论文部分内容阅读
摘要：文章主要介绍了单片机教学的改革方法及实施，经过项目化教学过程中的摸索，从教学模式，教学手段，考核方法等几个方面对教学改革进行了阐述。通过近几年来单片机教学改革的尝试，实践表明改革是成功的。
关键词：单片机;教学改革；教学模式
1．引言
随着计算机技术的发展，作为嵌入式计算机——单片微型计算机的应用越来越广泛。毫不夸张的说我们的生活已经离不开单片机，我们每天都要和许许多多的单片机打交道。小到消费类电子产品，大到航空航天、导弹雷达，再有家用电器，机电一体化，仪器仪表，医疗设备等等，无一没有单片机在默默无闻的工作，并且有了单片机就能使得产品实现自动化和智能化。
2．单片机教学改革
许多高校的电子电气及计算机相关专业都开设了单片机这门课程，但大部分学生开始都觉得这门功课学起来比较吃力，因为这门课程的学习需要电子技术、微机原理、通信等知识为基础，而且单片机教材多以汇编语言来编写程序。（尽管目前C51用的也较多，但作为单片机的初学者，我还是认为从汇编开始学习较好。）此类教材一般的编写顺序都是先介绍单片机的结构原理，接着就是纯理论的指令系统部分，然后是汇编源程序例子，最后是定时器、中断、接口扩展。这样学生听起来较空洞、枯燥，没有兴趣。作为老师都知道兴趣对于学生学习的重要性，为了提高学生对单片机课程的兴趣，做到真正掌握单片机技术，所以不得不对单片机课程进行改革。
首先，将课程名称改了，之前单片机课程名称叫做《单片机原理与应用》，估计学生看到这个名称中的“原理”二字，就有可能兴趣减半，再说单片机的原理并不是学生掌握的重点。高职高专类院校注重的是学生的动手能力，创新能力，培养的是技能型人才，更要体现应用，所以将这门课程的名称改为了《单片机技术》。重在让学生掌握一门技术，提高学生学习的主观能动性和积极性。其次，围绕近几年来比较实用的、流行的项目式教学，将从以下几个方面对这门课程进行改革。
（1）教学模式改革。
高职高专人才的培养过程既不同于专业学科的培养，也不同于职业培训，而是突出岗位技能的培养过程，增加实践环节的教学课时尤为重要。因此，传统的理论教学加实验教学已不符合现代教学及培养的要求，经过多年来的摸索，我总结出以下教学模式。
①理论和实践一体化教学模式。之前都是先上理论课，然后单独安排实验课程，两者结合度不高。往往是讲理论的时候，学生听的云里雾里，很抽象。到了做实验的时候，对着生硬的试验设备，学生又忘了理论课的知识。
现打破原来实验室和教室场地分开教学的模式，充分利用实验实习场地的仪器设备、多媒体教学设备进行教学，使理论教学和实践教学有机地穿插进行，学中做，做中学。老师讲完程序，学生就自己动手，先是通过单片机仿真软件仿真，程序调试成功后，然后下载到单片机芯片中，在硬件实物上运行程序。中间遇到问题，再去查找原因，直到得出正确的结果。
②引探式、讨论式和开放式的教学模式。课程教学要以学生的学习为主体，以提出的问题为中心，实行引探式、讨论式、开放式等教学模式，实施因材施教，促进学生的自主性学习和研究性学习。要充分尊重学生的个性特长，发挥学生学习的主动性，大力加强教学沟通，促进教学相长。
③项目化教学模式。之前这门课程的教学偏向于指令系统及单纯程序的讲解，学生听起来比较枯燥，慢慢就没有了兴趣。现采用项目式、任务式的教学模式。
首先针对项目式教学模式选取了符合高职高专学生学习的教材，此教材打破了单片机教学的常规顺序，不再是先介绍单片机基本知识，然后介绍指令系统，最后是例程。学生掌握了小的项目的实现方法后，再让他们做一些综合性的项目，比如交通灯的控制，电子钟，步进电机的控制等。老师只提出设计要求，后面都是同学自己设计电路，编写程序，直到最后下载调试运行成功。
（2）教学手段的改革。
随着信息技术的不断发展，教学手段也要不断的更新，课堂教学要营造数字化的教学环境。教师需要积极制作教具，采用多媒体课件，丰富了课堂教学形式，提高了教学效率。
