基于STM8的一体化教学模式在单片机教学中的应用研究

王瑞尧　王冠

【摘 要】当前高校的单片机课程教学内容陈旧，教学手段落后，与应用型本科的建设背道而驰，急需加快改革步伐。针对该问题提出了从教学内容到教学方法的改革方案，即基于STM8的一体化教学模式，以STM8单片机作为教学的主要内容，教学手段采用以学生为主导的一体化教学模式。实践证明该方案能快速使学生入门单片机，有效培养培养学生的开发能力。

【关键词】单片机 STM8 教学模式

当前，国内高校普遍重视实践教学、强化应用型人才培养，纷纷在教学改革的探索中注重实践环节的强化。因为人们已越来越清醒的认识到，实践教学是培养学生动手能力和创新精神的重要环节，也是提高学生就业竞争力的重要途径。“应用型本科”便是在这个大环境下提出的，而我校早已经将建设成为特色鲜明、优势突出、教育质量上乘的多科性、应用型地方本科院校作为自身的发展目标，努力培养适应社会经济发展需求的应用型本科专业人才。

一、当前单片机教学存在的问题

《单片机原理及应用》是一门应用性非常强的专业课程，单片机技术是当前电子信息、工业自动化、物联网等领域广泛应用的一门技术，电子、自动化、通信、物联网等专业的学生掌握好单片机技术，能够提高自身专业综合素质和能力，适应社会需要。

1.单片机教学基本情况

单片机课程不是单一的基础课程，而且是一门涉及微机原理、模电、数电、汇编语言、C语言、电路分析等多学科，实践性和应用性很强的综合性课程，是电子信息工程、通信工程等专业的核心课程。该课程的最终目标是培养学生的单片机开发能力。

2.教学中存在的问题

第一，教学模式注重理论。从课程定位的角度看，单片机是一门面向应用的专业课，有较强的综合性，涉及到的前置知识较多，如微机原理、模电、数电、电路分析等等。因为涉及的知识面太广，因此过于注重理论学习反而会抑制学习的积极性，而实验课往往开设的“少而晚”，造成了理论和实践脱节的现象。

第二，教学内容过于陈旧。目前几乎所有高校的单片机课程都是围绕51系列单片机讲解其原理及应用，而51单片机早已在30年前便作为我国高校学习单片机的主讲内容。不可否认，由于教学应用时间长，和51单片机相配套的教材、实验设备等教学资源非常丰富，以51为基础构建课程体系非常方便。但随着单片机技术飞速发展，面对迅速更新的技术和市场需求，有许多企业已经开始呼吁高校单片机课程能否直接学习当下应用最广的单片机，如ARM系列、STM系列等。

因此，高校的单片机课程改革势在必行。

二、单片机的教学改革

针对上述问题，可从教学内容和教学模式两方面进行改革，尝试将教授内容向企业需求靠拢，讲授方法则注重实践操作。

1.以STM8作为单片机教学主讲内容

STM8系列是意法半导体针对工业应用和消费电子等领域推出的8位单片机，由于其功能强大，性价比高，因此在工业控制、汽车电子、消费电子等领域发展十分迅速，成为许多厂商的首选解决方案。以STM8作为学习单片机的主要内容，有以下两点优势：

第一，它具有51所不具备的优势，如优越的MCU性能、丰富的外围接口和定时器、硬件调试接口SWIM和多种时钟源等。因此，以STM8作为学习单片机的入门，所学的知识新颖，可直接应用于企业需求，实用性较高。

第二，STM8和STM32同属意法半导体，两者各方面十分相似，而STM8内容和结构又相对简单，掌握STM8内容后，继续学习以STM32为主的嵌入式会相对容易许多。

2.采用一体化教学模式

传统课堂教学模式中，实践和理论脱节严重，往往到实践环节时学生已经将理论知识忘记。因此单片机的教学不能脱离实际应用，而要在应用中去学习单片机知识。将传统的“课堂教学+实验课”模式改为一体化教学的方式，是单片机教学所必须的。

第一，采用“讲、学、做”结合的一体化教学方式。教师在教授完一个知识点后，设计一个小的应用项目，学生利用刚掌握的知识实现项目功能需求，使学生在实践中加深对知识的理解和运用。

第二，实践以学生为主导。在实现项目功能的过程中，以学生作为主导。可将学生分小组，以小组形式讨论硬件连接、程序设计等，遇到问题组内讨论，通过交流解决问题，教师仅从旁辅导，充分发挥学生的主观能动性。

3.加强综合实践

在学习完单片机课程所有知识后，有必要通过一些综合性的项目，提升学生对所学知识的综合运用能力。

第一，加入课程设计。在学期末预留1周时间，设计一个综合性较强的项目，依旧以小组形式利用本学期学习的所有知识，完成整个项目的需求分析、软硬件设计、功能实现以及最终调试。

第二，参加各类电子竞赛，鼓励学生多参加各类电子竞赛，通过比赛过程，将所学知识融汇到实践当中，加强对知识的灵活应用，从而提高自身的单片机开发能力。

4.考核方式多样化

传统的以试卷形式考核的方式并不能适用于单片机课程，因为单片机强调的是学生的动手实践能力，并不要求学生对知识的记忆，传统的考核方式其成绩并不能反应学生的开发能力，所以要设计适合于单片机课程的考核方式。可采用课程设计结合试卷考试的方式对学生进行考核。一方面通过课程设计，考察学生对于单片机的开发能力；另一方面，通过试卷考试，考察学生对于单片机所必需的基础知识的掌握情况。两方面结合可以充分考察学生对于单片机知识的掌握情况和运用能力。

三、小结

在我院本学期的单片机教学中，采用了上述改革方法后效果较为明显。学习单片机最大的问题就是入门难，而该教学模式可以在短时间内使学生入门单片机，并充分体会到STM8单片机的强大功能。学生在第一堂课上就见到了STM8单片机实物，经过一个学期的不断实践应用，不仅使书本上的知识完全融入到了实践当中，还使学生的自信心倍增，提升了单片机开发能力。

另外，该教学模式为学生提供了充足的主动参与的时间和空间，激发了学生的主体意识和活动能力，培养了学生分析问题、解决问题的能力，促进了学生的自主创新意识，对于学生实现专業技能向综合职业能力的转换起到了积极地推动作用。

参考文献

[1]冯毅，何建民，刘湘屏. 基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报，2011. 13（3）：111-114.

[2]朱敏杰，罗珩，余亚东. 改革单片机教学 培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2012.31（2）：144-147.