基于创新应用型人才培养的单片机教学改革探究

张 妍，郭维威，尹衍林，王 颖，李金懋

(黑龙江工业学院电气与信息工程系 ，黑龙江鸡西 158100)

基于创新应用型人才培养的单片机教学改革探究

张 妍，郭维威，尹衍林，王 颖，李金懋

(黑龙江工业学院电气与信息工程系 ，黑龙江鸡西 158100)

培养单片机创新应用型人才是当前教学改革的热点与难点。拟通过对传统单片机教学模式弊端的分析，经过社会调研，探究出适应现代社会发展、并且可行性较高的教学模式，即递进式项目导入教学法以及分阶段考核评价体系。

传统教学；递进式项目导入；阶段考核

面对现代电子技术的飞速发展，各种电子产品的微型化和系统集成化程度不断提高，单片机产品越来越多地出现在日常生产、生活中，单片机技术(Microcontrollers)已经成为一个重要的技术领域，所以单片机技术课程是电类专业中必不可少的教学内容，是培养应用型电子设计人才的重要途径。

随着单片机技术的高速发展，市场对此类人才需求逐渐增大，高校传统教学方式受到了严峻挑战，对单片机技术课程的教学设计、教学内容和教学方法等都提出了新的要求，因此改革单片机技术课程教学模式，使其能够适应就业岗位的人才培养需求是十分必要的。

一、单片机课程教学现状分析

传统的单片机课程的教学方法是按照知识点从简单到复杂的顺序，逐章进行理论知识的讲解，虽然在过去取得了一定的教学效果，但随着科学技术的进步，对高校单片机教学提出了新的要求，使得传统单片机教学模式的弊端不断暴漏出来。

1.教学大纲陈旧。根据传统的单片机教学方法，单片机教学大纲按照章节知识点设计，侧重理论知识点的掌握，学生只需要在学习的过程中死记硬背，期末考试就能过关。

2.灌输式教学方法为主。在传统单片机课程教学的过程中，多侧重于理论知识点的讲解。理论知识讲解得非常详细，但无法与实际应用联系在一起，并且生涩难懂，枯燥无味。无论教师授课多么精彩，运用何种教学手段，都无法让学生对学习单片机产生浓厚的兴趣，学生的求知欲不高，学习处于被动状态，学习效果大打折扣。这是传统的单片机教学在当前的明显弊端。兴趣是最好的老师，如何满足学生的好奇心、求知欲并且体会到解决问题的快乐，使学生们爱上单片机，并且主动学习，是当前教师应该研究的课题。

3.不注重实践能力的培养。传统的单片机教学没有研究当前社会对单片机能力的合理定位，使得课堂教学过程中只注重纸上谈兵，实践动手能力在教学环节中相对薄弱，缺乏团队合作精神和创新精神。有的高校单片机理论课程内设置了很少学时的课内实验部分，即使这样，授课教师也是按照教材或者实验手册中的实验项目进行选取，而这些实验项目在教材或者实验手册中已经提供了整套的实验思路及过程，学生只需要按部就班地完成就可以，不需要对任何问题进行思考，难度系数低，缺少对学生分析问题、解决问题的能力训练，使得本来就少得可怜的实验项目起不到锻炼学生实践能力的效果。

这种老套的教学方法突出地暴露出“重概念，轻应用；重理论，轻实践；重考试，轻能力”的缺点。学生在整个学习过程中很被动，不能主动参与到学习的过程中，并且考试采用一考定成绩的考核方式，学生们在期末考试前期突击复习，应付考试，考完就忘，没有真正地达到学会并应用的目的。

二、单片机教学改革策略分析

单片机在生产和生活中得到了广泛的应用，根据目前社会的需求，在单片机教学过程中要转变思路、寻找对策，实现教学为社会服务的目的。

1.做好社会调研，修订教学大纲。

对社会需求进行调研，同时加强学校之间、校企之间的合作，了解相关岗位对学生掌握单片机能力的要求，结合社会需求制定相对合理的单片机教学大纲，对学生的能力有针对性地培养，以达到学生能够独立分析单片机运行过程中出现的各种问题，并且通过查找资料等方式解决问题，逐步完善和形成满足社会需求的创新应用型人才培养模式，以求培养的学生是社会需要的，提高学生的就业能力。

