貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革探析

徐萬(wàn)明　田紹東　楊宇　楊思陽(yáng)　楊敏　陳克林　周爽

摘要：通過對(duì)貴州黔東南、黔南及黔西南少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)的調(diào)研，從教學(xué)環(huán)境創(chuàng)造、課程內(nèi)容安排、實(shí)訓(xùn)開展方式、課程考核評(píng)價(jià)等方面探析符合貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校自身實(shí)際的單片機(jī)課程教學(xué)方法和課程評(píng)價(jià)考核方式。

關(guān)鍵詞：民族地區(qū)；高職院校；單片機(jī)；課程教學(xué)；改革探析

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）24-0161-02

Abstract： Through the field research of the current teaching situation of the Microcontroller Unit course （MCU） of higher vocational colleges in Qiannan， Qianxinan and Qiandongnan minority area in Guizhou province， this article analyze and discuss proper teaching methods and evaluation mechanism of MCU course suitable for the practical situation of minority area from the perspectives of novel creation of teaching environment， arrangement of curriculum， training mode and evaluation mechanism.

Key words： Minority areas； Higher vocational colleges； Microcontroller Unit； teaching of curriculum； reform analysis and discuss

單片機(jī)是電子信息類專業(yè)十分重要的課程，也是高職院校完成高素質(zhì)技能技術(shù)型人才培養(yǎng)必不可少的專業(yè)課程。貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校雖地處欠發(fā)達(dá)山區(qū)，自身發(fā)展受到諸多因素的制約，但對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求從未降低，緊密圍繞地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要開設(shè)電子信息及相關(guān)專業(yè)。

伴隨貴州大數(shù)據(jù)、大健康產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，早期“三線建設(shè)”駐黔電子企業(yè)及本土民營(yíng)企業(yè)對(duì)其人才需求的增多，電子信息類專業(yè)已逐步成為貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)。但在專業(yè)課程教學(xué)，尤其是難度較大，實(shí)踐性較強(qiáng)的單片機(jī)課程教學(xué)方面還存在諸多有待提高和改善之處，需結(jié)合貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校自身實(shí)際，進(jìn)行單片機(jī)課程的教學(xué)改革，探索符合當(dāng)?shù)厝瞬排囵B(yǎng)及職業(yè)崗位能力需要的教學(xué)思路和方法。

1貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

基于對(duì)貴州黔東南州、黔南州、黔西南州三地少數(shù)民族地區(qū)高職院校的走訪調(diào)研及師生的深入座談交流，發(fā)現(xiàn)貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)存在如下的現(xiàn)狀。

1.1 課程教學(xué)環(huán)境

1.1.1 學(xué)生素質(zhì)現(xiàn)狀

貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校電子信息類專業(yè)所錄取學(xué)生少數(shù)民族較多，高考分?jǐn)?shù)偏低，專業(yè)選擇盲目被動(dòng)；基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，理論學(xué)習(xí)困難，專業(yè)實(shí)踐技能訓(xùn)練積極性與主動(dòng)性不高；自我控制能力差，未來(lái)職業(yè)發(fā)展無(wú)規(guī)劃；團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)薄弱，自信心與創(chuàng)新精神欠佳等。

1.1.2 師資現(xiàn)狀

貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校能夠承擔(dān)單片機(jī)課程教學(xué)的師資嚴(yán)重不足，引進(jìn)困難，尤其是具有單片機(jī)技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員及學(xué)術(shù)帶頭人甚少。現(xiàn)行單片機(jī)任課教師存在理論知識(shí)扎實(shí)，但項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)缺乏；教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，但課程實(shí)踐教學(xué)欠缺；專業(yè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲取較多，但融入行業(yè)企業(yè)進(jìn)行實(shí)際開發(fā)較少；外派學(xué)習(xí)較多，但真正與單片機(jī)技術(shù)相關(guān)的學(xué)習(xí)較少等。

1.1.3 實(shí)訓(xùn)條件現(xiàn)狀

貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校受地方財(cái)政困難，教育經(jīng)費(fèi)注入不足的影響使單片機(jī)課程教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備陳舊、配置不足；專項(xiàng)資金投入不夠，實(shí)訓(xùn)條件簡(jiǎn)陋；實(shí)訓(xùn)室缺乏專人負(fù)責(zé)，管理不規(guī)范；實(shí)訓(xùn)教師對(duì)實(shí)訓(xùn)重視程度有待加強(qiáng)，學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)開展積極性有待提高等。

