基于Arduino的高職高專單片機相關(guān)課程改革設(shè)計

張江城 胡橙

摘 要：現(xiàn)階段我國高職院校的單片機相關(guān)課程的教學質(zhì)量一直存在問題，在高職單片機教學的過程中主要是以Arduino單片機為主，由于Arduino涉及的知識點較為全面，在教學過程中學生不能夠有效地進行消化，因此在學習Arduino的時候要不斷針對重點及難點進行合理規(guī)劃，因此對于現(xiàn)階段的高職院校單片機教學過程中，應(yīng)該對教學課程方案進行改革，使學生能夠高效地學習Arduino知識點。本文主要探究在Arduino高職高專單片機相關(guān)課程改革與設(shè)計方式。

關(guān)鍵詞：Arduino；高職高專；單片機；課程改革與設(shè)計

中圖分類號： G7 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-124-2

0 引言

在我國高職高專院校的教學過程中，單片機應(yīng)用是電氣專業(yè)的專業(yè)課程，對于單片機課程來說，是一種理論與實踐相結(jié)合的核心課程。在單片機教學的過程中，對于Arduino單片機的學習是一個重點，通過與不同單片機進行比較分析，能夠使學生對于Arduino單片機產(chǎn)生全新的認識，因此教師在教學的過程中，將Arduino課程的設(shè)計方案達到完善，使學生能夠高效合理的對其進行掌握與吸收。

1 現(xiàn)階段高職高專單片機課程存在問題

1.1 教學內(nèi)容不能夠被學生接納

在這幾年來說，高職高專學生的學習質(zhì)量較為低下，由于沒有合適的教學方式與課程方案，經(jīng)常導(dǎo)致教師在課堂上傳授的內(nèi)容不被學生接受。然而對于單片機這樣的理性思維較強的課程，對于高職高專的學生來說，掌握速度較慢，質(zhì)量也不夠好，因此使學生對單片機的重點沒辦法進行消化。對于現(xiàn)階段單片機教學來說，主要是根據(jù)不同的單片機進行了解其性能與掌握其用途，對于學生來說由于教師上課的過程中對教學方式不夠仔細與耐心，沒有針對學生進行系統(tǒng)合理的分析，因此經(jīng)常導(dǎo)致學生在學習單片機的過程中出現(xiàn)困惑。在Arduino單片機的教學過程中，教師經(jīng)常忽略對Arduino單片機的講解，沒有實際讓學生對Arduino單片機進行理解，因此才進一步導(dǎo)致學生對Arduino單片機的相關(guān)知識點有所誤解。在教學的過程中，由于單片機的教學內(nèi)容較難，使學生在學習的時候經(jīng)常會很吃力，對于單片機的組成、指令、系統(tǒng)等都有一定的困惑，在學習的時候不能夠使學生有效的進行接受與消化，使學生容易在學習的時候失去興趣。在教師教學的過程中，由于長時間遵循傳統(tǒng)的教學方針與理念，使學生沒有系統(tǒng)的對單片機進行合理的掌握，使學生在學習過程中過于機械化，不能夠有效的提高學生對知識的掌握和技能上的創(chuàng)新。

1.2 教學方式不能夠適用于學生全體

在傳統(tǒng)的單片機教學過程中來說，教師主要是依據(jù)教材將單片機的理論知識進行介紹，再針對驗證性實驗對單片機進行展示，因此這樣的教學方式已經(jīng)不能夠適用于所有的學生，對于現(xiàn)階段學生來說，只有將實踐與理論進行結(jié)合，才能夠掌握單片機的知識重點，也因此能夠培養(yǎng)出學生的動手操作能力。但是由于現(xiàn)階段教師的教學方式?jīng)]有得到合理的改善，因此一直使學生對單片機課程存在疑惑，因此這樣的傳統(tǒng)教學模式對高職高專院校來說是一個弊端。有一些高職高專院校雖然對單片機的教學設(shè)計全新的課程與整改方案，但是沒有針對大多數(shù)學生的學習方式，因此沒有將學生的學習興趣進行調(diào)動，在學習的過程中使學生的學習能力不夠完善，因此使學生的成績不夠理想。

