以能力為導(dǎo)向的《單片機原理及接口技術(shù)》課程考核改革實踐探究

劉新竹

摘要：該文針對《單片機原理及接口技術(shù)》考核現(xiàn)狀進(jìn)行了考核方式改革研究，構(gòu)建了以能力為導(dǎo)向的《單片機原理及接口技術(shù)》考核評價體系。該體系強調(diào)過程考核和多元化的模塊考核相結(jié)合，并具體量化考核內(nèi)容和成績分配權(quán)重。實踐教學(xué)結(jié)果表明：采用該種考核方式后，學(xué)生學(xué)習(xí)單片機的積極性充分調(diào)動起來了；在動手實踐的過程中對理論知識理解更加深入，同時對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力及解決實際問題能力得以提高；改善了課程教學(xué)效果，能夠切實提高單片機技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：過程考核；模塊考核；超星系統(tǒng)；教學(xué)效果

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）33-0152-03

建立培養(yǎng)目標(biāo)與考核目標(biāo)相一致的課程教學(xué)體系是高校教育改革的目標(biāo)之一，也是真正切實提高應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)效果?！秵纹瑱C原理及接口技術(shù)》課程是電氣工程及其自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)的一門專業(yè)必修課。是為加強學(xué)生單片機技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開設(shè)的綜合性課程，通過對單片機的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能熟練應(yīng)用單片機的內(nèi)部資源，并具備硬件電路設(shè)計和軟件編譯、調(diào)試的能力。

學(xué)生初步具備單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)能力。

傳統(tǒng)的《單片機原理及接口技術(shù)》課程考核主要以期末考試為主。期末考試通常采用試卷方式考核，考查內(nèi)容局限于理論知識，而《單片機原理及接口技術(shù)》要求學(xué)生學(xué)完后具備應(yīng)用單片機技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的能力，試卷方式考核很難反映學(xué)生對單片機的實際開發(fā)能力和應(yīng)用能力。以能力為導(dǎo)向的《單片機原理及接口技術(shù)》課程進(jìn)行過程考核改革，根據(jù)《單片機原理及接口技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)特點及方法，重點引導(dǎo)學(xué)生的平時學(xué)習(xí)，讓學(xué)生把功夫用在平時，即加強過程學(xué)習(xí)及過程考核，讓課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生平時學(xué)習(xí)及過程考核細(xì)節(jié)有機融合。通過設(shè)計過程考核的具體方式，引導(dǎo)學(xué)生有效的單片機課程學(xué)習(xí)。

1 設(shè)計科學(xué)合理的課程考核構(gòu)成

構(gòu)建以能力為導(dǎo)向的課程考核評價體系應(yīng)是合理的、科學(xué)的、全面的?？己藘?nèi)容包括核心理論知識、以項目為載體的實操，強調(diào)理論考核與實踐考核相結(jié)合，考核學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。引導(dǎo)學(xué)生把理論知識和技能運用到實際中去分析問題、解決問題。通過課程考核改革，將《單片機原理及接口技術(shù)》抽象的理論知識融入實踐設(shè)計中去，真正做到既考核知識又考核能力。形成過程考核與實踐考核相結(jié)合的新的課程考核模式。

《單片機原理及接口技術(shù)》課程的考核采用百分制。分為過程考核（60分）和模塊考核（40分）。過程考核的具體內(nèi)容如圖 1 所示。模塊考核是根據(jù)課程知識的構(gòu)成，把課程內(nèi)容劃分成三個模塊，包括理論考核和綜合能力考核?？己嗽诿總€單元模塊教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行，成績?nèi)∪文K考核的平均分。

2 《單片機原理及接口技術(shù)》課程考核改革實踐

2.1全方位的過程考核實踐

（1）借助超星爾雅智慧教學(xué)系統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)

《單片機原理及接口技術(shù)》課程的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，通過超星學(xué)習(xí)平臺向?qū)W生發(fā)布教學(xué)任務(wù)，設(shè)立相關(guān)任務(wù)點，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)觀看視頻和課件，借助超星爾雅智慧教學(xué)系統(tǒng)設(shè)置引導(dǎo)性疑問，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中自己尋求解答，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立學(xué)生學(xué)習(xí)單片機的思維。

教師可以在平臺上查看學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，了解學(xué)生遇到的問題，從而進(jìn)行綜合學(xué)情分析，進(jìn)一步改善教學(xué)設(shè)計。通過超星學(xué)習(xí)平臺教師可以精確地掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以作為過程性評價的依據(jù)。選取 10次課前預(yù)習(xí)，每次計 1 分，未完成計 扣1分，滿分 10 分。