2.引入项目递进式导入教学模式

学生毕业后随即会进入到就业岗位，而就业岗位对学生技能有一定的要求，怎样才能做到学生在学校里学到的单片机知识能快速地应用到工作中？这就要求在教学过程中，要激发学生学习单片机的热情，使学生不是被动地接受单片机知识，而是主动地建构单片机知识。一方面要求学生要积极主动地去探索发现储备知识的意义，搜集并分析大量相关资料或信息，将新、旧知识联系起来，并加以认真地思考，转变为自身的知识储备。另一方面改革传统的单片机教学模式。单片机课程创新教学模式拟采用“教、学、做”一体的思想，以日常生活中的应用为目的，将项目递进式导入教学模式运用到整个授课过程中，打破传统老式教学模式下各章节之间的界限，重新整合单片机课程资源，将理论教学与实践应用有机地结合在一起。

项目递进式导入教学模式是将传统的教师讲授、辅导学生为主变成以学生为主，教师只是学生学习过程中的引导者和帮助者。具体地说就是将一个大的实践应用项目分解成若干个小项目，学生由浅入深、由易到难的顺序进行操作训练，要求学生必须完整地参与到某一个实践应用项目中，包括项目调研、项目方案设计、硬件电路图设计、软件程序设计、项目调试和项目经验总结等。

教师在项目递进式导入教学模式中首先要设计出符合教学内容要求的实践应用项目，遵循从简单到复杂的原则，帮助学生认识和了解新的知识体系。在条件允许的情况下，设立项目导师制度，每位导师带若干个团队，每个团队由3-5名学生组成，如果团队能力强，还可以参加各类国家级、省级、市级、校级的创新竞赛、大学生创新创业项目等。

问题12 若函数f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线，且满足f(a)·f(b)<0，还需要满足什么条件时，函数f(x)在区间(a,b) 内恰有一个零点？

项目递进式导入教学模式的运用，在学校营造出了浓厚的单片机学习氛围，激发了学生学习单片机的积极性，帮助学生形成持久的学习动力。更为重要的是使学生的实践能力有了一个质的飞跃，真正感受到了单片机在实际中的应用，提升了学习单片机的兴趣及实际操作能力，符合当前社会的需求，是对传统单片机教学模式的创新，具有较高的可行性。

3. 改革教学设计思路

教学设计的重点是通过提出问题、分析问题、解决问题和实践操作等步骤来激发学生学习单片机课程的积极性。项目递进式导入教学模式摒弃了旧有的章节依次学习理论知识的方式，以教学内容为依据选择实践应用项目，按照分阶段、分层次、递进式的教学改革思路，实行逐级递增的教学模式：基础训练—应用训练—创新训练—考核，既在巩固旧有知识的基础上，又可以促使学生们学习使用新知识、新技能解决实际问题。

课时安排：有的学校理论课与实践课的课时比例为 9:1，即先在教室上54学时的理论知识讲解课，然后到实验室上6学时的实践课程，由于从理论课到实践课之间有时间间隔，导致学生对知识点印象不深，经常在实践操作课程上忘记了教师前期讲解的理论知识点内容，联系不强，不会运用，需要教师再重新讲解一遍，浪费了宝贵的时间，学生的学习效率很低。所以建议将理论课与实践课的课时比例设置为 0:10，简单地说就是将实验室作为单片机上课场地，教师边讲解学生边练习，讲练相结合，侧重掌握基本知识的实践操作，有效地提高了课堂效率。

每个教学单元模块分为基础训练、应用训练、创新训练三个由浅入深的层次训练。前面训练是后面训练的基础，三个层次训练组成了一个有机的整体，学习结束后进行阶段考试测试。

基础训练：基础训练主要是让学生掌握单片机软件中各个功能的使用方法，达到熟练操作的目的，以便后续各个层次训练的项目直接调用，此种基础训练要求所有学生必须完成。

应用训练：应用训练重点培养学生的动手能力，它是在基础训练的基础上，引导学生完成若干个相对于基础训练较复杂的单片机实践应用项目，此训练要求所有学生必须完成。

创新训练：创新训练是在应用训练的基础上开设的选做项目，重点是培养学生的创新能力，充分发挥学生在项目训练过程中的主观能动性，启发学生的多元化思维，激发学生的项目设计灵感，是前面两个教学单元模块的综合性应用训练。每个学生都有自身的特点，在知识的掌握、综合素质、自主学习能力等方面都不相同，可自由选择是否完成此创新训练部分，动手能力强的学生通过创新训练，有足够的发展空间。

