高校应用型人才培养下单片机课程教学改革研究

许燕

摘   要：在电子信息技术快速发展的背景下，电子信息领域急需大量应用型工程技术人才，单片机应用型人才的培养已经受到各大高校的高度重视。阐述了应用型人才培养观念，分析当前单片机课程教学存在的问题，针对应用型人才培养理念下单片机课程教学改革给出合理化建议。

关键词：应用型人才;单片机;教学改革

随着电子技术的快速发展，在电子、计算机专业的培养方案中，要打破传统的授课方式，紧密结合当前社会发展对人才的需求，从工程应用、技术发展等方面进行改进，提高学生的动手能力与实践应用能力，重点培养学生的创新意识，通过多种教学改革形式来提高人才培养质量[1]。单片机技术是电子信息类专业的基础课程，是培养应用型电子设计人才的主要途径，如何提高学生的单片机理论水平与实践能力，培养实用型、应用型人才，是单片机教学改革的根本任务。

1    应用型人才培养观念

2018年9月，习近平总书记在全国教育大会上强调，要全面提升教育服务经济社会发展的能力，重点培养创新型、复合型、应用型人才。近几年来，各大高校也在积极探索向应用型教育转变。在经济全球化的推动下，国家不仅需要高级的技术型人才，还需要善于运用新思路进行主动钻研，运用新办法来解决实际问题的应用型创新人才。所以培养应用型人才的关键环节在于教育，在教育过程中要重点培养学生的个性化思维，结合社会发展需求来制定人才培养计划，通过学科的专业化建设来提高高等院校的发展水平。

2    单片机课程教学现状

针对单片机教学，许多高校在进行理论教学中都会采用先基础后理论的模式，这种教学模式虽然教学思路清晰，但是存在一定的机械性弊端，缺乏直观性的教学手段，使学生觉得单片机学习枯燥乏味，严重影响教学效果。因为在实践教学中，往往以单片机实验箱为实验平台来开设验证性实验，很少有同学对程序流程进行分析，只是根据实验指导来进行简单的连线，没有整体的电气原理图概念。学生只是一味追求实验结果，忽略了对硬件的设计以及对软件的调试，针对当前的教学现状，显然无法满足经济社会发展对应用型人才的需求。

3    单片机课程教学改革研究

单片机课程教学的改革可以包括理论教学改革与实践教学改革。传统的教学模式中，将理论课与实践课分开进行，导致学生不能很好地对理论知识进行理解，更谈不上理论应用于实践，久而久之对单片机的学习失去兴趣。“做中学、学中做”的教学方式，主要是以现代理论为依据，重点培养学生的实践能力，在老师的指导下，通过精心设计的活动来引导学生对知识的领悟、技能的训练，最终达到知识与技能融会贯通，这种教学模式比较适合单片机理论抽象、实践性强的特点[2]。实践教学改革在于提高学生单片机系统设计能力，在实践中进行观察与思考，激发学生的创新灵感，做到学以致用、活学活用。理论与实践教学改革具体实施如下。

3.1  理论教学改革

3.1.1  对课程知识体系进行全面整合

单片机课程教学会涉及大量的专业术语、系统指令以及外围芯片等，面对如此复杂的教学内容，在教学过程中必须对知识体系进行全面整合，掌握知识之间的关联性，从而对知识进行灵活运用[3]。一般情况下，单片机课程教学会根据章节的编排来进行，按照单片机课程概述、硬件系统、软件系统、单片机内部功能部件、单片机资源扩展、系统设计的顺序进行教学，虽然这种教学模式学生能够对知识点进行掌握，但是在实际应用中却无从下手，并且感觉学习过程非常枯燥。通过对课程体系的整合，可以采取模块化的教学手段，以单片机系统应用为基础，将课程中所涉及的知识点进行模块式划分，借鉴案例教学法，通过实践案例来将知识模块进行串联，这样一来能够满足知识之间的递进规律，并且能够得到学生的认可，教学方法比较灵活[4]。在案例教学法中，可以组织学生运用所学知识进行电路设计或软件编程，提高学生实际动手能力，将所学知识运用到实践中去，引导学生掌握实际产品开发中所运用的基本方法，通过不同的案例逐渐将知识模块融合在一起，学生可以通过对案例的分析与解决来产生直观的体验感，新知识点会在后续的学习中逐步体现，创建一种有形的知识关联路径，便于学生对知识体系整合的认知，拓宽学生的专业事业，进一步提升学生的知识应用能力。

