基于互聯(lián)網(wǎng)+的高校單片機(jī)課程改革

吳險(xiǎn)峰

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程是高校計(jì)算機(jī)嵌入式類、電子信息類、電氣類等專業(yè)的重要專業(yè)課程。各學(xué)校實(shí)驗(yàn)硬件每個(gè)學(xué)校都不相同，以及實(shí)驗(yàn)條件的差距，有些甚至是全虛擬化實(shí)訓(xùn)，不便于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能，也難以組織實(shí)操標(biāo)準(zhǔn)化考試。針對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”國(guó)家戰(zhàn)略，探索課程發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+”模式——購(gòu)教材免費(fèi)贈(zèng)送開發(fā)板，廠家靠后期的互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)等來(lái)獲得收益。利用創(chuàng)新模式便于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)考證標(biāo)準(zhǔn)化。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)教學(xué)；互聯(lián)網(wǎng)+；單片機(jī)實(shí)訓(xùn)設(shè)備

中圖分類號(hào)：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）49-0250-02

一、引言

單片機(jī)這一課程是綜合性十分大的一門課，與其相關(guān)的課程有數(shù)模電路，編程語(yǔ)言，單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。而當(dāng)前單片機(jī)課程在不同高校里的側(cè)重點(diǎn)各不相同，但大多數(shù)都偏向注重軟件編程設(shè)計(jì)，較少關(guān)注到其他知識(shí)理論體系。這也就是為什么有些高校將嵌入式等專業(yè)安排在軟件學(xué)院（系）而有些學(xué)校卻將其設(shè)置在機(jī)電學(xué)院（系）的原因。同時(shí)多數(shù)高校的單片機(jī)教學(xué)都是偏重于理論性教學(xué)，較少關(guān)注到學(xué)生實(shí)踐性操作。有些教材實(shí)踐操作也都以敘述講解為主，較注重元器件及相應(yīng)電路內(nèi)部機(jī)理的研究，較少注重元器件及各典型電路外部機(jī)理的研究及典型應(yīng)用[1]。并較少有綜合類實(shí)驗(yàn)，不利于提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。而在綜合性的課程中側(cè)重點(diǎn)的不同必將導(dǎo)致某些教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生的學(xué)習(xí)盲點(diǎn)和誤區(qū)，且在教學(xué)過(guò)程中也會(huì)因不兼容的各理論體系造成教學(xué)內(nèi)容的枯燥、乏味，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時(shí)單片機(jī)課程也是一門講究實(shí)踐性的課程，除了上述原因?qū)е碌膶W(xué)生實(shí)踐能力不足以外，單片機(jī)設(shè)備陳舊，實(shí)踐教學(xué)過(guò)于僵硬和機(jī)械化也是一“硬傷”。而教師的授課現(xiàn)狀也大多以多媒體與板書結(jié)合，很少會(huì)有實(shí)際的樣例和單片機(jī)開發(fā)板的實(shí)例操作。幾乎純理論的輸出教學(xué)和僵硬的實(shí)踐操作也給大多數(shù)學(xué)生造成一種深?yuàn)W、枯燥難懂、毫無(wú)趣味性可言的印象。故對(duì)單片機(jī)的教材內(nèi)容的再設(shè)計(jì)、教學(xué)方式的改革以及解決陳舊的實(shí)驗(yàn)箱設(shè)備等問題是刻不容緩的。