在这三个层次训练的过程中，必须时刻关注学生的学习进展情况，适当调整教学设计和教学内容，这样对教师个人能力的要求较高，例如需要教师设置合适的连接点，引导学生全程参与实践项目，并且能够将前面所学的知识连接起来，达到对知识点的全覆盖，同时能够将容易出现的问题和随时发现的问题及时进行纠错，学生根据教师引导完成整个单元模块的学习任务，最后进行总结、点评，做到真正的因材施教。

考核方式：传统的单片机课程考核方式是笔试试卷形式，这种形式很适合理论性强的课程，而对于单片机技术这类实践应用型较强的课程不再适用。本课程对学生成绩的评定进行了改革，采用分阶段的教学考核方式，即总成绩=第一次阶段考核成绩×20%+第二次阶段考核成绩×20%+第三次阶段考核成绩×20%+第四次阶段考核成绩×20%+平时考核成绩×20%。彻底改变了传统的一考定成绩的状态。阶段考核主要是针对每一个单元模块经过三个层次训练后的考核，每个单元模块各自独立，学生不会因为缺席某一次考核或者某一个单元模块不及格而导致最后总成绩不及格的现象，平时考核主要是针对学生平时出勤、平时表现等情况而定。

阶段考核形式分别从不同角度、不同时间、全方位地考察学生学习单片机的情况，避免了突击式学习的状态，对学生平时学习的兴趣和动手操作能力的提高起到了推动作用。

结语

改革后的单片机教学模式真正做到了理训一体化教学，在单片机实验室机房授课，教师导入一个大的实践应用项目，简单介绍，然后分解成若干个小项目，对知识点进行拆分，并对各个部分进行详细分析，讲授一部分知识，学生实践一部分，边学边做，增强了学生的动手操作能力，同时分层次、多模块的教学体系，既是相互独立的，又是有机统一的，基础训练、应用训练、创新训练和阶段考核是一个有机整体，基础训练是应用训练与创新训练的基础，而应用训练又是创新训练的基础，阶段考核是对前三个训练的综合评价。

通过教学改革，学生切实地参加到项目训练中，既提高了学生的实践能力又满足了社会对人才的需求，使学生今后能够快速地融入到工作岗位中。

[1]谭露雯，卫静婷，黎斌.基于“阶梯式”项目导入法的“EDA应用技术”课程探讨[J].科教导刊，2016(11).

[2]高金定，邬书跃，孙彦彬，周亚，侯玉宝.EDA技术创新型实验教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2011(2).

[3]创新模式视角下的单片机实训教学实效提升策略[EB/OL].(2014-12-10 )https://wenku.baidu.com/view/6fd1fe7e6edb6f1afe001f4a.html?from=search.

Class No.:G642.0 Document Mark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

Teaching Reform of Single Chip Microcomputer Based on Innovation of Application-oriented Personnel Training Mode

Zhang Yan，Guo Weiwei，Yin Yanlin，Wang Ying，Li Jinmao

(Department of Electrical and Information Engineering, Heilongjiang University of Technology，Jixi，Heilongjiang 158100，China)

It is the hot topic and difficult point to cultivate the applied talents of the single chip computer. Based on the analysis of the traditional SCM teaching mode malpractice, through social investigation, we try to explore the feasible teaching mode - progressive project teaching method and stage evaluation system.

traditional teaching；progressive project introduction；stage assessment

张妍，硕士，讲师，黑龙江工业学院电气与信息工程系。研究方向：电子信息。

黑龙江省高等教育学会项目——高等教育科学研究“十三五”规划课题“基于创新应用型人才培养的单片机教学改革研究与实践”(编号：16G494)。

1672-6758(2017)08-0018-4

G642.0

A