基于工程应用的单片机原理及应用课程教学改革

杨晓东

摘要：以增强单片机课堂教学效果、提高学生积极性和创造性为目的，针对《单片机原理及应用》课程的特点，从课程教学内容、教学方法和手段、实践教学体系等方面进行了教学改革的研究和尝试，并提出了改善现有课堂教学模式、提高教学质量的一些思考。

关键词：单片机;教学模式实践;教学体系;积极性

引言：我国经济和社会的迅猛发展，加快了产业结构调整的步伐，加速了工业化的进程。在这个时期，需要大量满足现代工程应用发展需要的高素质本科工程应用型人才，这已经成为社会发展的迫切需要，也是时代发展和高等工程教育发展的必然要求。现代工程应用型本科教育的内涵和特征决定了本科工程应用型人才的素质要求。深入开展课程和教学体系改革、加强大学生人文素质教育、着力强化大学生工程素质养成以及加強大学生创新能力的培养是本科工程应用型人才素质培养的有效途径。

一、传统单片机教学中存在的问题

1.目前传统单片机课程教学中存在一些不足，体现在教学内容和课堂教学形式单一，教学内容侧重理论知识的完整性，淡化实践内容，理论与实践脱节;实践教学体系内容单一，多为验证性实验，对单片机应用系统设计和开发过程基本涉及不多;缺少综合性、工程性、创新性的实训内容和环节，导致学生感到学习内容抽象，知识点难以掌握。

2.在课堂教学中学生均是处于被动接受方式，无法主动参与整个教学活动，没能达到以学生为中心，以培养学生操作技能为目的的教育宗旨。尽管安排有实验实训，但实验实训环节与课堂教学环节没能做到相互连贯、相互映证，实验实训项目与课堂教学内容相关联程度不够，课堂教学与学生练习没能达到有机结合，习题与课堂内容没能紧密相扣，考试形式和内容多以理论为主仅凭一张试卷定学生能力，没能体现考查学生实际应用知识的动手实践能力。

综上所述，这些因素不仅对学生的后续专业课的学习形成了一定困难，也对开展教学质量工程产生了消极影响。因此，对单片机课程进行教学改革是十分必要的。

二、单片机教学改革分析

（1）改革教学内容

单片机课程信息量大，传统的教材一般是以单片机的结构和各模块的使用为核心进行编写的。这样的教材详细的解析了单片机的结构和各种功能，有利于学生全面掌握单片机的理论知识。但是这样的教学内容很少体现单片机知识在相关专业中的实际应用，使得学用脱节----既未能体现“素质教育”的现代教育理念，也没有体现单片机针对各专业所应有的“专业基础性”。因此，对单片机的教学内容进行必要的取舍和更新就显得十分必要。要坚持学以致用的原则来组织教学，以培养学生硬件设计能力与软件设计能力。

（2）改革教学模式

改革理论授课在先，实验实训在后的教学模式，大胆采用项目演示在先，理论授课在后的教学方式。实践教学中，通过教师的动手演示和讲解促进学生动手能力及分析解决问题能力的形成;通过学生亲自动手实践与分析确保每个学生专业实践能力的提高，另外，丰富的实践项目能增强学生学习专业技能的兴趣，促进理论知识的深入理解和消化。同时，要积极采用仿真教学，将仿真教学平台引入课堂教学和实践环节中。将Proteus与Keil集成环境相结合，搭建单片机系统仿真演示平台，完成电路设计、程序导人、系统调试和运行，让学生直观地了解单片机系统硬件、软件设计的整个过程;课下学生自己搭建平台，完整仿真作业、自由练习，或者设计一些感兴趣的项目。将仿真平台应用到实践教学中，学生根据实验室单片机的硬件资源配备，在仿真平台下提前完成实验内容预习;对没有安排的实验部分，学生在教学以外的时间，自己进行验证与实验;在课程设计、毕业设计、创新项目环节中可以利用该平台进行预研工作。仿真平台一定程度上可以弥补理论教学与实验脱节的尴尬，能有效提高学生的学习兴趣和主动性，有利于培养学生的项目设计的能力。

采用线上线下混合式教学模式，线上线下混合教学模式是指利用现代化的信息资源，教师精心制作线上（网络）的教学视频和各个知识点的PPT等学习资源，学生自主完成线上（网络）资源的学习，在线下（传统的课堂）教师对学生的反映的重点内容进行讲解，完成传道、授业、解惑的职责，使学生更好地掌握知识。

（3）改革考核形式

改革考核方法是教学改革的关键，由于《单片机原理及应用技术》课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的，《单片机原理及应用技术》课程的考核要体现出对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力以及综合运用能力的考核。为此，要加大实验考核的权重，降低理论考核权重，从而使得学生的考核更加科学合理。

（4）应用竞赛的方式培养学生的创新能力

电子技术的飞速发展，折射到电子设计竞赛上，体现为竞赛题目越来越贴近生产实际，实用性、 综合性越来越强，理念越来越反映行业的发展、社会的需要，形式越来越新颖且多样化。电子设计竞赛鼓励创新、鼓励实践、培养社会所需要的电子人才的根本宗旨，也使得电子设计竞赛体现出社会需求和技术发展的特点。以专业技能竞赛作为学生创新能力发挥的平台，通过参加各级各类项目申报和比赛，对于学生的创新能力的培养是重要的。教师应该鼓励和引导学生参与项目参加智能车、机器人、电子设计等比赛，以获得自身价值的实现和创新能力的提升。

结语：在培养高素质应用型本科人才的大背景下，改革紧紧围绕着软硬件结合类课程的教学目标，在重视学生基础理论知识的同时从教学模式、学科竞赛、创新创业教育及综合评价体系等多个方面入手建立多元化的评价体系去鼓励和引导学生向工程实践化转变，从而在培养学 生发现问题、分析问题、解决问题的能力上取得了一些 成果，也为探索相关体系改革提供了思路上的参考。

参考文献：

[1] 冯涛，李擎，崔家瑞，等.面向大学生科技竞赛的步进电机控制创新教学实训平台设计[J].实验技术与管理，2020，37（ 11）：110-115.

[2] 王通，朱士虎.“单片机原理与应用”课程教学改革研究[J].科技风，2020，7： 35-36.

[3] 曾妍.《单片机技术》混合教学模式研究与实践[J].教育现代化，2018，5（ 46） ： 119-121.