基于應用技術型大學的單片機課程教學改革

李敏　汪鑫　周冬芹

【摘要】單片機原理及應用是高校電子信息類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎課程。文章結(jié)合應用型本科的發(fā)展要求，從當前社會發(fā)展對應用型人才的需求出發(fā)，以提高學生運用理論知識指導實踐并解決問題的能力為目的，對單片機這門課程的教學進行了改革和探討。

【關鍵詞】單片機 應型人才 任務驅(qū)動

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）15-0021-02

單片機原理及應用這門課程是電子信息工程專業(yè)的一門重要的基礎課，實踐性強、綜合能力要求高是該門課程的特征。通過這門課程學習培養(yǎng)學生的單片機應用的硬件設計能力和軟件設計能力，這些是學生將來在相關專業(yè)就業(yè)工作的基本技能，因此這也是一門學生走向社會的 “飯碗” 型課程。所以，探索如何在教育教學過程中培養(yǎng)學生的實踐能力、綜合應用能力以及創(chuàng)新能力，使學生把專業(yè)知識應用于實際工作中，對于高校的教育工作者是十分必要的。

一、單片機教學的現(xiàn)狀

單片機原理及應用課程的教學內(nèi)容主要包括：單片機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及匯編、C語言程序設計、芯片內(nèi)部資源應用、中斷概念、外圍擴展方法、單片機應用系統(tǒng)等。教學目標是要求學生掌握單片機的工作原理，提高學生的相關應用系統(tǒng)的開發(fā)能力。目前在教與學中的問題：

1.課程學時零散

課堂教學屬于純理論教學，以課本內(nèi)容為主，內(nèi)容較為分散，學生學完后缺乏整體的系統(tǒng)概念。又因各個知識點的內(nèi)容太抽象，無法把所學的知識和實際聯(lián)系起來，應用到相應的系統(tǒng)中，更談不上開發(fā)、創(chuàng)新，達不到預期的效果。

2. 理論多、實踐少

理論多，實踐少在教學過程中造成的最直接影響就是學生對前面的單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)及引腳功能介紹感到枯燥、乏味，對單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏感性認識，而對后面章節(jié)的外圍接口電路如何擴展和連接等知識難以掌握，使得對學生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和實踐應用能力的提升受到限制。

3. 實驗方式單一

我校的單片機實驗環(huán)節(jié)，采用的實驗裝置是實驗箱，由于實驗箱高度集成，學生在做實驗時往往根本不需要了解實際的電路設計過程，只要簡單地按照實驗指導書接線，學生無法將理論與實際的元器件聯(lián)系起來。

二、改革思路與實施

1. 改革思路

為了化抽象為具體，增強學生的相關能力，提高實際教學效果，在教學中引入了任務驅(qū)動法以改進教學。

在教學過程中，通過案例組織相關教學內(nèi)容和知識點，把教學內(nèi)容隱含在每個任務之中，讓學生自己提出問題，經(jīng)過思考和教師的點撥，自己解決問題。把時間留給學生自己去思考學習和體會，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。在這個過程中借用仿真軟件進行仿真，并延伸到后期的課程設計中去把組建的仿真轉(zhuǎn)化為實際，這樣學生經(jīng)過分析、設計、仿真以及課程設計等一系列環(huán)節(jié)，使理論和實踐相統(tǒng)一，不僅鍛煉了硬件系統(tǒng)的設計能力，而且鍛煉了軟件編程能力。

2.實施

（1）方法

課程開始前，要求教師根據(jù)教學目標、課程內(nèi)容先進行教學設計，將課程知識點轉(zhuǎn)化為若干個教學子任務，上課時教師根據(jù)設計進度的需要想講理論知識，學生根據(jù)學到的知識，對每一階段的任務進行電路和仿真驗證實踐設計，在設計中發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)過分組討論，教師引導，共同完成該階段子任務。以后又在此基礎上引入新的知識點，進入下一步的設計任務，由此引導學生逐步完成完整任務。最后進行討論和總結(jié)。

另外，本門課程結(jié)束后就是相關課程設計，學生可以在該環(huán)節(jié)驗證所設計的系統(tǒng)。通過焊接、調(diào)試，鍛煉學生的實踐動手能力。同時，我們還鼓勵學生參加相關競賽，使學生的創(chuàng)新實踐能力得到更進一步的提升和鍛煉。

總之，學生通過分析、設計電路、編程、討論和實踐等環(huán)節(jié)，不僅提高了課程的學習效果，掌握了理論知識，而且培養(yǎng)了他們的實踐和團結(jié)協(xié)作能力。同時在整個過程中學生碰到許多問題，有的在教材上能找到答案，有的在教材上找不到，學生為了完成布置的任務就需主動去查資料，尋找解決辦法，所以在這過程中學生的研究能力和自學能力也得到了鍛煉。

（2）考核

隨著課程教學內(nèi)容的進行，不斷進行擴展、完善，到課程結(jié)束時，基本上形成了完整的系統(tǒng)。為了檢驗學生的學習效果，采用PPT報告的形式，每一組通過抽簽確定一個代表，介紹本組的系統(tǒng)實現(xiàn)，這一過程中，大家可以發(fā)表不同的觀點。通過小組之間的比較和交流，學生從其他小組學生的設計方法中在思路上能得到一些啟發(fā)。學生通過互評、自評，回答教師問題，平時上課表現(xiàn)等評定各小組成績，并規(guī)定該小組學生代表的成績決定了本組學生的成績，這樣從任務開始同一小組的學生就會團結(jié)合作，共同參與完成任務。

三、總結(jié)

在單片機課程中引入任務驅(qū)動法，在運用新知識解決問題的過程中，提高了學生的分析和解決問題的能力，同時讓理論與實踐相結(jié)合，提高了學生的興趣。學生通過分析、設計、仿真、實踐等環(huán)節(jié)，加深了對知識的理解和掌握，提高了實踐能力，分析和解決問題的能力也得以升華。

參考文獻：

[1] 張妍， 郭維威， 尹衍林，等. 基于創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的單片機教學改革探究[J]. 雞西大學學報， 2017， 17（8）：18-21.

[2] 歐陽慧平，王茜，朱江峰.系統(tǒng)化的“單片機應用技術” 課程建設與改革[J].職業(yè)與教育，2011（2）：146-147.

[3] 徐靜云， 李祖欣， 蔡志端，等. 基于開放式工程項目化的單片機教學改革與實踐[J]. 湖州師范學院學報， 2017（6）：60-64

2015年重慶市本科高?！叭匦袆佑媱潯碧厣珜I(yè)建設項目（渝教高〔2015〕69 號）。