“理实一体化”单片机教学模式研究

牛晓伟 李洪兵 陈强 刘毓

摘要： 针对单片机教学中工程性、应用型强，而学生又缺乏实践能力这一特点，分析了当前单片机教学中存在问题。提出了一套基于“项目驱动型”的单片机教学模式，旨在提高大学生运用单片机解决工程问题的实践能力。

关键词：单片机；项目驱动；实践能力

一、课程特点及现行教学模式的不足

1）理论教学与实践教学的脱节。目前单片机教学仍然采用的是理论和实践双轨制的教学模式[1]，以理论教学为主，实验教学为辅，实验课不能和理论课相互连贯，实验学时较少条件所限，只能开设一些简单的验证性实验，学生无法将理论与实验结合，造成学生“眼高手低”。

2）教学内容及手段陈旧。教学内容侧重于单片机本身各功能模块的原理性分析及单个任务的完成，没有从应用的角度将模块凝练成有用的项目案例，教学手段还是采用教师主导的讲授法、没重视学生主观能动性，处于被动接受方式，缺乏对单片机的直观感性认识，学生系统性、应用性的工程思维能力较差。

3）对学生实践与创新能力培养不足。单片机是应用性课程，应该培养具备单片机软硬件开发能力的专业人才[2]，锤炼实践能力与创新能力。现行教学模式的局限，无足够的实验学时、项目化的教学案例[3]、开放性的实验实训场所，实践能力和创新能力难以落实。

二、研究内容

本文将单片机理论课和实验课统一，探索以“项目化驱动”方式改革单片机课程体系，按单片机开发的工程案例模式组织教学内容，完成具体任务或项目的工作过程训练。

具体内容：

1）针对电信本科专业岗，结合三峡库区对电子类需求，进行市场考察和调研，修改、完善课程大纲、考纲，教学计划。

2）据大纲要求，课题组成员和校内外专家及企业工程师一起对单片机课程进行“项目化”教学的内容重组和整合，根据单片机课程学时分配，优化出几个贴近行业与工程实际的典型项目，按单片机项目开发的流程编写教案及课件。

3）补充和完善单片机综合实训室，建立单片机电路设计、软件仿真、硬件仿真、制版及成品生产一体化的实景式实训平台，修改和完善实训室各项规章制度，为开展“项目导向型”课程教学服务。

4）将理论课和实验课有机地融合在一起，按“项目导向型”模式组织教学，切实提高教学质量。

5）采用形成性考试和终结性考试相结合的模式将考核贯穿在教学中，杜绝“高分低能”现象。

6）指导学生科技实践，参加各类电子竞赛，营造以赛促教氛围，提供自主学习时间和空间，提高学生的创新意识、创新能力和实践能力。

7）对课程教学过程改革进行分析、修正及总结，逐步完善“项目导向型”教学模式，提炼优点，辐射推广到其它课程。

8）毕业生跟踪调查，走访实习单位，信息反馈，检验教改革效果。

三、要解决的主要问题及采取的方法

1）课程教学指导思想的转变。现行教学模式最大的不足是大纲没有体现单片机课程应用性、系统性的特色。拟根据就业市场对电子专业人才需求，结合主要知识点，对课程现行的理论和实践分开编写大纲改革，制定“项目导向型”理论和实践一体化的大纲，根本上转变课程的教学指导思想，突出单片机课程的应用技术特色，为指导单片机课程教学奠定基础。

2）课程教学内容的重组。现行模式对原理性讲授过多，对系统性和应用性讲解得太少，缺乏实践锻炼。“项目导向型”教学将根据教学大纲要求，对单片机课程内容进行优化重组，制定符合工程项目流程的教学计划，并编写相应的教案。将整门课程优化重组为多个贴近工程实际的项目案例，每个项目由多个模块组成，每个模块由一个或多个任务组成，将单片机知识点、能力点整合和重组，贯穿在能力培养的工程项目中，教学内容在项目的过程中展开，课内课外并行训练，通过项目训练过程，将理论与技能训练平滑地衔接，提升应用和实践技能。

3）课程考核方式的改革。考核形式相对单一，理论考试侧重于记忆，而实验考试流于形式，学生不够重视，导致高分低能。采用“教学做一体化”教学模式，培养学生的应用技能。形成考核与终结性考核相结合，以能力考核为主，将课程考核分解为 “综合能力考核”、“实训过程考核”及“日常考核”。“综合能力考核”包括应知和应会，应知是指对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件，可采用闭卷或开卷的形式；应会是指会编程、会调试、会分析，主要在实验现场考核，要求現场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。“实训过程考核”就是在每个项目的实训模块调试过程中，对每位同学完成的实训结果，依据完成时间的先后、产品质量及学生表达能力等几个方面综合评分，记录结果应该由同学签字确认。若以组为单位进行实训时，还应对每位同学提出相关的问题进行单独操作，其目的是要让学生对每次的实训项目认真对待。“日常考核”主要由平时提问、作业、表现等方面综合评定，目的是促进学生端正学习态度、重视学习过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。

参考文献：

[1]丁保华.单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2010（01）.

[2]刘国光.任务驱动法在单片机教学中的应用[J].高等教育研究学报，2004（04）.

[3]周绍平.单片机教学改革的实践与思考[J].扬州职业大学学报，2004（02）.

基金项目：获重庆市教委科技项目资助：Project Supported by Scientific and Technological Research Program of Chongqing Municipal Education Commission（Grant No.KJ1601004）宽带高分辨率雷达目标检测技术研究，无线传感器网络极优覆盖下多路径解耦免疫可靠传输（KJ1601003）重庆市教委教改项目（153129）基于MATLAB和EDA联合平台的DSP实验教学研究及新工科背景下地方应用型高校物联网专业卓越工程师培养模式研究，重庆市高等教育学会重点课（NO.CQGJ17025A）资助

作者简介：牛晓伟（1978），男，汉族，研究方向：智能信号处理，机器学习，模式识别。