①自制教学课件。紧扣教学内容，插入动画效果，使教学内容形象化、条目化、具体化，丰富了课堂教学形式，提高了教学效率，便于学生学习、总结、归纳，效果盛佳。
②仿真软件的使用。随着计算机技术的发展，仿真软件越来越多的为教学带来便利。目前比较流行的PROTEUS就是一款功能极其强大的单片机仿真软件，近几年很受广大单片机爱好者的欢迎。实验箱和自制的实验板都是已经焊好的板子，使用起来有一定的局限性，而有了PROTEUS仿真软件，可以通过软件仿真实际的硬件，电路可以自己搭建，运行后就能看到结果，而且不用担心由于元器件损坏导致无法运行程序，因为都是采用的软件仿真。另外作为单片机开发人员，Keil编译软件一定都不陌生，将它和PROTEUS仿真软件联合调试，使用起来尤为方便。
当然，仿真毕竟是仿真，真正产品开发时，我们还是需要在真正的硬件上调试程序，不过仿真在产品开发时是必不可少的一个环节，并且仿真软件使得单片机开发周期大大缩短。
③自制演示实验板。上课时带一些自己焊接的实验板，讲解一些小的项目时，现场下载程序，运行，让学生立刻就能看到运行的结果，直观形象。还有如果仅仅依赖仿真软件，对于学生来说，他会觉得到了真正的硬件上运行也能行吗？所以为了彻底验证程序的正确性，先利用仿真软件，将程序调试运行成功，然后再下载到实验板上的单片机芯片中。最后，在真正的硬件上运行程序，运行的结果和仿真的结果一致，则说明硬件软件都没有问题了。
④网络化教学。现在是一个网络的世界，从虚拟的因特网到现实的物联网，网络无处不在。要充分利用网络教学资源，实现课程信息网络化。很多学生自己都有计算机，无线网络也已经被广泛应用，学生上网也很方便。
网络的最大优势就是可以实现资源共享，大家只要有共同的爱好，不管是否认识都可以在一起交流，既有广度又有深度。同样，教师也可以通过网络和学生交流学习。网上有许多关于单片机的网站，论坛，QQ群等等，这些对于大家学习单片机都有很大的帮助，可以在最短的时间内快速入门。
（3）考试方法改革。
专业课程一般实践性都很强，传统的卷面理论考试已不能全面反映学生对该课程的掌握情况，尤其是应用能力、动手能力和创新能力很难从试卷上反映出来，常常会出现理论考试得高分，实验和实训得低分的现象。因此，我们要对课程考核的方法进行改革。本着课程考核方法要有利于全面真实地考核学生学习的情况，有利于调动学生学习的积极性的原则出发，可以采用除闭卷理论考试以外的多种形式的考核方法。
《单片机技术》课程注重过程考核，突出能力考核。考核内容主要包括：理论考核、实验实训项目和平时成绩考核三个方面。
基础理论考核（占20%）：主要考核学生掌握所学课程的基本理论、基础知识和必备的常识。
实验实训项目、动手能力考核（占60%）：主要考核学生运用或操作实验仪器与设备，单片机开发软件，电路设计的基本能力，运用所学的知识和技能进行专项实验实训的能力，以及实际动手能力。
平时成绩考核（占20%）：主要考核学生平时的学习态度及表现，包括出勤情况、课堂表现及作业情况等。
3.产学研结合
在当今世界的经济成长中，科技立异日益主要，产学研合作是晋升自立立异能力，顺应科技经济一体化趋向的必然要求，已经作为推进高等院校和科研院所科技创新成果转化的有效途径。
高职类院校同样也要积极与行业、企业和科研单位合作，大力加强校内外实习基地建设。根据互惠互利、优势互补原则，加强人才培养的产学研结合，加强教学与科研的结合，有计划地安排学生到企业参加实践教学以及现场教学。聘请校外有经验的工程技术人员到学校做专业方面的讲座，或者直接在现场进行教学，使学生了解现场工作情况。
4.结束语
通过近几年来单片机教学改革的尝试，与之前相比较，学生对这门课程普遍反映收获很大，教学效果较好，充分说明了教学改革带来的成效显著。
