單片機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)改革探索

史學(xué)梅

摘要：從單片機(jī)角度分析了二本院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才時面臨的主要問題，闡述了課程安排、教材使用、理論教學(xué)、實踐教學(xué)、學(xué)生的興趣、對口生培養(yǎng)、普高生培養(yǎng)等存在的主要問題。最后提出改革方案：教材的選擇，不同學(xué)生應(yīng)該采用不同的培養(yǎng)計劃，要體現(xiàn)因材施教，理論教學(xué)改革、實踐教學(xué)改革及實驗人員改革。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；應(yīng)用；教學(xué)；改革；實驗

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-1580（2017）06-0086-03

隨著機(jī)器人時代的到來，將需要越來越多的機(jī)器人人才，而單片機(jī)是機(jī)器人方向的核心專業(yè)課，單片機(jī)也是電子專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和嵌入式方向的重要基礎(chǔ)課。單片機(jī)應(yīng)用在日常生活中隨處可見，如報警器、溫度控制儀、數(shù)字電視等，而且每年國家級和省級比賽都有單片機(jī)或電子設(shè)計大賽。當(dāng)今社會最需要應(yīng)用型人才，參加單片機(jī)或電子設(shè)計大賽也需要掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。單片機(jī)傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)出來的學(xué)生實踐動手能力很差且理論知識也欠缺，為了培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用型人才，單片機(jī)教學(xué)改革迫在眉睫。

一、單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

1.課程安排與教材

學(xué)校培養(yǎng)方案不合理，課程安排不當(dāng)，單片機(jī)課程被安排在和微機(jī)接口技術(shù)、匯編語言一起上，又和微機(jī)接口技術(shù)、匯編語言同一學(xué)期同時上，而且在計算機(jī)組成原理前面上。學(xué)生前期的基礎(chǔ)沒打好，微機(jī)接口技術(shù)還沒上，很多理論也沒學(xué)，對芯片引腳等概念是空白；匯編語言基礎(chǔ)也沒有；對計算機(jī)內(nèi)部工作原理和基本組成原理也不了解。教材也沒有針對性，電子專業(yè)和計算機(jī)專業(yè)教材沒什么區(qū)別，且都較繁雜，沒有量身定做的教材。

2.理論教學(xué)與實踐教學(xué)、基礎(chǔ)與興趣

學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)得不扎實，如模擬電子技術(shù)比較難，學(xué)生普遍反應(yīng)學(xué)得不行，即使是電子專業(yè)學(xué)生模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)打得也不牢，這影響后繼課程學(xué)習(xí)，學(xué)數(shù)字電路困難，直接導(dǎo)致學(xué)單片機(jī)更迷茫，自然沒學(xué)習(xí)興趣。且學(xué)校的單片機(jī)理論教學(xué)按傳統(tǒng)的教材和大綱編排，理論課時遠(yuǎn)大于實踐課時。結(jié)果單片機(jī)課程上完了很多學(xué)生還是一知半解。

理論課較多又很枯燥，這很難激發(fā)學(xué)生興趣，且實踐教學(xué)既教條又流于形式，其基本上都是每部分知識的獨立驗證或設(shè)計。

3.對口本科生與普高本科生教學(xué)

對口生指的是中等職業(yè)學(xué)校、職業(yè)高中的部分學(xué)生參加對口高考考取大學(xué)的學(xué)生。學(xué)校有普通高中考進(jìn)來的本科生（以下簡稱普高生）和對口高考考進(jìn)來的本科生（以下簡稱對口生）。對口生也普遍反映理論課難學(xué)，對口生和普高生所學(xué)的課程如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、微機(jī)接口技術(shù)等都用一樣的教材。對口生本來中學(xué)數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)就薄弱，且對口生計算機(jī)專業(yè)女生比較多，女生對硬件感興趣的相對比較少，又因為單片機(jī)理論也比較抽象，故她們對單片機(jī)課很難產(chǎn)生興趣。

4.實驗室人員現(xiàn)狀

在二本高校里，實驗室人員會選擇轉(zhuǎn)崗，轉(zhuǎn)到專職教師崗或行政崗等，同時職稱也由實驗系列轉(zhuǎn)成其他，如從實驗師轉(zhuǎn)成講師等。還有一種奇怪的現(xiàn)象：把實驗人員拿去補(bǔ)其他崗位空缺，其他哪個崗位需要人就把實驗室人員調(diào)過去，部分實驗人員不能從事實驗工作，造成張冠李戴現(xiàn)象也很普遍，更沒有專職實驗老師，實驗課全部由上理論課的老師兼任，實驗人員幾乎每個系都缺，一方面把實驗人員調(diào)離實驗崗，另一方面又招實驗人員。