1.2 課程教學(xué)內(nèi)容與考核

在單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容安排方面，貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校普遍仍以單片機(jī)理論教學(xué)為主，注重培養(yǎng)學(xué)生程序編寫能力，尤其是匯編程序的編寫能力，缺乏基于實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)的創(chuàng)新性教學(xué)方式。部分院校甚至沒有開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，僅完成基于匯編語(yǔ)言的單片機(jī)最小系統(tǒng)理論教學(xué)，對(duì)單片機(jī)的通信功能、傳感器技術(shù)及C語(yǔ)言在單片機(jī)中的應(yīng)用等重要內(nèi)容并為涉及。同時(shí)，在單片機(jī)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程開設(shè)的先后、課時(shí)分配、任課教師安排等方面也存在諸多不足。

在課程考核評(píng)價(jià)方面，大多數(shù)院校僅考核學(xué)生的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，而對(duì)課程的學(xué)習(xí)過程，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及課程設(shè)計(jì)完成情況等核心內(nèi)容并未進(jìn)行考核，考核評(píng)價(jià)過于單一，不能較好地進(jìn)行學(xué)生課程掌握情況的客觀綜合評(píng)價(jià)。

2 貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)改革思考

貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)應(yīng)結(jié)合自身特點(diǎn)，培養(yǎng)符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)技能技術(shù)型人才。

2.1 現(xiàn)行課程教學(xué)環(huán)境改變探索

在學(xué)生素質(zhì)提升方面，貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校很難在招生錄取階段來(lái)提高進(jìn)入電子信息類專業(yè)的學(xué)生文化素質(zhì)，但可從學(xué)生進(jìn)校后對(duì)專業(yè)興趣的培養(yǎng)方面著手，改善學(xué)生綜合素質(zhì)。如在專業(yè)基礎(chǔ)課中增加動(dòng)手能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)（仿真實(shí)訓(xùn)也可），為后續(xù)難度更大的單片機(jī)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)；成立單片機(jī)學(xué)習(xí)興趣小組，通過興趣小組的積極主動(dòng)性來(lái)帶動(dòng)整個(gè)大環(huán)境的改變；積極組隊(duì)參加校、州、省及國(guó)家的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用及相關(guān)技能大賽，以大賽營(yíng)造學(xué)習(xí)環(huán)境；通過專升本考試中對(duì)專業(yè)課程的要求和學(xué)生對(duì)進(jìn)入本科院校繼續(xù)深造的渴望，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)等。

在師資水平優(yōu)化方面，貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及院校需要，積極爭(zhēng)取電子信息類緊缺人才，尤其是高層次人才的引進(jìn)政策，解決單片機(jī)骨干教師及學(xué)術(shù)帶頭人缺乏現(xiàn)狀；積極從行業(yè)企業(yè)或校企合作單位尋求師資及師資培養(yǎng)，讓行業(yè)專家融入教學(xué)，讓一線教學(xué)人員融入行業(yè)，進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)交流，實(shí)現(xiàn)自我培養(yǎng)，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量；現(xiàn)行單片機(jī)教學(xué)人員應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)，積極尋找單片機(jī)學(xué)習(xí)途徑，爭(zhēng)取單片機(jī)技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)議及培訓(xùn)；積極以大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、區(qū)域行業(yè)單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)競(jìng)賽等為引領(lǐng)，主動(dòng)找項(xiàng)目、做項(xiàng)目、總結(jié)項(xiàng)目，從而來(lái)提高教師自身的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)水平。

在實(shí)訓(xùn)條件改善方面，貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校應(yīng)積極尋求資金注入，建立校內(nèi)單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室；或?qū)で笮Ｆ蠛献鲉挝弧⑿袠I(yè)企業(yè)、院校共建等方式建立實(shí)訓(xùn)室。針對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，沒有必要購(gòu)買昂貴的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)等，通過電子商務(wù)，購(gòu)買設(shè)計(jì)合理、功能模塊齊全、支持在線調(diào)試、便于攜帶、支持C語(yǔ)言、具有配套教程及完整的程序?qū)嵗鹊膯纹瑱C(jī)開發(fā)板即可。同時(shí)，要為開發(fā)板配套邏輯分析儀、萬(wàn)用表、示波器等常用電子儀器儀表及工具。在實(shí)訓(xùn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)充足的情況下，可考慮配備臺(tái)式電腦，若經(jīng)費(fèi)不足，鑒于當(dāng)代大學(xué)生筆記本電腦覆蓋率較高的條件下，可兩人配套一臺(tái)自帶筆記本電腦，即可滿足實(shí)訓(xùn)條件要求，又為學(xué)生課余自學(xué)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)環(huán)節(jié)服務(wù)。