高职高专的培养目标是高技能型人才，我们的教学改革同样也是围绕此目标进行。最终要让单片机课程建成行业企业积极参与，课程体系优化，教学资源丰富，用人单位满意，具有高职高专特色鲜明的优质课程。
关键词：单片机;教学改革；教学模式
1．引言
随着计算机技术的发展，作为嵌入式计算机——单片微型计算机的应用越来越广泛。毫不夸张的说我们的生活已经离不开单片机，我们每天都要和许许多多的单片机打交道。小到消费类电子产品，大到航空航天、导弹雷达，再有家用电器，机电一体化，仪器仪表，医疗设备等等，无一没有单片机在默默无闻的工作，并且有了单片机就能使得产品实现自动化和智能化。
2．单片机教学改革
许多高校的电子电气及计算机相关专业都开设了单片机这门课程，但大部分学生开始都觉得这门功课学起来比较吃力，因为这门课程的学习需要电子技术、微机原理、通信等知识为基础，而且单片机教材多以汇编语言来编写程序。（尽管目前C51用的也较多，但作为单片机的初学者，我还是认为从汇编开始学习较好。）此类教材一般的编写顺序都是先介绍单片机的结构原理，接着就是纯理论的指令系统部分，然后是汇编源程序例子，最后是定时器、中断、接口扩展。这样学生听起来较空洞、枯燥，没有兴趣。作为老师都知道兴趣对于学生学习的重要性，为了提高学生对单片机课程的兴趣，做到真正掌握单片机技术，所以不得不对单片机课程进行改革。
首先，将课程名称改了，之前单片机课程名称叫做《单片机原理与应用》，估计学生看到这个名称中的“原理”二字，就有可能兴趣减半，再说单片机的原理并不是学生掌握的重点。高职高专类院校注重的是学生的动手能力，创新能力，培养的是技能型人才，更要体现应用，所以将这门课程的名称改为了《单片机技术》。重在让学生掌握一门技术，提高学生学习的主观能动性和积极性。其次，围绕近几年来比较实用的、流行的项目式教学，将从以下几个方面对这门课程进行改革。
（1）教学模式改革。
高职高专人才的培养过程既不同于专业学科的培养，也不同于职业培训，而是突出岗位技能的培养过程，增加实践环节的教学课时尤为重要。因此，传统的理论教学加实验教学已不符合现代教学及培养的要求，经过多年来的摸索，我总结出以下教学模式。
①理论和实践一体化教学模式。之前都是先上理论课，然后单独安排实验课程，两者结合度不高。往往是讲理论的时候，学生听的云里雾里，很抽象。到了做实验的时候，对着生硬的试验设备，学生又忘了理论课的知识。
现打破原来实验室和教室场地分开教学的模式，充分利用实验实习场地的仪器设备、多媒体教学设备进行教学，使理论教学和实践教学有机地穿插进行，学中做，做中学。老师讲完程序，学生就自己动手，先是通过单片机仿真软件仿真，程序调试成功后，然后下载到单片机芯片中，在硬件实物上运行程序。中间遇到问题，再去查找原因，直到得出正确的结果。
②引探式、讨论式和开放式的教学模式。课程教学要以学生的学习为主体，以提出的问题为中心，实行引探式、讨论式、开放式等教学模式，实施因材施教，促进学生的自主性学习和研究性学习。要充分尊重学生的个性特长，发挥学生学习的主动性，大力加强教学沟通，促进教学相长。
③项目化教学模式。之前这门课程的教学偏向于指令系统及单纯程序的讲解，学生听起来比较枯燥，慢慢就没有了兴趣。现采用项目式、任务式的教学模式。
首先针对项目式教学模式选取了符合高职高专学生学习的教材，此教材打破了单片机教学的常规顺序，不再是先介绍单片机基本知识，然后介绍指令系统，最后是例程。学生掌握了小的项目的实现方法后，再让他们做一些综合性的项目，比如交通灯的控制，电子钟，步进电机的控制等。老师只提出设计要求，后面都是同学自己设计电路，编写程序，直到最后下载调试运行成功。
（2）教学手段的改革。
随着信息技术的不断发展，教学手段也要不断的更新，课堂教学要营造数字化的教学环境。教师需要积极制作教具，采用多媒体课件，丰富了课堂教学形式，提高了教学效率。
①自制教学课件。紧扣教学内容，插入动画效果，使教学内容形象化、条目化、具体化，丰富了课堂教学形式，提高了教学效率，便于学生学习、总结、归纳，效果盛佳。