二、單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

1.課堂教學(xué)環(huán)境。在當(dāng)前的教學(xué)過(guò)程中，教師大多以多媒體、板書或二者結(jié)合的方式教學(xué)。但大多數(shù)的教學(xué)都以多媒體教學(xué)為主。而多媒體教學(xué)課信息量太大的現(xiàn)象普遍存在，這會(huì)使學(xué)生或囫圇吞棗、不求甚解，或窮于筆記、忽略聽課，或注意了聽課而疏于筆記，使學(xué)生產(chǎn)生窮于應(yīng)付、“累”的感覺，教學(xué)效果反而不如傳統(tǒng)方法理想，陷入了所謂的“電灌”陷阱。而在理論知識(shí)繁多綜合性強(qiáng)的單片機(jī)課程中，教師的這種枯燥的PPT教學(xué)模式內(nèi)容就易于使得學(xué)生掉進(jìn)“電灌”陷阱中。故此在注重應(yīng)用性的單片機(jī)課程里，應(yīng)該奉行教學(xué)信息的適量性原則，對(duì)于單片機(jī)各單元硬件模塊、寄存器、功能指令等相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行兼容性的簡(jiǎn)單講解，不必太過(guò)于詳細(xì)，其具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)于操作實(shí)例的應(yīng)用中學(xué)習(xí)。做到“學(xué)，做，練”一體化的教學(xué)模式。

2.單片機(jī)教材與教學(xué)設(shè)備。當(dāng)前的單片機(jī)教學(xué)環(huán)境現(xiàn)狀主要存在教材設(shè)計(jì)不合理以及教學(xué)設(shè)備陳舊落后這兩個(gè)問題。教材問題，單片機(jī)教學(xué)中所用教材目前普遍存在的問題為，內(nèi)容陳舊、過(guò)于理論化、學(xué)生接受程度低[2]。而在實(shí)驗(yàn)設(shè)備問題上則是大多數(shù)學(xué)校還是以落后實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，此類實(shí)驗(yàn)箱都是帶有實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書，學(xué)生只需按部就班地搭載幾個(gè)簡(jiǎn)單的線路接口，燒錄給出的源碼就可以完成實(shí)驗(yàn)要求。這樣一來(lái)使本門課程的教學(xué)變成了純機(jī)械性的操作，而在真正的開發(fā)板上運(yùn)行發(fā)生錯(cuò)誤，往往無(wú)法調(diào)試出錯(cuò)誤的所在。這種教學(xué)方式實(shí)際上并不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力更別說(shuō)綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力，只是走馬觀花過(guò)過(guò)形式的實(shí)驗(yàn)課。

3.結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+的線上教育。在如今手機(jī)、平板等移動(dòng)端設(shè)備的成熟應(yīng)用，以及移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展下，人們的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間都已從連續(xù)、固定、封閉走向開放、多元的狀態(tài)[3]。正是線上教育的這種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式的開放、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)碎片化。而這種碎片化的學(xué)習(xí)氛圍下導(dǎo)致多數(shù)人都有持續(xù)的注意力下降，注意力穩(wěn)定性變?nèi)跻妆恢苓呅畔⒏蓴_等問題。本課程出陳推新，創(chuàng)立“互聯(lián)網(wǎng)+”的教材新模式。在其打造的單片機(jī)學(xué)習(xí)生態(tài)鏈中，就有由于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)碎片化的方式對(duì)于學(xué)習(xí)人群影響，而推出的“微課”教學(xué)視頻。而關(guān)于“微課”的特點(diǎn)在于人們已然開始受不了那種傳統(tǒng)的上達(dá)幾十分鐘的教學(xué)視頻，即冗長(zhǎng)、煩瑣又毫無(wú)趣味性可言。