（2）多樣化作業(yè)

作業(yè)部分由每章課后作業(yè)和大作業(yè)組成。課后作業(yè)選自教材習(xí)題，這部分作業(yè)為基礎(chǔ)作業(yè)。大作業(yè)設(shè)置若干《單片機原理及接口技術(shù)》的仿真題目，學(xué)生在學(xué)完一個模塊后，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和成績均勻分成2～3人的小組，讓學(xué)生通過Proteus搭建仿真電路的建立，進(jìn)行軟件調(diào)試，實現(xiàn)題目要求并完成仿真研究報告。這種作業(yè)的考核，通過Proteus仿真軟件的使用來鍛煉學(xué)生硬件電路設(shè)計能力，同時加強學(xué)生對單片機的相關(guān)知識理解。根據(jù)項目需完成任務(wù)進(jìn)行分解，小組成員合理分工，通過查看分工合作完成的項目情況，對學(xué)生解決問題能力、團(tuán)隊合作能力進(jìn)行評價。

2.2 理論考核與實踐考核相結(jié)合的模塊考核

模塊考試由理論知識考核和綜合能力考核構(gòu)成。模塊考核是在每個單元模塊教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行的考核，根據(jù)模塊的知識點循序漸進(jìn)，將課程分成3模塊。這三個模塊既反映學(xué)生遞進(jìn)的學(xué)習(xí)過程，又能全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，符合學(xué)生學(xué)習(xí)單片機的認(rèn)知過程，能學(xué)習(xí)積極性充分調(diào)動起來。同時，評價指標(biāo)利于教師操作，做到有據(jù)可依，有據(jù)可查。在機房先進(jìn)行理論考試后進(jìn)行綜合能力考試，考核時間在 110分鐘左右。

根據(jù)《單片機原理及接口技術(shù)》在三個模塊中應(yīng)掌握的知識點，學(xué)生們在學(xué)習(xí)本課程的學(xué)習(xí)規(guī)律，三個模塊的考核成績的比重略有不同[1]。通過分模塊的多次考核，做到學(xué)完就考，讓學(xué)生自己根據(jù)模塊考核成績掌握學(xué)習(xí)的進(jìn)程，把握投入學(xué)習(xí)的精力和知識掌握的程度，引導(dǎo)學(xué)生注重學(xué)習(xí)過程的知識積累，把功夫用在平常，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

理論知識考核。理論知識考核采用傳統(tǒng)的閉卷形式，主要考核那些解決問題的途徑和方法的基本理論知識，考核的知識點與教學(xué)大綱和課程目標(biāo)的要求相符合，如單片機的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)、單片機引腳、單片機的定時器＼計數(shù)器、中斷、串行接口等[2]，由快答式題型為主如選擇、判斷、簡答等，考核時間為第一模塊20分鐘、第二模塊20分鐘、第三模塊15分鐘。

綜合能力考核。綜合能力考核主要考核學(xué)生對軟、硬件知識的掌握情況、動手能力和程序設(shè)計的綜合調(diào)試能力。采用考核題目擬定后，要求學(xué)生根據(jù)題目要求，在Proteus中設(shè)計出電路，通過Keil C進(jìn)行編程，實現(xiàn)題目要求的各項功能指標(biāo)。考核時間 90分鐘，考試結(jié)束時，根據(jù)相關(guān)評分標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場打分。

（1）課程成績構(gòu)成及比例

根據(jù)課程知識的構(gòu)成，把課程劃分成以下三個模塊：

第一模塊包括知識：單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳、存儲結(jié)構(gòu)；單片機C編程基礎(chǔ)知識。第二模塊包括知識：單片機定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)的應(yīng)用。第三模塊包括知識：單片機的串口、 I/O擴(kuò)展接口；單片機與 A/D、D/A 接口設(shè)計。

第一模塊理論知識考核為20分、綜合能力考核為20分，強調(diào)的是基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實踐的重要性，學(xué)生開始接觸到單片機，所以單片機的基礎(chǔ)理論知識很重要。第二模塊理論知識考核為10分、綜合能力考核為30分，逐漸對單片機的綜合應(yīng)用能力提升。第三模塊理論知識考核為10分、綜合能力考核為30分，加大綜合應(yīng)用能力的考核分值。

