的教学改革方法进行了探讨。

关键词：内容框架；实践教学；考评体系；授课方式

一、引言

随着电子及信息技术的发展，传统的模拟器件正逐渐向数字器件转变，智能化设备的大量应用要求从业人员具有掌握数字技术的能力。单片机作为数字芯片广泛应用于家用电器、仪器仪表、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机课程综合性大，涉及模电、微机原理和数电等基础知识，同时对学生的实践能力要求较高[1]。

然而目前高校测控专业课程体系及学生培养计划中，主要是以理论教学加实验教学为主。这种教学方式在实际教学中存在一些问题即一旦学生理论知识掌握不住，则后续的实践课程开展起来就会显得力不从心。因此，若能在课堂中把单片机仿真编程引入单片机理论教学，则会更容易使学生将理论知识转化为实践经验，枯燥的理论能迅速和实际应用结合起来，真正做到“所见即所得”，再加上随后的实验教学以及单片机相关产品的设计，学生的实际编程能力以及学以致用的能力都能得到大幅提高，学生毕业进入企业后对于单片机相关产品的研发也能迅速上手，这对于学生以及企业来说是双赢的结果。企业的实际需求要求学生对理论知识理解的同时又要具备较强的实际动手编程能力，因此对于单片机原理及应用这门课程的教学改革就显得尤为重要。本文将从几个方面对单片机原理及应用课程教学改革进行探讨。

二、单片机原理及应用课程在测控专业人才培养体系中的作用

在传统的测控专业人才培养体系里，单片机原理及应用信息量大，许多理论知识难以用语言表达清楚，再加上学生C语言知识基础薄弱，因此学生理解掌握比较困难。如果学生在课堂学习过程中不能够掌握基本理论知识以及实际的编程方法，那么学生在毕业后将无法胜任一些单片机应用较深的产品设计，特别是一些公司还会要求使用其他型号或更高位数的单片机。因此，在对测控专业人才培养体系的调整中，许多高校特别是未来要转型为应用型大学的高校都纷纷开始在这方面进行改革。单片机原理及应用这门课程涉及知识面广、内容多、结构深，对教师的单片机实际工程应用能力要求高。以笔者目前所在的高校重庆科技学院为例，在新的课程方案中就建议青年教师，尤其是没有工作经验的青年教师，应该增加自己的企业实践经验，到企业中参加具体的项目，提高自己的工程实践能力。

三、单片机原理及应用课程对授课人员的要求

教学队伍在课程教学的改革中起主导作用，加强教学队伍建设是课程建设的关键和基础。同时教学队伍要求教学与科研相结合，教学与工程实践相结合，不断提高教师的教学水平、学术水平和工程实践能力。

新的应用型大学要求增加青年教师的工程实践经验，由单片机原理及应用课程在专业人才培养体系中的作用可以看出，该门课程的授课人员不但应具有全面的测控专业知识背景，又要有承担实际工程项目的能力，且能将操作经验转化为理论知识教授给学生，即必须具有复合型素质能力。另外，由于课程强调的是理论与实践的相结合，授课人员还应具备较强的课堂气氛调动及掌控能力。

四、单片机原理及应用课程教学改革方法

教学内容建设是教学改革的核心，教学内容要服务于人才培养目标及人才培养模式，体现教育要求和教学理念。传统的单片机原理及应用课程理论知识过深、过多、理论与实践相互分离，难以适应测控专业的人才培养要求以及未来企业的用人需求。

因此，需要对课程教学内容进行大幅度的优化调整，突出工程特色、工程应用以及课堂上的理论与实际相结合，培养适合我国经济社会发展需求的具有较强应用能力的测控专业人才。

1.理论与实践相结合贯穿课程内容框架

理论是测控专业有关单片机原理及应用的理论知识的掌握及专业知识的巩固。实践是单片机实验，单片机相关产品的设计、研发。针对单片机课程要求学生不光是掌握理论与编程知识，还要求掌握实际产品的设计能力。

2.强调学生实际产品设计能力

实践教学对于增强学生的感性认识，学习和掌握理论知识，提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新精神具有重要作用。教师利用仿真软件在课堂上把理论知识与实际编程直接结合起来，边操作边进行理论讲解，通过实际操作强化理论认知，通过学生动手让其将在课堂中学到的理论知识应用于实践操作过程，真正做到理论与实践相结合。同时通过最后的综合设计将实际的单片机产品交给学生完成，锻炼学生的实际产品的设计能力。

3.考核评价方式多样化

首先，在考核比例分配上，可按出勤10%，课堂表现10%，作业完成10%，实践操作40%，期末考查30%来进行组合考核。在这种形式的考核方式，实践环节比期末考查所占的比例还要高，充分体现实践操作的重要性。其次，设置多种考核题型供学生选择，如考查学生的理论知识掌握能力、具体逻辑程序的编写能力、具体产品的设计能力，等等。同时，针对实践操作，对学生进行分组考查，且增加实践题目的数量，防止组内学生互相抄袭，最后，考核的主体尽量多元化，可以采用多种评价形式。

4.提升教师自身工程实践能力

一方面，根据课程内容与教师自己的研究方向，选择与单片机相关的企业进行具体的单片机项目的技术合作。另一方面，学院应对教师的实践能力进行考核。随着信息技术及智能化的不断发展进步，如单片机也逐渐向32位发展，32位单片机必将淘汰目前的8位单片机，对此教师自己也应有清醒的认识，只有通过不断掌握新知识，才能教给学生新知识，才能适应社会不断发展的需要。

5.采用互动的教学方式

这种方式指的是在教学活动中教师与学生的单向知识传输变为老师与学生以及学生与学生间的知识传输。学习过程由学生被动的学习变为主动的知识传播学习，教学过程由教师单向传授变为师生双向互动，这种方式不但能够调动学生的积极性也能加深学生的知识理解，充分体现了当代教育教学理论[2]。

五、总结

现行高校单片机原理及应用主要是以课堂教育为主，课堂教育与实践环节的脱节使得学生实践部分不能顺利完成，难以满足学生毕业后工作和竞争的需要。而通过本文所提到的课程改革则注重了学生的实践环节，提高了学生的实际产品设计能力。本文针对单片机原理及应用课程改革的框架、考核方式、授课方式等进行了探讨，可为高校测控专业单片机原理及应用的课程建设与改革提供一定的参考。

参考文献：

[1]张智林.关于单片机课程的教学改革浅析[J].求知导刊，2015（7）： 49-50.

[2]彭熙伟，陈金兵，范 伟，等. 《流体传动与控制基础》精品课程的建设与实践[J].液压与气动，2012（5）：108-110.