應(yīng)用型本科高校單片機(jī)課程教學(xué)改革與探索

常國權(quán) 趙凱

摘 要 單片機(jī)課程是一門軟硬件相結(jié)合、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)課程，根據(jù)應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)特點(diǎn)，針對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)方式等存在的不足，從課程實(shí)驗(yàn)改革、考試改革、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備改革等幾個(gè)方面進(jìn)行了探索，提出了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的方法和手段。

關(guān)鍵詞 單片機(jī);教學(xué)改革;學(xué)生助理實(shí)驗(yàn)員

中圖分類號(hào)： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言 應(yīng)用型本科高校以應(yīng)用型本科教育為主，培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。單片機(jī)作為一種微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有體積小、功耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在智能儀表、工控設(shè)備、通信設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、家用電器等領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用，它的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他類型的計(jì)算機(jī)。因此，各高校的電子電氣類、計(jì)算機(jī)類、機(jī)械類等專業(yè)都開設(shè)了相關(guān)的單片機(jī)課程，特別是應(yīng)用型本科高校更加重視單片機(jī)課程的教學(xué)。但該課程涉及知識(shí)面廣、綜合性和應(yīng)用性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)門檻高，因而學(xué)生學(xué)習(xí)和教師講授都面臨著挑戰(zhàn)。

1 單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問題

單片機(jī)課程是一門軟硬件相結(jié)合、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法單一，理論教學(xué)學(xué)時(shí)較多，實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)相對(duì)較少，學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)往往感到枯燥無味，缺乏興趣，學(xué)生感到學(xué)習(xí)吃力。傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多是采用功能復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)箱，在實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生面對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)箱感到無從下手，實(shí)驗(yàn)效果往往并不理想，學(xué)生無法把在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)驗(yàn)的效果直接應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目或者比賽中去，而且這種實(shí)驗(yàn)箱使用起來不夠靈活，學(xué)生課下缺少合適的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，造成理論和實(shí)踐相脫節(jié)。同時(shí)傳統(tǒng)的考試方法也沒有充分考慮到該課程的特殊性，致使學(xué)生的考試分?jǐn)?shù)和實(shí)踐動(dòng)手能力并不相符，使得學(xué)生只關(guān)注考試分?jǐn)?shù)，而忽略了實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。試卷考試成績高的學(xué)生往往在學(xué)科競賽和項(xiàng)目實(shí)踐中的表現(xiàn)并不突出，在單片機(jī)課程教學(xué)中并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。

2 單片機(jī)課程教學(xué)改革與探索

針對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問題，我們立足實(shí)際，采用因地制宜、因人制宜的靈活人才培養(yǎng)模式，對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行了改革與探索，依托嵌入式開放實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合“導(dǎo)師制”+“助理實(shí)驗(yàn)員”實(shí)踐教學(xué)改革，從課程實(shí)驗(yàn)改革、考試改革、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備改革等幾個(gè)方面進(jìn)行了探索。

2.1 實(shí)施課程教學(xué)改革

針對(duì)單片機(jī)課程實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的特點(diǎn)，我們單片機(jī)課程組教師積極實(shí)施課程教學(xué)改革和考試改革，把單片機(jī)課程都搬到實(shí)驗(yàn)室講授，配合教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)施講練結(jié)合的教學(xué)方式，教師邊講邊做，學(xué)生邊學(xué)邊練，每一節(jié)課都是實(shí)驗(yàn)課。教師每講完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就給學(xué)生留出一定的時(shí)間進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)，并積極鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，積極回答教師在實(shí)驗(yàn)中布置的作業(yè)和問題，同時(shí)，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和回答問題的成績登記在冊，作為考試改革中學(xué)生期末成績的一部分，因此，學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性很高，不但加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而且提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)，學(xué)生平時(shí)課堂上的動(dòng)手實(shí)踐直接和課程總成績掛鉤，教學(xué)效果明顯提升。

