單片機應用技術課程改革研究

潘靜 梁彩鳳 郝彬

[摘 要] 對目前單片機應用技術課程傳統(tǒng)教學模式存在的問題進行剖析，提出一種創(chuàng)新的教學模式。該模式以學生為主體，以項目為載體，注重知識、理論與實踐的一體化，突出能力目標，同時結合翻轉(zhuǎn)課堂、微課程和思政元素等教學新概念，培養(yǎng)學生解決實際問題的綜合能力。

[關鍵詞] 單片機;教學模式;創(chuàng)新;能力目標

單片機應用技術是一門實踐性和理論性都很強的課程，廣泛應用于工業(yè)控制、智能儀表和家用電器等領域。目前大部分高等院校的單片機課程至少一半以上的課時都在講授理論，而且在理論學習后只進行少量驗證性實驗。這種教學模式重理論知識，以教師為主體，使得學生很難在抽象的理論知識中對單片機有一個感性、全面的認知，無法將課本上的理論知識真正融會貫通，更難以實現(xiàn)獨立開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的教學目標。為了適應市場對人才和技術的需求，教學改革勢在必行。

一、目前單片機教學中存在的弊端

1.傳統(tǒng)教學模式以教師為主體，以知識為目標。傳統(tǒng)單片機技術的學習只是泛泛地接受知識、積累知識。教師平時上課、備課的注意力都放在如何傳授知識、積累知識上，所有的課堂活動也都是為了理解知識、掌握和鞏固知識，在教學過程中并沒有考慮能力培養(yǎng)的問題。

2.傳統(tǒng)教學模式實驗存在短板。傳統(tǒng)教學中實驗的目的多半是為了驗證理論的正確性。實驗時學生按照實驗指導書的步驟依次連接硬件電路、編寫軟件程序、調(diào)試系統(tǒng)，從而驗證課堂上學習的相關知識點。但是，很多學生做完實驗后，對實驗的具體硬件電路和程序編寫知之甚少，在實驗的過程中只是簡單地“照葫蘆畫瓢”，這種“驗證式實驗”的教學模式，對于培養(yǎng)學生的學習興趣、提高學生的實際應用能力非常不利。

3.教學手段落后。長期以來，由于受應試教育的影響和限制，傳統(tǒng)教育模式偏重于在課堂一味地灌輸具體理論知識，把課堂教學變成了一種被動式教學。導致學生上課積極性差、課堂效率低。這種照本宣科的情況使得師生均缺乏自主創(chuàng)新精神。

二、單片機教學改革新舉措

1.知識、理論、實踐一體化。學院有2個單片機應用技術實驗室，共80多臺計算機和大型實驗箱（可完成30多個實驗項目），實驗室均配備多臺示波器、電源和信號發(fā)生器等儀器設備。另外還配備110余套小型單片機開發(fā)板（可完成15個以上實驗項目）。試驗箱供學生課上操作，開發(fā)板用于學生課下練習鞏固。

實行單班授課模式，將課堂搬進實驗室，將知識講授變成知識應用為主，實現(xiàn)時間、地點、內(nèi)容、教師一體化。把課程從學生被動聽講變成學生主動參與操作，把課程從教師講解為主，變成由教師積極引導、創(chuàng)作實操環(huán)境為主，在教中學，在學中做，實現(xiàn)理論與實驗的緊密結合。

2.項目式教學體系。打破傳統(tǒng)的以章節(jié)順序為教學進程的教學模式，采用項目式和同步互動式教學，每個項目相對獨立且有明確的訓練目標。每個項目根據(jù)其特點采用不同的教學方法和技巧。例如流水燈的設計與實驗，此項目的教學采用由簡單到復雜逐層遞進的方法：點亮一個LED燈—點亮多個LED燈—LED燈閃爍—流水燈（花樣燈）的設計。

在授課過程中充分調(diào)動學生的積極性，采用啟發(fā)式、糾錯式等教學方法，發(fā)揮學生主觀能動性，最終讓學生能夠自主編程設計自己喜歡的花樣燈。

最后一個教學內(nèi)容是單片機應用系統(tǒng)設計實例與實現(xiàn)。這是一個非常關鍵的章節(jié)，既是將前面知識綜合運用的過程，也是讓學生從整體了解整個系統(tǒng)完整的設計過程，旨在培養(yǎng)學生綜合設計、編程思維和實際應用能力。

通過整門課程上述過程的系統(tǒng)學習，學生能夠獨立設計實際應用系統(tǒng)，包括硬件電路的設計、軟件環(huán)境的編程以及調(diào)試等環(huán)節(jié)，真正達到了本課程的教學目標和能力目標要求。

3.注重教學理念的創(chuàng)新。教育部部長陳寶生在新時代全國高等學校本科教育工作會議上強調(diào)，要堅持正確的政治方向，促進專業(yè)知識教育與思想政治教育相結合;要不斷推動高等教育的思想創(chuàng)新、理念創(chuàng)新、方法技術創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。

在一體化教學模式中，根據(jù)不同項目的特點，融入了翻轉(zhuǎn)課堂和微課程等新的課堂模式。比如將數(shù)碼管原理等微課視頻在上課前一周通過網(wǎng)絡發(fā)給學生，學生在課下自主學習。而課堂上老師不再贅述原理性的理論知識，重點訓練學生的硬件設計和編程能力。這種基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的以學生為本的教學模式取得了很好的效果。

高校教師在教學中，要全面貫徹黨的教育方針，推進習近平新時代中國特色社會主義思想進教材、進課堂、進學生頭腦。將思想政治教育貫穿教學的整個過程中，將愛國敬業(yè)、誠信友善、自由平等、公正法治等社會主義核心價值觀與工匠精神融入整個課程體系，真正做到以文化育人、以德育人，不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)。

三、結束語

根據(jù)單片機應用技術課程教學目標的要求，對單片機課程教學進行了初步的改革和探索，提出了新的教學模式。該模式以學生為主體，采用項目一體化、翻轉(zhuǎn)課堂以及思政元素等新理念，有效解決了傳統(tǒng)教學中存在的弊端。此次教學改革注重提高學生的實踐和創(chuàng)新能力，對學生適應就業(yè)市場的需求有著重要的現(xiàn)實意義。

總之，單片機教學改革是一個與時俱進、不斷創(chuàng)新的過程，它需要教師根據(jù)國家政策導向和技術的發(fā)展不斷探索、不斷實踐，才能培養(yǎng)適應社會需求和發(fā)展的技術人才。

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