(長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州434023)
《單片機(jī)》是高等院校電類專業(yè)中一門重要的專業(yè)課程,該課程的理論性和實(shí)踐性結(jié)合緊密,在教學(xué)過(guò)程中涉及到較多的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),且硬件設(shè)備投入較大[1]。從目前對(duì)學(xué)生進(jìn)行該課程教學(xué)效果調(diào)查情況來(lái)看,許多學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,學(xué)習(xí)效果不好。該課程教學(xué)面臨的主要問(wèn)題有如下幾點(diǎn):①實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后。目前該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要設(shè)備是實(shí)驗(yàn)箱,而實(shí)驗(yàn)箱的開發(fā)工具和擴(kuò)展器件能力都比較落后,同時(shí)實(shí)驗(yàn)箱接口電路復(fù)雜且不具有直觀性。②知識(shí)結(jié)構(gòu)單一?!秵纹瑱C(jī)》課程雖然是一門基礎(chǔ)課,但涉及內(nèi)容很廣,由于課時(shí)安排時(shí)間有限,教師只能講述課程重點(diǎn)內(nèi)容,不能與其他的課程相關(guān)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行教學(xué),導(dǎo)致學(xué)生掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)是單一的[2]。③缺乏動(dòng)手實(shí)踐能力。由于實(shí)驗(yàn)箱中的電路已設(shè)計(jì)好,各實(shí)驗(yàn)?zāi)K無(wú)需學(xué)生設(shè)計(jì),學(xué)生只需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱提供的程序,在模塊之間連接少數(shù)幾根線便可完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。此外,由于實(shí)驗(yàn)箱體積龐大,很難保證每人一臺(tái)設(shè)備,只有部分學(xué)生能夠動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn),很多學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)任務(wù)后還不知道什么是數(shù)碼管、點(diǎn)陣、步進(jìn)電機(jī)、串口等實(shí)驗(yàn)器件。為了改變上述狀況,長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院于2008年上半年開始開展了以硬件學(xué)習(xí)為導(dǎo)向、以單片機(jī)和嵌入式應(yīng)用學(xué)習(xí)為主要內(nèi)容的 《單片機(jī)》科技沙龍活動(dòng),筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,對(duì)一種全新教學(xué)模式—— 《單片機(jī)》科技沙龍進(jìn)行探討。
《單片機(jī)》科技沙龍的基本思路是以硬件學(xué)習(xí)為導(dǎo)向、以單片機(jī)和嵌入式應(yīng)用學(xué)習(xí)為主要內(nèi)容,其主要做法是利用課余時(shí)間,由大二、大三和大四的學(xué)生組成一個(gè)學(xué)習(xí)群體,在由多名老師組成的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下,以項(xiàng)目設(shè)計(jì)或競(jìng)賽為導(dǎo)向,擴(kuò)展學(xué)習(xí)范圍并深入學(xué)習(xí)。單片機(jī)科技沙龍小組的學(xué)習(xí)課程可由高年級(jí)學(xué)生利用課余時(shí)間在公共教室進(jìn)行講解。此外,由學(xué)校提供專門的實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生自我管理。這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)結(jié)合實(shí)際開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
《單片機(jī)》科技沙龍教學(xué)模式打破了原有學(xué)習(xí)內(nèi)容及教學(xué)管理固定不變的現(xiàn)狀,學(xué)生可以自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)時(shí)間[3]。由于與單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)容相關(guān)知識(shí)聯(lián)系較多,包括PROTEL原理圖和PCB的設(shè)計(jì)、KEIL條件下的程序設(shè)計(jì)和常用電子儀器儀表使用等,通過(guò)參與科技沙龍活動(dòng),學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中得到老師的及時(shí)指導(dǎo)。此外,單片機(jī)科技沙龍可以充分挖掘?qū)W生的潛力。如有的學(xué)生掌握軟件方面的知識(shí)較好,但在利用Protel 99畫PCB時(shí)很少打板,在焊接時(shí)不會(huì)焊貼片,而有的學(xué)生在軟件方面稍顯遜色,但在利用示波器、萬(wàn)用表等器材檢查電路方面很在行,通過(guò)老師協(xié)調(diào)組織,將不同特長(zhǎng)的學(xué)生進(jìn)行搭配組成學(xué)習(xí)小組,使學(xué)生之間能夠相互學(xué)習(xí)并取長(zhǎng)補(bǔ)短。由于科技沙龍給學(xué)生提供了一個(gè)將理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái),這種教學(xué)方式很容易提高學(xué)生的興趣,使學(xué)生能夠更好地掌握《單片機(jī)》課程知識(shí)。
單片機(jī)科技沙龍小組的學(xué)習(xí)課程主要有單片機(jī)概述、單燈閃爍、數(shù)碼管、定時(shí)器和中斷、外圍開發(fā)工具Protel99和Proteus等。當(dāng)學(xué)生掌握上述知識(shí)后,就可以讓學(xué)生結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,遇到問(wèn)題后可以向老師和高年級(jí)同學(xué)請(qǐng)教。如果學(xué)有余力,可以繼續(xù)深入如下學(xué)習(xí)內(nèi)容,即ARM、增強(qiáng)型單片機(jī)C8051F系列、STM32、匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)等。此外,可以讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)一些相關(guān)專業(yè)必修課或選修課方面的知識(shí)。具體學(xué)習(xí)內(nèi)容如表2所示。
表2 單片機(jī)科技沙龍學(xué)習(xí)主要內(nèi)容表
長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院于2008年上半年開始 《單片機(jī)》科技沙龍活動(dòng)以來(lái),共有300多人參加了學(xué)習(xí),其中有130多人堅(jiān)持參與活動(dòng)達(dá)1年以上?!秵纹瑱C(jī)》科技沙龍營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)氛圍,在學(xué)生中產(chǎn)生了很大影響,不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí) 《單片機(jī)》課程的興趣,而且培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,部分學(xué)生積極參加國(guó)內(nèi)單片機(jī)嵌入式設(shè)計(jì)大賽并取得了良好成績(jī)(見表3)。
表3 參與 《單片機(jī)》科技沙龍學(xué)生參賽成績(jī)表
針對(duì) 《單片機(jī)》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,實(shí)施一種全新教學(xué)模式—— 《單片機(jī)》科技沙龍。實(shí)踐證明,該教學(xué)模式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并培養(yǎng)其動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力,受到學(xué)生的歡迎。今后應(yīng)進(jìn)一步完善該教學(xué)模式,形成以培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)為目的的教學(xué)體系,從而培養(yǎng)更多符合社會(huì)需要的電子信息人才。
[1]胡瑞強(qiáng),張毅剛,李成偉 .單片機(jī)課程設(shè)計(jì)及教學(xué)改革探討 [J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2010,8(3):46-48.
[2]彭傳正 .單片機(jī)項(xiàng)目法教學(xué)設(shè)計(jì) [J].科技信息,2007,3(1):25-27.
[3]張?chǎng)?.在單片機(jī)教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力 [J].中國(guó)電力教學(xué),2010(1):92-93.