4.“互聯(lián)網(wǎng)+”新模式——附贈(zèng)開發(fā)板。就上文所述，除卻教材設(shè)計(jì)上的不足之外，教學(xué)設(shè)備上的短板也是單片機(jī)教學(xué)的一大痛腳。從損耗程度來(lái)說(shuō)，各高校的損耗程度不一，但由于實(shí)驗(yàn)箱這類設(shè)備的損耗十分快，所以絕大多數(shù)的設(shè)備不是老化老舊就是“缺胳膊少腿”的狀態(tài)，而各高校又不大可能持續(xù)用資金輸出來(lái)維持設(shè)備上穩(wěn)定，這樣就導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)操學(xué)習(xí)上的不穩(wěn)定性。加之本來(lái)在實(shí)驗(yàn)箱上操作就屬于“小白”式的學(xué)習(xí)，按照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書上的幾個(gè)簡(jiǎn)單操作進(jìn)行實(shí)操性學(xué)習(xí)是十分不可取的。況且實(shí)驗(yàn)箱的局限性太大，它只能完成規(guī)定范圍的實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行裁剪、移植等操作，給學(xué)生發(fā)揮想象的空間過(guò)于狹隘。故此，對(duì)于教學(xué)設(shè)備上的改革也是刻不容緩的。現(xiàn)今多數(shù)力求在單片機(jī)設(shè)備上改革的前輩們的主流觀點(diǎn)是用仿真軟件proteus與實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行有機(jī)的融合教學(xué)。這種改革觀點(diǎn)也不失為一種創(chuàng)新的想法，但在實(shí)施教學(xué)過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到一些瓶頸。這種改革在某種程度上雖有利于學(xué)生動(dòng)手能力及想象空間的發(fā)展，卻仍是無(wú)法解決實(shí)驗(yàn)箱不能進(jìn)行移植、裁剪等操作的短板問題。且就仿真軟件在課堂上的教學(xué)收獲性來(lái)說(shuō)，它對(duì)于學(xué)生的趣味吸引性遠(yuǎn)低于實(shí)物操作教學(xué)，學(xué)生也容易在實(shí)操過(guò)程中對(duì)復(fù)雜、晦澀難懂的教學(xué)部分喪失對(duì)于學(xué)習(xí)的動(dòng)力。故此，本課程推出基于互聯(lián)網(wǎng)+的“教材附贈(zèng)開發(fā)板”模式。把單片機(jī)開發(fā)板附贈(zèng)與學(xué)生個(gè)體后，學(xué)生對(duì)于私人使用物品與公共教學(xué)資源是保護(hù)性態(tài)度是不同的，這在某些程度上就緩解設(shè)備過(guò)快損耗的缺點(diǎn)，同時(shí)也為高校省下一大筆設(shè)備維護(hù)和更新的費(fèi)用。且開發(fā)板操作性十分多樣化，既能進(jìn)行基礎(chǔ)的操作學(xué)習(xí)又可以再進(jìn)一步地學(xué)習(xí)一些拓展內(nèi)容。移植和裁剪也是十分靈活及多樣化。將開發(fā)板代替實(shí)驗(yàn)箱，并與改革后c51單片機(jī)教材模塊進(jìn)行逐一的無(wú)縫銜接，使得教材與教學(xué)設(shè)備都能發(fā)揮其最大效用，從而讓學(xué)生獲得更好的教學(xué)體驗(yàn)。

三、體系認(rèn)證

相比較于軟件編程類的各種權(quán)威抑或標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)證考試來(lái)說(shuō)，硬件體系的認(rèn)證考試一直都是一個(gè)難以解決的問題。各大機(jī)構(gòu)的“各自為證”和市面上開發(fā)板硬件考試的不統(tǒng)一等原因?qū)е轮两穸紵o(wú)法解決這一認(rèn)證難題。本課程推出基于互聯(lián)網(wǎng)+的“教材附贈(zèng)開發(fā)板”模式，開發(fā)板歸學(xué)生所有。學(xué)生可以利用通過(guò)考試平臺(tái)，自帶開發(fā)板進(jìn)行相關(guān)考試。

四、實(shí)踐數(shù)據(jù)

以本課程為思路的基于互聯(lián)網(wǎng)+的單片機(jī)教材以《51單片機(jī)項(xiàng)目教程（C語(yǔ)言）》已經(jīng)上市，在京東天貓等主流平臺(tái)發(fā)售。受到廣大學(xué)子的熱烈歡迎，目前上市不到一年，在京東的銷量已經(jīng)穩(wěn)居同類產(chǎn)品前三位。同時(shí)，本教材還被工信部教育與硬件工程師高級(jí)職業(yè)教育列為推薦教材。

五、結(jié)論

在創(chuàng)新的教學(xué)與教材改革模式，必然考慮不足或有遺漏之地。但在當(dāng)前形式下，基于互聯(lián)網(wǎng)+的高校單片機(jī)課程改革不失為一大進(jìn)步的嘗試。

參考文獻(xiàn)：

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