单片机接口技术“用—学—教”创新教学模式的探索

2021-01-02王子菡罗致春

科教导刊·电子版 2021年36期

王子菡罗致春

（1.湘潭大学材料科学与工程学院湖南·湘潭 411105；2.湘潭大学物理与光电工程学院湖南·湘潭 411105）

0 引言

著名科学家钱学森院士晚年在各种场合不止一次提出的问题：“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”钱学森之问振聋发聩，实际上指出了中国的教育所存在的问题，其中一个重要的方面，就是学校培养创造人才的教育模式亟待改进。如何进行教学创新，培养出社会需要的创新人才，是一线教师面临的重要课题。

《单片机接口技术》是一门应用性很强的专业课程，它对整个专业的人才培养起着至关重要的作用[1-2]。在实际教学中发现，按传统的“教—学—用”教学模式进行教学时，当遇到实际生产过程中的具体问题时，学生往往不能综合运用所学知识分析解决，更不用说实践创新了。因此单片机接口技术迫切需要进行教学模式上的创新，改善目前这种学生只会学，不会用的尴尬现状，提高教育教学成效。

本文提出一种单片机接口技术“用—学—教”创新教学模式，就是以学以致用为立足点，以提高学生实践能力为导向，为了用而学，为了学而教。根据创新的教学模式，在教学实践中进行了初步的尝试，取得了一些有益的成果，希望得到同行的关注与探讨，并由此推动课程教学质量的提高。

1 单片机接口技术课程创新教学模式教学分析

单片机接口技术这门课程对于学生的实践应用能力要求很高，笔者根据多年的教学经验体会，探索了“用—学—教”一体化的单片机接口技术创新教学模式，用案例教学加强理论基础，用项目教学提高实践技能，用竞赛驱动提供上升空间。

1.1 “用—学—教”一体化创新教学模式

“用—学—教”一体化的创新教学模式，也就是将学生的“用”作为目的，引导学生的“学”，实现老师的“教”。这种教学模式有利于学生尽早地融入社会实践，激发学生对单片机接口技术课程浓厚的兴趣，有利于学生变被动学习为主动探究式学习，更好地提高单片机接口技术的课堂教学效果。用“用—学—教”一体化的创新教学模式，使学生具有良好的理论基础以及较强的实践能力，真正达到教育教学的目的，做到学以致用。

1.2 案例教学模式

案例教学就是将现实的工程应用问题与课本理论知识结合起来，提供了一种学习、模仿、借鉴直至引申的实际范例给学生。众所周知，引导学生积极参与到教学活动中，并充当教学活动的主角，不断培养他们的学习兴趣和学习积极性尤为重要[3]。在案例教学模式中，老师通过对典型实例的分析讲解，使学生明白所学的知识点可以起到什么作用，解决什么问题，从而激发学生的学习兴趣，提高学生解决实际问题的应用能力。

1.3 项目教学模式

随着高等教育改革的推进，越来越把实践性教学环节作为培养学生动手能力和创新性思维的有效途径之一[4]。在实践教学过程中，通过开发综合性与创新型实验项目，提高学生创新意识和实践能力[5]。项目教学以小组的形式开展，由学生自行选题，完成一个相对独立的项目，包括项目的调研、方案的设计以及项目实施。学生通过完成该项目，了解和把握整个项目实施过程中的关键知识点，各个环节的操作流程以及相关工具软件的使用，获得最终的结果。项目教学模式不仅培养学生创新和设计能力，提高学生综合运用所学理论知识分析解决问题的能力，而且培养学生的团队意识和合作精神。

1.4 竞赛驱动教学模式

为了贯彻因材施教的原则，为学有余力的学生提供更多的更好的锻炼机会，极大地激发学生的学习能动性[6]，引入竞赛驱动教学模式。科技竞赛是为部分优秀学生提供深入学习和实践锻炼的机会，为他们创新能力的发挥提供上升空间。科技竞赛的题目一般为本领域学科前沿，具有很强的综合性。参赛学生不仅拓展学习了要针对竞赛所涉及的相关学科知识，培养了正视困难、勇于挑战、不断创新的精神，而且，在比赛过程中，通过与同学，老师，专家之间的沟通交流，开阔眼界，对本领域相关内容及未来发展有了更深层次的了解和认识。

2 创新教学模式在单片机接口技术课程中的具体执行方式

单片机接口技术的创新点立足于“学以致用”，目的是“用-学-教”，即为了用而学，为了学而教。为了充分发挥本创新教学模式的教学效果，笔者给出几种其在教学过程的具体执行方式，让学生在此过程中自发主动地学习，掌握理论知识，提高实践能力，体现这种教学模式的创新意义。

2.1 围绕案例讲解课本知识

在教学过程中，教师如何提出教学任务，激发学生强烈的学习兴趣，帮助学生主动参与到教学中来，是提高教学效果的关键一环。区别于传统的先给出各个知识点，然后将各个知识点组合的教学方式，本创新模式用案例将各个知识点串联起来，围绕案例讲解课本知识。比如，在学习单片机I/O口的扩展芯片8155时，传统的教学模式先讲8155众多的命令字和状态字，烦冗的时序功能，学生在学习这些知识点时因为没有牵涉到具体应用，对这些命令字和状态字中各位的功能意义并不能领会，在学习的过程中并没有多大兴趣，而且学过就忘。而创新教学模式首先介绍电路整体功能，然后介绍I/O接口芯片8155，其各个组成部分，如何使用8155实现I/O扩展，然后再针对每个功能去学习相关的命令字，状态字，学习相关时序设计及电路控制。这样学生学习的时候带有很强的针对性，对学过的知识也能理解其功能含义，有深刻印象。通过这种方法激发学生的兴趣，明确学习任务，引导学生在主观意识上去积极主动认识和探索相关知识。

2.2 项目与竞赛驱动，提高实践能力

在课本知识的学习基础之上，就可以结合本院学生的后续课程《单片机课程设计》，进行项目实践。在这个阶段，学生按小组展开分工与合作，在讨论与沟通中将已学知识进行强化和重构，提高实践能力，从而达到激发兴趣、启迪心智、感悟积淀、创新发展的四重境界[7]。从选题调研、任务分工、器材选型、调试运行等各个环节都由学生自己负责，教师只起到引导与疑难解答的作用。科技竞赛则是为有浓厚兴趣的同学提供深入学习和时间锻炼的机会，为创新能力的更好发挥提供平台。通过项目和竞赛驱动，提高学生的实践动手能力，培养解决实际应用问题的专业技能。

2.3 完善学生评价体系

从评价体系看，传统的单片机接口技术课程学生评价指标过于单一，学生的成绩主要由笔试体现。这种评价方法不能全面的反映学生对课程的掌握程度，教师应通过多样化的评价方式来了解学生的学习效果，如考试、平时作业、论文和实践报告等。创新的教学模式对学生教学的评价注重实践实效，从多角度、多方面进行综合评价，采用“平时+考试+实践”多方面进行，体现评价体系的客观、公正。同时，这种评价体系可以增强学生对于课程的整体把握能力，并认识到自己在这方面的潜力。