2 Arduino單片機

Arduino是一個軟硬件平臺，主要依據(jù)于開發(fā)原始碼，因此構(gòu)建是原始碼simple I/O介面，能夠適用于JAVA C語言的Wiring開發(fā)。因此現(xiàn)階段高職高專的單片機教學過程中融入Arduino學習。由于Arduino自帶有USB端口，因此可以連接于電腦上，通過與連接器相連還可以使用于任何一種小型電子部件。Arduino單片機與傳統(tǒng)的單片機學習并不相同，在學習Arduino過程中可以不需要了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器的設(shè)置，僅僅需要對Arduino端口的作用，在Arduino語言中僅需要掌握簡單的幾個指令，對于學生來說Arduino更加能夠適用于自己動手操作，由于Arduino編程較為容易與簡單，因此在編程與設(shè)計上來說更加容易與快捷。對于學生來說較為容易，使學生在學習簡單的C語言就可以學習Arduino單片機。Arduino在近幾年來說應(yīng)用范圍較廣，已經(jīng)成為一個流行的硬件開發(fā)平臺，因此有很多人利用Arduino構(gòu)建一個較為小型的反饋系統(tǒng)，通過外在條件進行感知，按照之前設(shè)定好的程序進而通過繼電器等進行控制反饋。在Arduino中可以開發(fā)許多單片機項目，例如一些光控聲音實驗，搶答器等一些實驗。Arduino開發(fā)平臺的配置軟件較為容易，因此能夠使學生在掌握時更加快速。

3 Arduino單片機在高職高專課程中的應(yīng)用

3.1 建設(shè)單片機理論實踐一體化教室

在教學過程中，不光要注重對教學方式的改變，還要注重對教學環(huán)境的改良。一個優(yōu)秀全面的單片機教學教室也能夠激起學生的學習興趣。在學習Arduino單片的過程中，教師可以在實訓臺上配置一個小型Arduino實驗開發(fā)板、面包板以及所需要的所有的電子元件，能夠完成Arduino正常運行與開發(fā)，學生可以在面包板上直接進行線路的連接，不需要對電氣進行焊接，因此不僅能夠提高學生動手操作能力，使他們對Arduino單片機有一定的了解，還能夠保障所有電子元件能夠循環(huán)利用。在這樣的實驗室中還要配置常用的電子測量儀器和工具，還要為每一名學生標配一臺計算機和相應(yīng)的單片機編程軟件，能夠使學生理論與實踐共同結(jié)合，才能夠有效地掌握Arduino單片機的學習。

3.2 根據(jù)工作流程展開教學

在Arduino單片機的教學過程中，每一個根據(jù)單片機的教學項目都應(yīng)該將知識理論與實踐在一體化教室中進行實現(xiàn)，根據(jù)不同班級的實際情況，對學生進行適當分組，因此能夠調(diào)動學生的積極性，在教學的過程中進行不同的教學方案設(shè)計，任務(wù)的布置，任務(wù)的實施以及任務(wù)的檢驗，根據(jù)這三個步驟設(shè)立教學規(guī)劃與目標，使學生能夠按照教學要求進行操作。在任務(wù)布置中，教師結(jié)合Arduino重點對學生進行試驗觀察，引導(dǎo)學生注意操作安全，明確重點，以保障Arduino順利開展。在任務(wù)實施的過程中教師要不斷的觀察并且優(yōu)化每小組的設(shè)計方案與實驗電路，保障其準確性，才能夠使學生動手進行操作，要按照實驗設(shè)計方案進行明確的分工，因此才能夠高效的完成任務(wù)。在最后檢查考核的過程中，要考查學生對Arduino實驗的掌握情況，根據(jù)實驗結(jié)果進行分析，使學生在實驗的過程中體會Arduino中的知識重點與易錯點，在教師對學生進行考核的過程中規(guī)定，利用Arduino實驗開發(fā)板和普通的單片機沒有完成開發(fā)的小組，定位不合格，只利用Arduino實驗開發(fā)板完成任務(wù)的小組通過考核，但是成績處于中等，只利用于Arduino實驗開發(fā)板和普通的單片機開發(fā)板都完成任務(wù)的小組，在考核的過程中給予高分，通過考核能夠培養(yǎng)學生的動手操作能力與思維開發(fā)的能力，使學生有一定的收獲。通過對學生進行考核的教學方式，能夠調(diào)動學生的學習興趣，幫助學生能夠更加高效地掌握Arduino單片機的知識點，因此促使學生的單片機成績有進一步的提升。

4 結(jié)語

在高職高專單片機教學中加入Arduino學習能夠合理改善學生對單片機的認知，通過使用一體化的教學模式能夠幫助學生高效地掌握Arduino知識點，因此能夠使學生的興趣得到提升。Arduino教學與傳統(tǒng)的單片機并不相同，由于Arduino屬于較為特殊的單片機，因此在教學的過程中要通過實驗才能夠進行教學，使學生通過實驗加深對Arduino的了解，從而更加能夠提高學生的動手操作能力。

參 考 文 獻

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