高校單片機教學實訓改革與實踐路徑探索

唐娟 李麗華 霍曉靜

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國各個行業(yè)都在進行著積極的創(chuàng)新與改革，在汽車電子、智能儀器、家用電器、工業(yè)控制儀表等行業(yè)領(lǐng)域中，單片機得到了愈發(fā)廣泛的應(yīng)用，單片機具有多項優(yōu)勢特征，包括價格低、體積小、使用靈活度較強、面向控制等，受到工程技術(shù)人員越來越多的關(guān)注。高校中單片機教學作為一門重要的專業(yè)課程，同時也是學生未來在電子行業(yè)或電子類公司中就職的最基本技能，需要教師進行創(chuàng)新實踐改革，強化單片機的教學效果。本文對單片機實踐教學存在的問題進行了探討，提出了高校單片機教學實訓改革與實踐路徑分析。

關(guān)鍵詞：高校;單片機;改革;實踐;教學

前言：

在高校單片機的教學過程中，離不開實踐性的教學環(huán)節(jié)，實踐探索是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要手段。單片機教學正在探索全新的實踐教學路徑，進行全面的教學實訓改革，致力于培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。作為單片機技術(shù)課程的教師，應(yīng)對單片機實踐教學的內(nèi)容和模式進行革新，將學生的動手操作積極性充分調(diào)動起來，強化學生實際的解決問題的能力，圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標，革新單片機教學課堂，提高學生的實踐能力。

一、單片機實踐教學存在的問題

（一）實踐教學的內(nèi)容過于陳舊

單片機實踐教學中，關(guān)于單片機實驗的教學內(nèi)容過于陳舊，通常是根據(jù)理論知識的需要來設(shè)計實驗內(nèi)容，教學實踐缺少新穎的設(shè)計性，偏重于軟件設(shè)計。通常是將軟件學習類的實驗作為實踐項目，拓展出外部接口、串行通信、定時器、計數(shù)器等實踐的內(nèi)容，對軟件部分的編寫過度重視，忽視了設(shè)計硬件部分的實踐操作。另外，在一些高校的單片機教學中，有部分教師仍舊采取純匯編語言進行單片機教學，脫離了C語言進行單片機開發(fā)，與社會發(fā)展需求和教育趨勢不符[1]。

（二）實驗設(shè)備落后、老化

目前高校中的單片機實踐教學通常是利用實驗箱做實驗，采用中小規(guī)模集成電路等元器件搭接起單片機實驗箱，學生對于實驗箱的位置、資源、使用方法不夠熟悉，其中又涉及到大量的連線，存在嚴重的元器件消耗情況，插拔各種元器件過于頻繁，很容易損壞電路。高校對單片機教學的資金投入不足，使單片機實驗教學中存在嚴重的設(shè)備老化問題，更新緩慢，單片機的維修和維護不及時。學生無法充分發(fā)揮自由設(shè)計和創(chuàng)造性實驗的才能、設(shè)計一些綜合性較強的實驗，降低了單片機實踐學習的質(zhì)量和效率[2]。

二、高校單片機教學實訓改革與實踐路徑分析

（一）改革高校單片機的教學方法

在高校單片機教學中，為了實現(xiàn)教學實訓改革，探索創(chuàng)新性的實踐路徑，首先需要教師對單片機教學的方法進行改革創(chuàng)新，可采用任務(wù)驅(qū)動式教學法，致力于培養(yǎng)和提高學生分析問題、解決問題的能力，強化學生單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試的技能。例如，在課程“并行口”的講解過程中，給學生布置項目任務(wù)，讓學生完成8位LED流水燈小項目，在任務(wù)驅(qū)動下，學生了解和掌握P0口的結(jié)構(gòu)，強化循環(huán)指令、驅(qū)動LED燈點亮方法等基本知識。完成了上述任務(wù)后，繼續(xù)提出新的任務(wù)，讓學生將原有的亮點流動更改為暗點流動，逐步加大布置任務(wù)的難度，要求學生變換流動花樣和流動方向。學生在不斷的嘗試和探索中，提高了主動學習的能力，養(yǎng)成主動探索、解決問題的學習習慣，靈活掌握相關(guān)指令[3]。