二、單片機(jī)教學(xué)改革探索

1.課程安排與教材改革嘗試

學(xué)校應(yīng)該調(diào)整培養(yǎng)方案，把匯編語言安排在單片機(jī)前面開課，微機(jī)接口技術(shù)也應(yīng)該安排在單片機(jī)課程前面開課，匯編語言和微機(jī)接口技術(shù)學(xué)完后再開單片機(jī)課。學(xué)習(xí)過8086、8088、輸入輸出概念及程序設(shè)計方法、中斷基礎(chǔ)，同時學(xué)習(xí)過微機(jī)接口基本知識、微處理器、地址譯碼技術(shù)及存儲器接口、DMA技術(shù)、定時/計數(shù)技術(shù)、并行接口、串行通信接口、總線技術(shù)等，為學(xué)生單片機(jī)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

不同專業(yè)使用的單片機(jī)教材側(cè)重點應(yīng)該不同，因為機(jī)電、電子、自動化專業(yè)對電路設(shè)計要求高，故應(yīng)該選用對電路設(shè)計重點介紹的教材；而計算機(jī)相關(guān)專業(yè)注重軟件設(shè)計及應(yīng)用，應(yīng)該使用偏軟件應(yīng)用的教材；但物聯(lián)網(wǎng)嵌入式方向?qū)τ布O(shè)計有要求，應(yīng)該選擇對硬件設(shè)計做部分介紹的教材。

2.理論教學(xué)改革嘗試

單片機(jī)前導(dǎo)課程應(yīng)該做為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，如模擬電子技術(shù)應(yīng)該增加實踐環(huán)節(jié)，數(shù)字電路可做一些綜合性設(shè)計實踐，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)。單片機(jī)教學(xué)應(yīng)該打破傳統(tǒng)教學(xué)理念，不能以書本上每章零散的知識為依據(jù)獨立授課，而應(yīng)以項目驅(qū)動為例，在項目中穿插相關(guān)概念、程序設(shè)計方法與指令結(jié)構(gòu)、單片機(jī)硬件構(gòu)成及原理等。

3.對口本科生與普高本科生并發(fā)教學(xué)改革

對口生和普高生各有各的優(yōu)勢和弱勢。對口生學(xué)習(xí)技能能力和組織領(lǐng)導(dǎo)能力比普高生占優(yōu)勢；但是普高生的文化基礎(chǔ)比對口生好，普高生理論學(xué)習(xí)能力普遍比對口生強(qiáng)，但普高生學(xué)習(xí)技能能力比對口生弱。

對口生和普高生培養(yǎng)方案應(yīng)該體現(xiàn)因材施教。對口生應(yīng)先打好文化課基礎(chǔ)，然后注重技能實操訓(xùn)練。單片機(jī)應(yīng)該增加實踐課時，對口生多做實踐項目，且做實踐項目不能流于形式，不能只寫一篇項目報告，應(yīng)有具體的項目成品并演示。普高生文化基礎(chǔ)不用補(bǔ)，對他們理論教學(xué)適當(dāng)深入一點，然后再對他們加強(qiáng)實踐教學(xué)。對口生偏實操，普高生稍偏理論。

計算機(jī)專業(yè)對口生女生多，且女生大多不喜歡硬件，因此可讓她們選擇專業(yè)方向，愛好硬件的女生選擇嵌入式方向，這部分學(xué)生單片機(jī)要重點系統(tǒng)教學(xué)；另外一部分學(xué)生選擇其他專業(yè)方向，如軟件工程方向，其他專業(yè)方向單片機(jī)做為選修課，這部分學(xué)生主要掌握單片機(jī)基礎(chǔ)常識。

4.實踐教學(xué)改革嘗試

單片機(jī)現(xiàn)在理論課時是48節(jié)，而實踐課時是20節(jié)，要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的，就應(yīng)該偏重實踐，把實踐放到最核心的位置上，實踐課時應(yīng)該增加，實踐課時應(yīng)該比理論課時多。實踐也要有綜合設(shè)計部分，綜合設(shè)計項目的選擇應(yīng)該體現(xiàn)實用性。實訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)該有難有易，對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生選做相對容易的實驗，而學(xué)有余力的同學(xué)可選擇有一定難度的實驗題做。應(yīng)該先讓學(xué)生自己試著做實驗，等本實驗項目課快結(jié)束時再給參考代碼等，否則學(xué)生會有依賴性，他們不自己探索而直接參考所給的資料。