模塊考核成績=（第一模塊考核分值+第二模塊考核分值+第三模塊考核分值）/3，模塊考核成績分值分配如表1所示。

模塊考試中綜合能力考核的項目及考核/評價環(huán)節(jié)、考核/評價細(xì)則、分值如下：

（1）模塊一綜合能力考核：聲光報警器的設(shè)計

要求使用8個LED燈，兩個按鍵和一個蜂鳴器組成一套聲光報警器系統(tǒng)，當(dāng)按鍵S1按下時LED燈按照流水閃爍，蜂鳴器則發(fā)出聲音報警，當(dāng)按下按鍵S2時停止報警。要求8個LED連接至單片機的P1端口，使按鍵S1連接到（P2.0）引腳上，按鍵S2連接到（P2.1）引腳上，單片機還使用P2.7通過三極管驅(qū)動一個蜂鳴器。如表2所示。

（2）模塊二項目名稱：外部中斷計數(shù)設(shè)計

對按鍵被按下的事件計數(shù)，并且在1個數(shù)碼管上顯示出來。當(dāng)計數(shù)達(dá)到9，再按下按鍵S1或者清零按鍵S2按下時，數(shù)碼管被歸零。要求單片機使用P1口驅(qū)動1個數(shù)碼管，外部中斷引腳INT0（P3.2）上連接按鍵S1，用于中斷計數(shù)，外部引腳P3.5上連接按鍵S2，用于清零，當(dāng)清零按鍵按下時，1個LED燈以每50ms亮滅（引腳P2.1上接LED燈），要求用定時器/計數(shù)器實現(xiàn)定時。如表3所示。

（3）模塊三項目名稱：簡易電子密碼鎖的設(shè)計

采用4×4的鍵盤，一個數(shù)碼管可對鍵盤對應(yīng)的數(shù)值，即為0-9十個數(shù)值顯示。如顯示的數(shù)值與密碼一致，蜂鳴器響一聲。增加“清除”鍵，按下后，數(shù)碼管顯示“0”。如表4所示。

3 實施改革效果

本文制定的改革措施經(jīng)過我校通信1801班學(xué)生的教學(xué)實踐， 取得了顯著的改革成效。 以能力為導(dǎo)向的課程考核和成績評定方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法具有導(dǎo)向作用，采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的考核方式可以促使學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)等各方面都得到均衡發(fā)展和提高，達(dá)成課程設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。班上有7名同學(xué)參加第十二屆藍(lán)橋杯湖北賽區(qū)單片機設(shè)計與開發(fā)并獲得省級三等獎。

（1）增強了學(xué)生的動手實踐能力[3]

在實施課程考核改革后，更加注重實踐環(huán)節(jié)，注重學(xué)生對單片機的硬件+軟件調(diào)試能力的培養(yǎng)。學(xué)生對單片機的各個知識點的應(yīng)用能力也顯著增強，學(xué)生的動手實踐能力也得到了大大提高。課程結(jié)束時，絕大部分學(xué)生能夠按要求獨立設(shè)計并制作一個簡單的單片機控制系統(tǒng)。學(xué)生表現(xiàn)出了較強的實踐動手能力。

（2）增強了學(xué)生的分析問題、獨立鉆研的能力

通過分模塊的多次考核，學(xué)生更加把功夫用在平常，注重單片機學(xué)習(xí)過程的知識積累。通過在班級群中打卡練習(xí)，如單個小知識點的練習(xí)打卡、小項目的打卡等來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同學(xué)們在多動手練習(xí)的過程中對理論知識的學(xué)習(xí)理解得更加深入。覺得單片機的學(xué)習(xí)沒那么的難了，并對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣，有的同學(xué)還打算畢業(yè)設(shè)計的方向是單片機。因為有興趣，愿意花時間去鉆研，在這個過程中學(xué)生的分析問題能力不斷提高，同時學(xué)習(xí)效率也得到了很大的提高。

4 結(jié)束語

本文以能力為導(dǎo)向，根據(jù)《單片機原理及接口技術(shù)》的課程特點，研究并建立了一套強調(diào)過程考核和多樣化考核相結(jié)合的考核模式，借助超星教學(xué)系統(tǒng)，幫助教師對學(xué)生現(xiàn)有數(shù)據(jù)展開可視化分析及合理管理。實踐運行結(jié)果表明，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)熱情明顯提高，增強了學(xué)生的動手實踐能力，提高了學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識以及解決實際問題的能力。通過課程考核改革也優(yōu)化了教學(xué)改革，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的最終目標(biāo)。避免只注重試卷上的紙上談兵，實踐能力和應(yīng)用能力得不到發(fā)揮的現(xiàn)象[4-6]。

參考文獻(xiàn)：

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