单片机课程改革探索

丁佰成 河南科技学院

随着科技的进步和技术的发展，单片机技术广泛应用在智能控制、智能电器等方面，涵盖了人们生活的各个方面，不管是通信还是汽车都有单片机技术的体现，单片机方面每年都有国家级和省级比赛。当今社会最需要应用型人才，可见培养单片机应用型人才的重要性。单片机课程是各理工科院校必开的专业课，在实际教学中，因为单片机课程关联到的其他基础课程较多，而且单片机课程学起来比较难、枯燥，因此教学效果不理想。单片机传统教学模式中教出来的学生动手能力较差，怎样改革单片机的教学，增强学生对单片机应用的实际动手能力，培养应用型单片机人才，可以有效地完成单片机人才培养和社会需求的直接对接。

一、单片机传统教学模式存在的不足之处

现如今单片机的功能日趋强大，但是现在的教学方法相对传统落后，教学效果不理想，教学重点仍然在学习单片机的相关知识点上，对单片机的实际运用没有加以重视，传统的教学方法存在诸多弊端，主要表现在以下方面：

（一）理论知识与实践操作不能有效结合

单片机主要是在硬件上进行编程开发的课程，长久以来，单片机的理论课和实验课都是独立进行教学的，现在这样授课已经难以满足社会需要。老师通常会跟着教学安排上课，带着学生在理论课上编写简单的程序后，再到上实验课时对编写的程序加以验证，这样学生对理论知识本来就没有掌握透彻，上实验课时就更不理解知识点了，老师在上实验课时需要花费大量时间给学生梳理总结所讲的知识点，学生只有利用剩余的时间进行实际操作，但是实验课时间有限，同学们只能进行一些验证性的实验，实验效果自然可想而知，根本不能做到理论知识与实验操作的有效结合。

（二）单片机考核方式不合理

多数老师采用的单片机考核方式仍旧是闭卷理论考试，还有的老师简化了考核程序，把学生的考试成绩和平时成绩按照一定的比例合算，最后计入期末考试总评成绩，这种考核方式是不合理的，会直接导致学生对单片机课程不够重视、学习积极性下降。

（三）实验课开展难度大，创新性实验不足

单片机实验课上往往都是进行一些验证性实验，大多是验证一些已学的、简单的程序，而在硬件开发和外设接口等扩展知识方面的设计及实验开展很少，提供给学生自主设计的时间和空间也比较有限，单片机在实际应用中，硬件开发和外围电路设计与编程都是同等重要相辅相成的，硬件是软件的载体，软件是硬件的灵魂，二者缺一不可，学生缺乏相关知识方面的实验机会，学生学习单片机课程的主动性不高，创新意识和解决问题的能力也无法得到提高。

（四）学生学习兴趣不浓，积极性不高

学生的专业基础知识不够坚实，有些课程比较抽象，难以理解，大部分学生反应学的不好，知识点掌握的不牢，这很影响学习后面的课程，直接导致单片机学习起来难度较大，时间一长自然失去了学习的兴趣。而且部分教师上课按部就班照本宣科，理论课时又远大于实践课时，缺少了实验课的缓冲，上课比较枯燥乏味，这样也很难让学生体会到单片机课程的魅力，学生学习单片机的积极性不高。

二、单片机教学改革的具体措施

（一）改革授课教学方式

想要提升学生学习单片机课程的积极性，教师就必须改变原有的授课方式，以实际操作和实验现象把要讲授的理论知识引入课堂，同时在课堂上最好直接将所讲的理论知识通过简单的实验加以验证，改变理论课和实验课分开进行的现象，真正将理论和实验有效结合起来。

在单片机教学中，教师应综合运用多种教学方法，树立以学生为主体、教师为主导的教学理念，教师要从讲台上单一讲授、灌输理论知识变为走下讲台、融入学生中去组织、引导学生主动学习，还要加强与学生的沟通交流与讨论，实现共同学习。

对于单片机引入部分的讲解，教师可采用引导教学法，多介绍单片机在高新科技产品中的实际应用，例如学生比较感兴趣的花样流水灯、温控器、万年历等，通过这些实实在在的例子可以大大激发学生学习单片机课程的兴趣。

学生第一次接触单片机，单片机是什么，单片机的工作原理，单片机的引脚和结构对他们来说都比较难以理解，加之单片机引脚较多，学生们难以记忆。因此，教师在教学过程中应将单片机和电脑进行类比，引导学生理解单片机的硬件结构和软件编程相结合的开发模式。同时教师应充分利用单片机开发板，让学生多看单片机硬件实物，加深学生对单片机硬件部分的理解。