3.1.2  对教学思路进行重新组织

基于应用型人才培养下对单片机课程教学进行改革，需要对教学思路进行重新组织，通过基础案例的讲授、学生分组案例拓展、案例汇报与讨论以及课后总结4个环节来带领学生积极参与教学。在基础案例讲授环节，可以结合典型案例来提出问题，引导学生对问题进行分析，了解案例中所涉及的基础知识以及基本原理。例如在进行单片机硬件系统教学时，可以通过单片机最小系统设计来提出单片机最小系统所包含电路、如何实现单片机系统复位、如何使MCU芯片内部部件恢复到初始状态等问题。以此类推，将案例的设定逐步升级，所涉及的知识模块也会不断叠加，最终完成知识点的集成。在案例拓展环节，主要是为了让学生将所掌握的知识进行实际运用，学生可以在原案例的基础上增加内部功能部件的使用或增添新的外围电路，并且可以对程序进行完善，更加丰富软件系统功能[5]。在案例拓展环节中，学生可以通过集体讨论、资料查阅、仿真验证等方式对所学知识进行巩固，在实践中不断得到锻炼，有利于提升学生的团队合作意识，与应用型人才整体素质的发展目标相一致。在案例汇报环节中，可以派小组代表將案例设计的拓展思路、电路设计、软件规划以及编程思想等进行汇报，老师会根据各项的点评标准进行评分，然后由全体同学共同对优秀拓展案例进行筛选，将小组成绩作为组内成员的拓展环节成绩。在课后总结环节，学生要结合课上老师给出的建议，对单片机系统进行进一步完善，在文档中归纳案例所涉及的知识原理以及关联性，促进学生对知识理论的内化吸收。

3.1.3  对教学内容进行优化

在应用型人才培养理念下，主要是培养将成熟的理论应用到实践中的技能型人才，在电子技术快速发展的背景下，学科方向与技术门类的划分逐渐专业化，电子设备也在向智能化、数字化、网络化的方向发展。单片机作为电子技术中的经典器件，已经在生活的多个领域中应用，单片机技术是电气工程所必需掌握的专业技能，各高校在对单片机课程教学改革中，要对教学内容进行精简化，符合知识与技术应用的要求，教学内容组织如图1所示。

3.1.4  充分运用现代化教学资源

单片机课程教学的改革要以现代化的教学资源作为后盾，通过现代化教学资源对课堂教学进行扩展与延伸。除了教材、教学PPT以外，在新媒体应用的影响下，学生的学习行为会发生相应的变化，新的学习行为对教学资源也提出了更高的要求，所以老师要将平面化的教学资源借助新媒体技术进行重新构建，形成立体化、移动式的教学资源，更有利于学生对课堂进行重温，加深印象。

3.1.5  重新设定考核机制

对于教师的教学效果来讲，考核机制是一种评判;对学生来讲，考核机制是一种学习动力的激励因素。以往对学生的考核大多侧重考查学生知识的记忆、计算、问题分析等方面能力，忽视了学生对知识的综合运用以及实践能力。在对考核机制进行重新设定后，学生的考核可以由平时成绩、笔试成绩、实践成绩3部分组成，其中，平时成绩占总成绩的30%，包括学生到课考勤情况、案例小组得分以及平时课堂表现。笔试成绩占总成绩40%，包括学生基础知识与基本原理的掌握情况。实践成绩占总成绩的30%，包括实验课程的完成情况以及拓展案例的实现情况。在这种新的学生考核制度下，重点强调学生对知识的应用与实践能力，关注学生的学习效果，将教师的角色定位进行调整，正确引导学生发现问题，另外，在学生互评环节中，可以通过其他同学的长处来挖掘自身潜能。

3.2  实践教学改革

3.2.1  改变传统的实践教学模式

在对实践教学改革的过程中，要不断探索以验证性为主的实践模式。老师可以根据教学内容来提供实验方向，学生根据实验的目的与要求进行预习并且设计出实验方案，对相关的实验程序进行编写，以小组讨论的形式解决实验中所遇到的问题。学生要根据自己的实验过程来撰写实验报告，与老师进行沟通与交流，与学生进行分析与讨论，提高学生的研究能力与科学实践能力。

3.2.2  充分利用课外时间

为了全面提升学生的综合能力，不仅要合理运用课堂时间，还要对课外时间进行充分利用，將课外学习部分作为实践教学的补充，学生之间通过组织研究型的学习项目来激发创新精神、强化实践能力、增强学生独立解决问题的能力。另外，老师也可以针对学生的兴趣爱好来为学生推荐设计项目或参考书目，让学生掌握研究方向，鼓励学生走出校园，参加校内外与单片机相关的竞赛活动，开阔学生视野、增长才干，逐步培养学生的创新能力与研究能力。

4    结语

我国的高等教育已经逐渐转向大众化教育，面对当前严峻的就业形势，高等院校的发展一定要结合经济社会对人才的根本需求，以就业为导向来进行专业教学模式改革，注重对学生实践能力的培养，增强学生在就业中的核心竞争力，为应用型人才的就业需求提供高素质的储备人才资源，推动我国高等教育的可持续发展。

[参考文献]

[1]宣传忠，曲   辉，张   永，等.基于复合应用型人才培养的单片机课程实践教学改革与创新[J].内蒙古农业大学学报：社会科学版，2018，20（6）：39-43.

[2]林木泉，许俊杰，郑洪庆.面向应用型人才培养的单片机原理与应用课程教学改革研究[J].装备制造技术，2018（11）：205-207.

[3]王艳春，秦   月，张劲松，等.基于应用型人才培养的“单片机原理及应用”教学改革研究与实践[J].信息通信，2017（11）：260-261.

[4]张   妍，郭维威，尹衍林，等.基于创新应用型人才培养的单片机教学改革探究[J].黑龙江工业学院学报：综合版，2017，17（8）：18-21.

[5]余   翼，刘金华，王   凡，等.符合新时代应用型人才培养的单片机课程设计教学改革研究[J].科技视界，2017（8）：52，58.