2.2課程合理安排

2.2.1 微控制器選擇

當(dāng)下，單片機(jī)種類及型號(hào)較多，合理選擇一款單片機(jī)種類及型號(hào)是初學(xué)單片機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵，是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的重中之重。單片機(jī)種類及型號(hào)的選擇一定要結(jié)合實(shí)訓(xùn)室所配套的開發(fā)板或校企合作單位等所使用的機(jī)型，但主要還是以便于教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)為主。因51單片機(jī)市場(chǎng)份額占有量大、使用年限長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)資源和學(xué)習(xí)參考資料豐富且獲取容易，考慮到初學(xué)者對(duì)硬件資源的應(yīng)用能力，建議以宏晶科技生產(chǎn)的STC89C52RC單片機(jī)作為主控芯片進(jìn)行教學(xué)。

2.2.2 課程及內(nèi)容安排

單片機(jī)課程應(yīng)安排在電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言等專業(yè)基礎(chǔ)課程完成之后，可與電子元器件識(shí)別與檢測(cè)、電子線路繪圖與制板、傳感器技術(shù)應(yīng)用等專業(yè)課程同時(shí)進(jìn)行。在開設(shè)上述專業(yè)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)之上，建議單片機(jī)課程總學(xué)時(shí)為108（即每周6學(xué)時(shí)），其中理論占20%左右，實(shí)踐占80%左右。單片機(jī)技術(shù)是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以實(shí)踐為主導(dǎo)，理論融入實(shí)踐過程且夠用為原則，邊做邊學(xué)，不能只強(qiáng)調(diào)理論而輕實(shí)踐。

鑒于貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校授課對(duì)象特點(diǎn)，課程主要內(nèi)容應(yīng)包括微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介、單片機(jī)概述、所選單片機(jī)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部資源介紹、單片機(jī)時(shí)序及工作方式、匯編指令及時(shí)序簡(jiǎn)介、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O接口、單片機(jī)串行通信（主要有UART、I2C、SPI、485通信等）、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等。在教學(xué)過程中，所應(yīng)包括的硬件主要有LED、LED點(diǎn)陣、數(shù)碼管、LCD、矩陣按鍵、步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴器、傳感器（如溫度、紅外、壓力等傳感器）、A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片、時(shí)鐘芯片、存儲(chǔ)芯片等。

2.3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)開展

單片機(jī)課程教學(xué)應(yīng)以實(shí)訓(xùn)教學(xué)為主并綜合考慮學(xué)生特點(diǎn)，實(shí)訓(xùn)開展應(yīng)包含單個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中注重“做中學(xué)，學(xué)中做，邊學(xué)邊做”。任課教師在單個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中應(yīng)在講解硬件原理和程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行操作演示的同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生操作，直至完成實(shí)訓(xùn)效果。效果出來(lái)后，任課教師針對(duì)實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)對(duì)所做的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行再一次的總結(jié)性講解，以達(dá)到學(xué)生掌握所布置實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的目的。綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目應(yīng)預(yù)先布置任務(wù)和學(xué)生分組（2人一組為宜），課堂由任課教師對(duì)任務(wù)中所涉及的硬件和軟件及前期所學(xué)本實(shí)訓(xùn)所需用的知識(shí)進(jìn)行講解。學(xué)生結(jié)合老師的講解和所提供的硬軟件參考資料，以組為單位，開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。課程后期，應(yīng)專門安排1到2周，以3人為一組，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。選用適合高職院校學(xué)生及難度適中的課題作為單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的題目，引進(jìn)全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽流程及相關(guān)規(guī)則融入課程設(shè)計(jì)，體驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)過程，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)能力。同時(shí)鑒于對(duì)學(xué)生仿真能力培養(yǎng)的必要性，建議在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中融入Keil和Protues仿真教學(xué)。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)制作實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)書或課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及考核評(píng)價(jià)表，教學(xué)過程采用項(xiàng)目化教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，融入“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查及評(píng)價(jià)”的教學(xué)組織形式并做好學(xué)時(shí)分配。

2.4 課程考核評(píng)價(jià)創(chuàng)新

鑒于課程實(shí)踐性較強(qiáng)，考核不能單一的出套紙質(zhì)試題進(jìn)行考核，尤其不能只進(jìn)行理論而忽略實(shí)踐的考核，應(yīng)以過程考核，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果。

3 總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)行貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校單片機(jī)課程教學(xué)還存在諸多不足和有待改進(jìn)之處。身處該地區(qū)的單片機(jī)課程任課教師應(yīng)在課程教學(xué)條件、課程內(nèi)容安排、實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式、課程考核評(píng)價(jià)等方面結(jié)合自身院校實(shí)際，探索符合授課對(duì)象及課程特點(diǎn)的教學(xué)方法，提高貴州少數(shù)民族地區(qū)高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量，進(jìn)而為地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展服務(wù)。

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