单片机应用技术课程改革研究

潘静 梁彩凤 郝彬

[摘 要] 对目前单片机应用技术课程传统教学模式存在的问题进行剖析，提出一种创新的教学模式。该模式以学生为主体，以项目为载体，注重知识、理论与实践的一体化，突出能力目标，同时结合翻转课堂、微课程和思政元素等教学新概念，培养学生解决实际问题的综合能力。

[关键词] 单片机;教学模式;创新;能力目标

单片机应用技术是一门实践性和理论性都很强的课程，广泛应用于工业控制、智能仪表和家用电器等领域。目前大部分高等院校的單片机课程至少一半以上的课时都在讲授理论，而且在理论学习后只进行少量验证性实验。这种教学模式重理论知识，以教师为主体，使得学生很难在抽象的理论知识中对单片机有一个感性、全面的认知，无法将课本上的理论知识真正融会贯通，更难以实现独立开发单片机应用系统的教学目标。为了适应市场对人才和技术的需求，教学改革势在必行。

一、目前单片机教学中存在的弊端

1.传统教学模式以教师为主体，以知识为目标。传统单片机技术的学习只是泛泛地接受知识、积累知识。教师平时上课、备课的注意力都放在如何传授知识、积累知识上，所有的课堂活动也都是为了理解知识、掌握和巩固知识，在教学过程中并没有考虑能力培养的问题。

2.传统教学模式实验存在短板。传统教学中实验的目的多半是为了验证理论的正确性。实验时学生按照实验指导书的步骤依次连接硬件电路、编写软件程序、调试系统，从而验证课堂上学习的相关知识点。但是，很多学生做完实验后，对实验的具体硬件电路和程序编写知之甚少，在实验的过程中只是简单地“照葫芦画瓢”，这种“验证式实验”的教学模式，对于培养学生的学习兴趣、提高学生的实际应用能力非常不利。

3.教学手段落后。长期以来，由于受应试教育的影响和限制，传统教育模式偏重于在课堂一味地灌输具体理论知识，把课堂教学变成了一种被动式教学。导致学生上课积极性差、课堂效率低。这种照本宣科的情况使得师生均缺乏自主创新精神。

二、单片机教学改革新举措

1.知识、理论、实践一体化。学院有2个单片机应用技术实验室，共80多台计算机和大型实验箱（可完成30多个实验项目），实验室均配备多台示波器、电源和信号发生器等仪器设备。另外还配备110余套小型单片机开发板（可完成15个以上实验项目）。试验箱供学生课上操作，开发板用于学生课下练习巩固。

实行单班授课模式，将课堂搬进实验室，将知识讲授变成知识应用为主，实现时间、地点、内容、教师一体化。把课程从学生被动听讲变成学生主动参与操作，把课程从教师讲解为主，变成由教师积极引导、创作实操环境为主，在教中学，在学中做，实现理论与实验的紧密结合。

2.项目式教学体系。打破传统的以章节顺序为教学进程的教学模式，采用项目式和同步互动式教学，每个项目相对独立且有明确的训练目标。每个项目根据其特点采用不同的教学方法和技巧。例如流水灯的设计与实验，此项目的教学采用由简单到复杂逐层递进的方法：点亮一个LED灯—点亮多个LED灯—LED灯闪烁—流水灯（花样灯）的设计。

在授课过程中充分调动学生的积极性，采用启发式、纠错式等教学方法，发挥学生主观能动性，最终让学生能够自主编程设计自己喜欢的花样灯。

最后一个教学内容是单片机应用系统设计实例与实现。这是一个非常关键的章节，既是将前面知识综合运用的过程，也是让学生从整体了解整个系统完整的设计过程，旨在培养学生综合设计、编程思维和实际应用能力。

通过整门课程上述过程的系统学习，学生能够独立设计实际应用系统，包括硬件电路的设计、软件环境的编程以及调试等环节，真正达到了本课程的教学目标和能力目标要求。

3.注重教学理念的创新。教育部部长陈宝生在新时代全国高等学校本科教育工作会议上强调，要坚持正确的政治方向，促进专业知识教育与思想政治教育相结合;要不断推动高等教育的思想创新、理念创新、方法技术创新和模式创新。

在一体化教学模式中，根据不同项目的特点，融入了翻转课堂和微课程等新的课堂模式。比如将数码管原理等微课视频在上课前一周通过网络发给学生，学生在课下自主学习。而课堂上老师不再赘述原理性的理论知识，重点训练学生的硬件设计和编程能力。这种基于互联网环境的以学生为本的教学模式取得了很好的效果。

高校教师在教学中，要全面贯彻党的教育方针，推进习近平新时代中国特色社会主义思想进教材、进课堂、进学生头脑。将思想政治教育贯穿教学的整个过程中，将爱国敬业、诚信友善、自由平等、公正法治等社会主义核心价值观与工匠精神融入整个课程体系，真正做到以文化育人、以德育人，不断提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养。

三、结束语

根据单片机应用技术课程教学目标的要求，对单片机课程教学进行了初步的改革和探索，提出了新的教学模式。该模式以学生为主体，采用项目一体化、翻转课堂以及思政元素等新理念，有效解决了传统教学中存在的弊端。此次教学改革注重提高学生的实践和创新能力，对学生适应就业市场的需求有着重要的现实意义。

总之，单片机教学改革是一个与时俱进、不断创新的过程，它需要教师根据国家政策导向和技术的发展不断探索、不断实践，才能培养适应社会需求和发展的技术人才。

参考文献

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]李青.人才培养模式与教学改革[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[3]乔玲玲，纪宏伟.微课设计与制作实用教程[M].北京：清华大学出版社，2016.

[4]汪媛.“单片机控制技术”课程教学改革的研究[J].新课程研究，2017，（6）.

[5]薛珑.应用技术型大学《单片机应用》课程教学改革研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2017，（6）.

[6]谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，2009.