（二）采用“教、學、做”一體化的教學模式

創(chuàng)新高校單片機教學的模式，配合任務(wù)驅(qū)動教學法，培養(yǎng)和提高學生實際工作的能力。應(yīng)用“教、學、做”一體化的課程組織教學模式，讓學生親自動手參與到完成任務(wù)的過程實踐中來，深入了解和掌握單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程技巧，提高單片機的教學效果。借助現(xiàn)代化信息教學技術(shù)和實踐實訓條件，在課程開始之前給學生準備相關(guān)的實訓用戶板零件，由學生親自安裝實訓用戶板，將課堂教學通過任務(wù)項目的實施轉(zhuǎn)到實驗室。根據(jù)單片機功能模塊的應(yīng)用、實際工程中存在的問題，講解項目任務(wù)的要求和背景知識，對相關(guān)程序進行分析，提出解決方案，在此基礎(chǔ)上讓學生完成任務(wù)項目，按照編譯、程序、調(diào)試、下載、運行等要求，加深對單片機開發(fā)過程的掌握。學生對于這一任務(wù)的興趣較濃厚，有效激發(fā)了學生的學習積極性，接下來教師再對任務(wù)的要求進行更改，讓學生完成新的任務(wù)要求，自己修改程序，反復進行實踐的過程中，學生的實際工作能力得到強化，積累下了單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗。

（三）開發(fā)實訓用戶板和應(yīng)用proteus仿真軟件

高校單片機教學具有非常強的實踐性，學生需要在大量的編程運行、反復調(diào)試中才能夠熟悉和掌握芯片內(nèi)部的每一個功能單元。為了實現(xiàn)單片機教學的實踐創(chuàng)新，教師可設(shè)計單片機開發(fā)實訓用戶板，其中包括鍵盤、語音、顯示、I2C總線、E2PROM等多個模塊，滿足學生的學習和實踐需求。向?qū)W生發(fā)放板子和所需要的元器件后，讓學生根據(jù)配套的電路原理圖，經(jīng)過詳細的對照，焊接好實訓板，在焊接的過程中加深對實驗板和元器件的了解和掌握。根據(jù)實際的課程進展，同步實訓板的使用，實現(xiàn)邊講邊練的教學模式，提高課堂的生動性。引入proteus仿真軟件建培養(yǎng)起學生直觀的仿真思想，軟件中有國際通用的電子元器件庫和虛擬儀器，可以進行仿真測試和設(shè)計電路原理圖，并且對軟件運行后的變化和電路的工作狀態(tài)進行觀察，拓展單片機學習的空間，強化學習效果[4]。

結(jié)論：

綜上所述，高校單片機課程實踐的教學改革，是新時期背景下必然的教育發(fā)展趨勢，教師要將學生作為課堂教學的主體，激發(fā)學生的學習積極性，全面提高學生各方面的能力，包括硬件設(shè)計、調(diào)適能力、軟件編程等方面。對單片機課程進行創(chuàng)新改革，設(shè)計多種教學實踐活動，創(chuàng)新高校單片機教學的模式，將新技術(shù)、新應(yīng)用引入到單片機課堂教學實踐中，促進學生學習能力的提升，強化單片機技術(shù)水平，全面提高學生的綜合素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]馬春燕，鄭劍海，等.基于“口袋機”的“單片機原理與接口技術(shù)”課程開放式教學探索[J].實驗技術(shù)與管理，2020（04）：16-19+27[2020-04-20].2020.04.005.

[2]黃大勇，郭建昌，等.單片機技術(shù)實踐教學模式的探索與改革[J].當代教育實踐與教學研究，2020（07）：198-199.

[3]曹偉青，張艷榮.單片機實驗教學過程中自主學習的探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（03）：90-92.

[4]雷福寶，孟臘梅，等.在線仿真與實操相結(jié)合的單片機教學研究[J].科技風，2020（05）：39-40.