2.2 實(shí)施考試改革

針對(duì)單片機(jī)課程對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力要求很高的特點(diǎn)以及該課程的特殊性，對(duì)傳統(tǒng)的考試方法進(jìn)行改革，從注重學(xué)生理論成績轉(zhuǎn)向重視實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐及理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。學(xué)生通過學(xué)習(xí)單片機(jī)課程基礎(chǔ)理論知識(shí)、課堂實(shí)驗(yàn)操作和項(xiàng)目設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)的目的，同時(shí)，也進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程的深入理解，傳統(tǒng)的筆試考試成績很難完整體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生的這些綜合應(yīng)用能力。根據(jù)課程教學(xué)方式的改革，學(xué)生成績的考核方式與評(píng)價(jià)方式由平時(shí)考勤、課堂回答問題、課堂實(shí)驗(yàn)操作、課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)等多部分組成，學(xué)生的成績跟平時(shí)的每一節(jié)課都緊密聯(lián)系，從而能更加科學(xué)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，對(duì)知識(shí)和技術(shù)的掌握程度，更能體現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的考核模式。

2.3 多方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，學(xué)生一旦對(duì)單片機(jī)課程有了濃厚的興趣，就會(huì)主動(dòng)去求知、去探索、去實(shí)踐，并在求知、探索、實(shí)踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)課程效率。因此，我們課程組教師積極創(chuàng)造各種條件從多方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的興趣，如引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類大學(xué)生科技創(chuàng)新、挑戰(zhàn)杯比賽、藍(lán)橋杯比賽、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等比賽，以賽促學(xué)，以點(diǎn)帶面，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和促進(jìn)學(xué)生順利就業(yè)起到了重要的作用，取得了較好的效果。如果條件允許，可以引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研、相關(guān)教學(xué)項(xiàng)目等實(shí)際應(yīng)用，如果缺乏相應(yīng)條件，也可以創(chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)生參與，如指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)實(shí)驗(yàn)室門禁管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室簽到系統(tǒng)、空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)等跟實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān)的各類“項(xiàng)目”，并投入實(shí)際應(yīng)用，以促使學(xué)生提高學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的興趣。

2.4 教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備改革

單片機(jī)系統(tǒng)涉及的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，單片機(jī)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)也較多，很難有一套萬能的單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備來滿足所有的教學(xué)實(shí)踐任務(wù)。為了減少學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的難度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，針對(duì)我們專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生特點(diǎn)以及單片機(jī)課程各實(shí)踐環(huán)節(jié)的需求，我們課程組教師帶領(lǐng)學(xué)生自行開發(fā)設(shè)計(jì)了STC單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、MSP430單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)等多種單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)踐證明，即使是很簡單的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，只要有教師和學(xué)生的積極參與，那么同樣會(huì)達(dá)到很好的效果。自行開發(fā)設(shè)計(jì)的單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無疑會(huì)更加適用于單片機(jī)課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，單片機(jī)課程教學(xué)還要重視多媒體電子教學(xué)材料的使用，如教學(xué)講義、教學(xué)視頻、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)代碼以及工具軟件等等。

2.5 實(shí)施實(shí)驗(yàn)室開放改革

實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要場所，一個(gè)具有良好學(xué)習(xí)氛圍的實(shí)驗(yàn)室，特別是開放實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。我們積極實(shí)施單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室全面開放，實(shí)施學(xué)生助理實(shí)驗(yàn)員制度，通過指導(dǎo)教師、學(xué)生助理實(shí)驗(yàn)員實(shí)現(xiàn)一帶十、十帶百的“傳幫帶”模式，既實(shí)現(xiàn)了開放實(shí)驗(yàn)室的高效利用和高效管理，同時(shí)又為學(xué)生深入學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)課程提供了可靠的保障，學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)室學(xué)到了單片機(jī)課程課堂上無法學(xué)到的知識(shí)，大大提高了他們的實(shí)踐動(dòng)手能力，取得了較好的效果。

3 結(jié)論

通過對(duì)單片機(jī)課程實(shí)施課程教學(xué)改革、考試改革、多方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備改革等方面的改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)了學(xué)生順利就業(yè)，為培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才，辦好應(yīng)用型本科高校打下了基礎(chǔ)。

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