单片机实践教学研究

殷潇雨 连云港工贸高等职业技术学校

1 单片机课程背景

随着生活及生产方式的自动化、智能化程度越来越高，单片机技术早已融入我们生活的每个角落，几乎所有的电子设备内部都有单片机的身影。“单片机应用技术”是一门应用性和实践性较强的课程，对高职物联网专业类学生来说，掌握单片机技术是提高就业竞争力和就业水平所必须具备的专业技能。

单片机应用技术课程内容涉及数字电子、模拟电子、C 语言编程、计算机专业英语等知识，对学生的个人能力要求较高。高职学生大多数学和英语基础较差，专业基础薄弱，但实践动手能力较强，课堂比较活跃，因而以粉笔、黑板满堂灌的传统授课模式显然行不通，这就要求教师创新课堂教学方法，通过教学反思，认真总结教学经验，形成特色教学。

2 单片机教学过程中存在的问题

但是从高职院校单片机应用技术课程教学现状来看，暴露出的问题不少，已经影响到了教学效果，给单片机技术应用型人才的培养造成了不良影响，具体表现在以下几个方面：

(1）理论和实践相脱节。单片机和C语言程序设计理论难度大，以本科教育模式重理论轻实践，注重知识的系统性，忽略了高职学生的实际情况，学生无法将理论和实践联系在一起，实践开发能力不足。

(2）教学内容设计不合理。在教学内容的选择上，教师按照课本实例授课，实践项目陈旧脱离实际，学生在课中机械式输入程序进行学习，学习效率较为低下，无法获得学习成就感，授课效果较差。

3 单片机教学案例

3.1 项目选择

根据生活实际应用，在调研了毕业生就业技术应用情况和行业发展的需求后，结合学生现实的学习基础，以学生掌握单片机应用技术为主线，C语言辅助，按照“够用为度”原则，根据学生的需要进行项目“量身定制”，并把单片机应用技术课程中的基础知识二次加工整合为多个项目，包括流水灯、开关灯、呼吸灯、蜂鸣器、七段数码管、计数器、独立按键、矩阵键盘、液晶屏显示、电子钟等，结合集成开发软件Keil uVision、Proteus 仿真软件和亚龙单片机实验箱，让学生一方面能够掌握集成开发环境和编程语言的语法以及使用技巧，另一方面锻炼开发能力，学以致用，积累职业能力。

各个项目引入由浅入深，由基本控制到创新设计；各项目相对独立，又递进衔接，任务设计符合学生的认知规律，项目配备Keil uVision、MedWin3源程序和Proteus仿真效果图，并且设计了基于亚龙实验箱的硬件操作任务，把项目实现与知识模块融为一体，体现“做、教、学、做”的教学模式。

3.2 授课过程

采用项目教学法，启发学生自主学习，合作学习，激发学生的竞争意识，培养学生的综合开发能力，最终完成教学目标。

课前：将班级同学分小组，每组3-4人，布置学习任务，让学生寻找身边的单片机，如流水灯、开关灯、呼吸灯等项目，学生可以将设计项目映射到生活中的装饰串灯、灯光玩具、键盘背光等等，激发学生的学习热情。

课中：小组总结汇报课前任务，通过小组合作分工，设置程序分析员、程序调试员、仿真图绘制员、实验箱接线员等角色，将项目拆解成小任务，让学生人人有任务，合作互助完成实践项目。针对每个项目设置隐藏延伸关卡，通过修改程序，设置参数，设计自己独一无二的应用，激发学生的学习热情。每个项目均采用软硬件结合的学习方式，学生在完成软件仿真后，通过MedWin3和亚龙实验箱实现硬件开发设计，联系实际应用，更加直观地观察实训现象。整个授课过程中，学生主动探讨单片机的电路和程序设计，在软硬件资源的有效支持下，积极调试排故，掌握学习内容，最后通过小组打分评价机制培养学生的团队合作精神，激发学生的竞争意识。

课后：学生完成开发心得小结，将项目的开发过程回顾整理，并将课堂中完成项目拍摄的小视频进行社交媒体分享，如微信朋友圈、QQ空间等，学生互相点赞，积极沟通交流，在提升实践技能的同时获得学习成就感，通过互相交流分享，营造良好的学习氛围。

4 教学成果与问题改进

4.1 教学成果

本次单片机教学过程中将原有的C语言和单片机理论知识体系二次加工，将理论知识“按需分配”给每个实践项目，提高了理论和实践的衔接性，学生不需要单纯学习理论知识，而是在实际应用开发过程中学习程序语法，集成开发环境应用、单片机接口、存储等基础知识，降低了课程的枯燥程度，通过具体实践项目让学生在单片机应用程序设计过程中，理解程序语法、逻辑、开发原理。授课过程中的项目由浅入深、难度循序渐进，工作任务由学生自行选择，项目贴合实际，均选自生活中常见的装饰灯、灯光玩具、人行横道倒计时、银行标语显示、家用电子小闹钟等应用，学生消除了学习的盲目性，思维得到启发，学习积极性大大提高。

案例中教师将课堂真正还给学生，让学生作为教学课堂的主体，从学生的学习需求和学习客观情况出发，在实训平台的支撑下，将自己的理论知识具体应用到项目实训项目中，实现理论与实践的有机整合。小组角色分工机制提高了学生的课堂参与度，小组评分培养了学生的团队意识，而隐藏关卡附加分机制激发了学生的竞争意识，课后社交媒体分享机制让学生获得了学习的成就感，授课效果显著提升。

4.2 不足及改进

授课过程中个别小组积极性较差，课程分组规则需要结合学生能力性格进行优化，让更多的学生参与到课堂中来。针对学生学习进度不一致问题，可以引入“助教”模式，让接受程度好的学生作为临时助教进行指导，不仅可以进一步激发学生的学习热情，也解决了部分内向学生不敢提问的问题，不断提高学生解决问题的能力。学生在程序设计编写调试过程中遇到的困难较大，对程序调试中出现的问题缺乏应变能力，今后要进一步加强学生对程序编写和调试练习。

5 工作展望

在今后的工作中，教师应该充分挖掘教学软硬件资源，提升项目化教学质量，针对单片机原理及应用课程知识点的特点，强化对实训练习的设计，为学生的实训能力提升提供良好的支持和帮助。引导学生利用电子散件制作小车、小夜灯、电子钟等实物，组建兴趣社团，将单片机知识集成到实物创新开发中，更进一步提高学生的学习积极性，培养学生的创新创业能力。在教学空间上，可以增加网络教学环节，建设教学资源库，将课程的重点、难点、知识点拓展、应用案例分享等，开发制作成微课或动画，让学生通过电脑或手机在网络上进行自主学习或与教师交流，不断创新单片机应用技术课程教学体系。