②仿真软件的使用。随着计算机技术的发展，仿真软件越来越多的为教学带来便利。目前比较流行的PROTEUS就是一款功能极其强大的单片机仿真软件，近几年很受广大单片机爱好者的欢迎。实验箱和自制的实验板都是已经焊好的板子，使用起来有一定的局限性，而有了PROTEUS仿真软件，可以通过软件仿真实际的硬件，电路可以自己搭建，运行后就能看到结果，而且不用担心由于元器件损坏导致无法运行程序，因为都是采用的软件仿真。另外作为单片机开发人员，Keil编译软件一定都不陌生，将它和PROTEUS仿真软件联合调试，使用起来尤为方便。
当然，仿真毕竟是仿真，真正产品开发时，我们还是需要在真正的硬件上调试程序，不过仿真在产品开发时是必不可少的一个环节，并且仿真软件使得单片机开发周期大大缩短。
③自制演示实验板。上课时带一些自己焊接的实验板，讲解一些小的项目时，现场下载程序，运行，让学生立刻就能看到运行的结果，直观形象。还有如果仅仅依赖仿真软件，对于学生来说，他会觉得到了真正的硬件上运行也能行吗？所以为了彻底验证程序的正确性，先利用仿真软件，将程序调试运行成功，然后再下载到实验板上的单片机芯片中。最后，在真正的硬件上运行程序，运行的结果和仿真的结果一致，则说明硬件软件都没有问题了。
④网络化教学。现在是一个网络的世界，从虚拟的因特网到现实的物联网，网络无处不在。要充分利用网络教学资源，实现课程信息网络化。很多学生自己都有计算机，无线网络也已经被广泛应用，学生上网也很方便。
网络的最大优势就是可以实现资源共享，大家只要有共同的爱好，不管是否认识都可以在一起交流，既有广度又有深度。同样，教师也可以通过网络和学生交流学习。网上有许多关于单片机的网站，论坛，QQ群等等，这些对于大家学习单片机都有很大的帮助，可以在最短的时间内快速入门。
（3）考试方法改革。
专业课程一般实践性都很强，传统的卷面理论考试已不能全面反映学生对该课程的掌握情况，尤其是应用能力、动手能力和创新能力很难从试卷上反映出来，常常会出现理论考试得高分，实验和实训得低分的现象。因此，我们要对课程考核的方法进行改革。本着课程考核方法要有利于全面真实地考核学生学习的情况，有利于调动学生学习的积极性的原则出发，可以采用除闭卷理论考试以外的多种形式的考核方法。
《单片机技术》课程注重过程考核，突出能力考核。考核内容主要包括：理论考核、实验实训项目和平时成绩考核三个方面。
基础理论考核（占20%）：主要考核学生掌握所学课程的基本理论、基础知识和必备的常识。
实验实训项目、动手能力考核（占60%）：主要考核学生运用或操作实验仪器与设备，单片机开发软件，电路设计的基本能力，运用所学的知识和技能进行专项实验实训的能力，以及实际动手能力。
平时成绩考核（占20%）：主要考核学生平时的学习态度及表现，包括出勤情况、课堂表现及作业情况等。
3.产学研结合
在当今世界的经济成长中，科技立异日益主要，产学研合作是晋升自立立异能力，顺应科技经济一体化趋向的必然要求，已经作为推进高等院校和科研院所科技创新成果转化的有效途径。
高职类院校同样也要积极与行业、企业和科研单位合作，大力加强校内外实习基地建设。根据互惠互利、优势互补原则，加强人才培养的产学研结合，加强教学与科研的结合，有计划地安排学生到企业参加实践教学以及现场教学。聘请校外有经验的工程技术人员到学校做专业方面的讲座，或者直接在现场进行教学，使学生了解现场工作情况。
4.结束语
通过近几年来单片机教学改革的尝试，与之前相比较，学生对这门课程普遍反映收获很大，教学效果较好，充分说明了教学改革带来的成效显著。
高职高专的培养目标是高技能型人才，我们的教学改革同样也是围绕此目标进行。最终要让单片机课程建成行业企业积极参与，课程体系优化，教学资源丰富，用人单位满意，具有高职高专特色鲜明的优质课程。