单片机的I/O口、定时器、串行通讯、系统扩展等内容应作为单片机课程教学的重点，教师在讲解这些知识点时可以让学生把单片机想象成电脑主机，单片机同电脑主机一样有许多功能，教师就是要教会学生如何像使用电脑主机一样熟练使用单片机。教师可以采用项目教学法围绕一些选好的项目进行，将理论知识分解融入到单片机设计的实际项目中，带领学生参与项目的设计制作，让学生在实际动手制作的过程中既掌握了教师要讲授的知识点，又提升了学生们的动手能力，还提升了他们学习单片机的积极性，在制作过程中发现问题，解决问题，对于学生在以后对单片机进行系统设计有很大的帮助。

单片机的中断及其运用比较难以理解，学生不知道什么是中断，什么时候执行中断，中断发生的条件及中断发生会有什么。教师在讲到中断时，可以用讲课时突然学生接到来电来进行比较，将中断的启动理解成是由外部信号随机触发的，中断请求不会接受主函数即老师的控制，但是中断的发生要接受主函数的控制，可以将中断的查询模式、中断方式和禁止中断模式和电话的静音、响铃和关机加以类比，采用通俗易懂类比的方法帮助学生理解中断的概念及其运用。

（二）改革考试考核方式

要以考风带动学风改变学风，教师要改变以往传统的闭卷考试模式，将要考核的理论知识加入到项目考核中去，项目考核设计要严谨，涉及到的知识范围要广，学生在限定考试时间内完成硬件电路设计，同时对单片机进行编程，最后实现考试要求的结果。从而以项目考试将所讲所学的知识点串联起来，带动学生主动学习单片机的相关知识点，同时严格的要求，严把考核结果，促使学生认真学习单片机的知识。

（三）改革实践教学模式

改变以往单片机的简单验证性实验，让实验课真正丰富起来，有趣起来，适当增加可以体现学生能力的自主性创新实验，加大实验课在单片机课程教学中的比例，留充足的时间让学生做综合性项目设计，教师应要求学生在实验课前将理论课上学到的知识点进行汇总和复习，在实验课上让学生利用较短的时间对验证性实验进行实际操作，教师再对学生遇到的问题加以指导解决，实验课的大部分时间应留给学生进行一些创新性和开放性的实验。同时，多鼓励学生去参加一些单片机的相关竞赛，如全国大学生电子设计大赛，蓝桥杯，挑战杯等，学生备赛和参赛的过程中，会自主学习相关单片机的知识，既提高了自己的专业知识储备量，增加了自己的见识，又锻炼了他们的实践动手能力。

（四）教学平台的增加

单片机教学也要与时俱进，不能单单局限于教室或实验室中，而是要充分利用新时代的相关媒介，比如网络教学、网易公开课和微信的微课堂等，教师在进行单片机教学过程中，可以将自己的教学视频录下来，再将视频上传到网络教学平台，帮助有疑问的学生更容易理解单片机的知识点，同时提供在线答疑，学生将问题提交到平台，可以及时得到教师的指点。同时，推荐一些好的单片机网站和教学视频，包括一些芯片的使用手册，编程软件和仿真软件的安装包等等，让学生能够更好地学习单片机，掌握单片机，还能在遇到难题时、独立进行单片机研究设计时可以更好地和教师沟通交流。

采用上面的单片机教学改革措施，改变了以往单片机教学纯粹的教师讲学生被动学，变成了教师和学生一起学，从而将教师和学生放到同一个主体地位上来，学生从要我学变成了我要学的局面。同时项目教学法更能直观演示单片机的知识点，将复杂难懂的知识转换成现象表现出来，学生理解起来更容易，吸引学生主动学习单片机，增加了实验时间让学生不断做实验，验证自己学到的知识，做自己想设计的项目，学生不断地学习，不断增加自己的知识，拓宽自己的知识面，动手能力得到了锻炼，成绩也得到了显著的提升。

三、总结

高校教育的核心就是培养人才，单片机应用型人才需要具备独立分析问题解决问题的能力、动手能力、知识运用能力等。在单片机教学中，教师应运用形式多样、行之有效教学方法，以学生为主体，教师为主导，充分利用新时代新媒介做好网络教学这块，让学生学有可依，学有可用，充分调动学生学习的积极主动性，做好实验教学环节，让学生充分发挥主观能动性进行创新性实验，教师和学生做好沟通交流，把握学生学习过程中遇到的难点，并及时给与指导帮助，最终实现单片机教学质量的提高，培养真正的单片机应用型人才。