單片機(jī)應(yīng)該開設(shè)課程設(shè)計，要結(jié)合所學(xué)的理論知識設(shè)計選題，以應(yīng)用為導(dǎo)向，以學(xué)生自主開展科研活動為指導(dǎo)組織單片機(jī)課程設(shè)計?，F(xiàn)在其他課程設(shè)計是一人一組，單片機(jī)課程設(shè)計應(yīng)該幾個同學(xué)為一組組成一個團(tuán)隊，并選基礎(chǔ)好的學(xué)生為組長，由隊長負(fù)責(zé)本團(tuán)隊同學(xué)分工，如有負(fù)責(zé)系統(tǒng)分析的、有負(fù)責(zé)硬件電路設(shè)計的、有負(fù)責(zé)軟件設(shè)計的、有負(fù)責(zé)測試的，大家相互協(xié)作共同完成本隊項目。通過分組課程設(shè)計可培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊凝聚力，培養(yǎng)學(xué)生組織領(lǐng)導(dǎo)能力、培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新精神，也為學(xué)生后繼課程學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

興趣是最好的老師，應(yīng)該先安排學(xué)生到實訓(xùn)基地參觀，學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣后，他們學(xué)習(xí)單片機(jī)會很鉆研。

應(yīng)該適當(dāng)增加實訓(xùn)經(jīng)費?，F(xiàn)在實驗室投入的經(jīng)費不少，但多是投入在物聯(lián)網(wǎng)實驗室、智能交通沙盤、網(wǎng)絡(luò)工防方面，而單片機(jī)實驗或教學(xué)用的示波器、烙鐵、洞洞板、彈性小按鍵、杜邦線等都沒有，應(yīng)該增加單片機(jī)實訓(xùn)耗材經(jīng)費投入，實驗室應(yīng)該備一些LED燈、電路板等供師生實踐所用。

可讓部分有潛力且愛好單片機(jī)的同學(xué)從大一下學(xué)期開始進(jìn)入實驗室，提前實踐單片機(jī)，并適當(dāng)指導(dǎo)，等到大二、大三這部分學(xué)生應(yīng)該基礎(chǔ)不錯了，可以參加些單片機(jī)競賽。

5.實驗室人員的調(diào)整

應(yīng)該徹底改變實驗室實驗人員現(xiàn)狀。實驗人員沒有地位、待遇也不高、工作條件和環(huán)境又比教師差且要坐班，他們才選擇轉(zhuǎn)崗；也有部分實驗人員想從事實驗工作，卻被調(diào)走從事其他工作，這是學(xué)校決策的缺失，也磨滅了實驗人員的工作激情，再不改革將無法適應(yīng)現(xiàn)代化科技發(fā)展。

實驗人員工作環(huán)境差，計算機(jī)、實驗箱、開發(fā)板、沙盤等都會產(chǎn)生和發(fā)出電磁射線和電磁波等輻射，另外實驗室各種設(shè)備還會有噪音、紫外線、紅外線以及可見光等多種污染。應(yīng)該提高實驗人員的待遇，以待遇留人、感情留人、環(huán)境留人。實驗人員被調(diào)去填補(bǔ)其他崗位的應(yīng)再調(diào)回實驗室，實驗人員就應(yīng)該從事實驗工作；為了提高實驗人員的業(yè)務(wù)水平，應(yīng)當(dāng)提供機(jī)會培訓(xùn)實驗人員。不能所有實驗課都讓理論課老師兼任，應(yīng)該配備專門的實驗老師從事實踐教學(xué)工作。

三、結(jié)束語

隨著信息化社會的進(jìn)一步發(fā)展，智能化程度越來越高，單片機(jī)應(yīng)用也滲入到各行各業(yè)，將急切需要大量單片機(jī)高水平應(yīng)用人才，要深化單片機(jī)教學(xué)改革，應(yīng)該打破傳統(tǒng)教學(xué)理念，既注重理論教學(xué)，又加強(qiáng)實訓(xùn)操作，在實踐中進(jìn)一步完善教學(xué)改革，不斷創(chuàng)新，才能實現(xiàn)單片機(jī)高素質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)。

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[責(zé)任編輯：馬妍春]