职业院校《单片机原理及应用》教学改革

杨传燕 张俊莲 候毅

摘 要：随着电子技术的飞速发展，单片机以其控制功能强，性价比高等突出优势，在智能仪器仪表、工业自动化和电子类消费产品等领域得到广泛应用。本文主要针对职业院校的现状，改革单片机教学方法，培养学生将所学到的单片机知识转化为适应社会发展潮流和就业需要的实际能力。

关键词：单片机;职业院校;教学改革

1.引言

随着我国电子信息产业和微控制技术的迅速发展，单片机的应用已经渗透到我们生活中的各个领域，如全自动智能洗衣机、智能IC卡，各种智能仪表、通讯装置等，以至于对单片机人才的需求增大。同时我国的高等职业教育已逐步从高等教学政策的边缘走向中心，并已占有我国高等教学的“半壁江山”，在现代社会发展中的作用日益突出。目前，单片机技术已成为高职院校电气、电子、自动化等专业学生应掌握的一项基本技能。而传统的教学方法，重理论轻实践，理论和实践脱节，学生学得又杂又累，还不能将所学知识转化为实际产品。如今，就业市场就是教学活动的指挥棒，通过调研，就业市场需要“既懂理论，又懂实践，有一定的研发经验，并开发过一定项目或产品的实用型人才”。因此，对于专门培养高等职业技术类人才的高职院校来讲，更需要重视实践教学，并将它落到实处。构建以能力为本位，以职业实践为主线，以项目教学为主体的教学方法，打破传统的教学方法与教学理念，推动单片机控制技术的发展及应用人才的培养要求。

2.教学过程中发现的问题

单片机原理及应用是一门理论性和实践性较强的综合性学科，涉及模电、数电、传感器、软件编程等知识，综合性较强。而传统教学环境和教学方法相对落后，教学理念陈旧，随着社会的发展，社会的人才需求也在发生变化，传统的单片机教学已经不再适合社会需求。目前，职业院校单片机教学普遍存在以下问题：

（1）重理论，轻实践

该课程是应用型课程，但其中也有大量的理论知识，课堂教学也仅仅围绕所选教材来执行，理论课时多而实践少。上课普遍都以单片机知识结构为主线，在课堂上大篇幅讲解单片机的结构、工作原理、指令系统，最后再讲解一些实例。这样的教学模式对本科还能行得通，但职业院校生源与本科有一定的差距，导致学生普遍感到内容枯燥乏味，学起来吃力，学习没兴趣，即便后期开设实训课，学生也产生了厌倦心理，有的干脆放弃。

（2）教学实践安排不合理

传统的实践课程教学大多以单片机实验箱为平台，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少。对于硬件电路，学生只是按照指导书上的要求在实验箱上做简单的连线，没有一个整体的电气原理图概念，而对于实验中的程序，也是采用指导书上现成的编译后下载到单片机运行观察现象。这种实验与实际的单片机开发在过程上有很大的差异，学生对硬件系统基本没有了解，对软件的编程、汇编、写入单片机的整个过程没有了解，然后到实际工作中遇到实际的开发项目时却不知所措然，无从下手。这样教出来的学生与高职院校的培养模式相悖，这种教学模式已经不满足当前的教学需要。

3.单片机教学改革思路

传统的单片机课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实践以验证性实验为主，无法培养合格的应用型人才，在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面：

（1）教学理念的转变

在高职院校中，只注重老师讲，学生做是行不通的。在教学过程中，教师应和学生建立良好的互信关系，这样才能使学生逐步形成学习兴趣，并主动学习。首先，确立以学生为中心的实践教学理念，突出“能力为本”的思想，教师为主导，学生为主体，体现学习过程中的主动性。因此，应把大量的时间留给学生自主探索、相互协作学习，教师只是告诉学生学什么、怎么学，并帮助學生解决疑难问题，对学生的评价也不再是单一地看考试成绩，更着重学生运用知识解决问题的能力。

（2）更新教学方法

授课时，将理论与实践，知识与技能培养有机地结合起来，理论教学以实用、够用为原则，教学过程中，采用案例教学法或者项目驱动法，提取典型的工程应用实例精简，将项目细分成多个子项目，由易到难层层递进，同时注重学习兴趣的培养。比如在循环程序设计时，我们可以引导学生设计彩灯、广告牌或者表白用的心型流水灯等等，即可以引起学生的兴趣，又大大缩短理论与实践的差距，提高学生解决实际问题的能力。

（3）更新实践模式

单片机实践教学是单片机学习的一个重要环节，传统的实践环节采用实验箱，而学生对单片机的项目开发过程却不了解，以至于工作后无从下手。

此时可以采用项目式教学法，比如让同学们动手制作数字时钟，从项目开发流程，硬件设计，软件设计、综合调试，让学生在这个过程中全面了解单片机的开发过程。同时在这个过程中要充分的运用单片机的仿真软件Keil c51和Proteus，Proteus将单片机实例功能和运行过程形象化，它可以进行元器件选择、检测和修改、结合Keil进行软件调试，结果展示等，提高了修改电路设计的灵活性，缩短产品的开发周期，也减少了不必要的人力物力，因此在项目开发的前期都采用仿真软件先进行仿真，正确后才着手操作。

（4）增加综合实践

传感器是一切控制器的眼睛，单片机是控制中心，电磁阀、电动机是执行机构。通过产品分拣生产线模块，将所学得知识进行综合，有效的提高学生的学习兴趣与能力。本模块主要实现根据物料的材质和颜色进行分拣的功能。模块包含供料台、机械手搬运单元、平带输送单元、物料存储单元（仓库）、电动推杆以及直流减速电机、步进电机及驱动、控制盒、检测传感元件、物料等。其中检测传感元件包含六个光电传感器、一个电感传感器、一个颜色识别传感器、两个限位开关;主控芯片采用51单片机控制;执行机构为直流电动机、步进电机、电动推杆。学生可以借助本模块提高对51单片机的认知能力与程序编写能力，结合传感器与执行机构的使用进一步消化理解传感器与执行机构的工作原理。

4.结论

本文针对职业院校单片机原理及应用课程的现状，提出了两个方面的问题，并根据教学积累，在教学理念、教学方法、实践环节等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以项目教学为核心，侧重于学生实践能力的培养，同时通过综合实践将传感器、单片机、电动机有效结合，有效提高学生学习兴趣与能力。

参考文献

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[2]周润景.PROTEUS在MCS-51&ARM7系统中的应用百例 [M].北京电子工业出版社.2006.

[3]王静霞.单片机基础与应用[M].高等教育出版社，2015.