王小娟

【摘 要】單片機(jī)原理及應(yīng)用課程是鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)課，本門(mén)課程既需要學(xué)生掌握一定的專業(yè)知識(shí)和技能，同時(shí)也要鍛煉他們獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，是一門(mén)重要的職業(yè)技能課程。然而，目前單片機(jī)課程教學(xué)中理論教學(xué)比重較大，實(shí)踐訓(xùn)練只是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而無(wú)自主設(shè)計(jì)類的任務(wù)，培養(yǎng)出的學(xué)生創(chuàng)新能力較差。本文通過(guò)研究單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀并提出改革方案，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、動(dòng)手能力為主要出發(fā)點(diǎn)；強(qiáng)調(diào)以實(shí)際操作為主線，以培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力為最終目標(biāo)，以解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題為需要來(lái)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，使學(xué)生有目的、有針對(duì)性地學(xué)習(xí)，從而提高本門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)原理及應(yīng)用課程 教學(xué)現(xiàn)狀 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2016）03-0057-02

單片機(jī)是一種采用超大規(guī)模集成電路將主要部件集成在一塊硅片上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)因其具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、集成度高、運(yùn)算速度快、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)而在智能儀表、實(shí)時(shí)工控、家用電器和機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到了大量使用，成為各控制領(lǐng)域和工廠自動(dòng)化的重要組成部分。目前，單片機(jī)教學(xué)的實(shí)際情況是大部分學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)較差，對(duì)單片機(jī)課程課本中晦澀難懂的專業(yè)語(yǔ)言存在恐懼心理；機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生未學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，課程共64學(xué)時(shí)，所學(xué)內(nèi)容與課時(shí)不成正比。本門(mén)課程教學(xué)中應(yīng)根據(jù)學(xué)生理論知識(shí)不夠扎實(shí)，但動(dòng)手能力較強(qiáng)的實(shí)際情況，不適合單純講解高難度的理論知識(shí)，應(yīng)將理論與實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論。

一 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的特點(diǎn)

單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課。本課程的實(shí)踐性體現(xiàn)在課程內(nèi)容本身就是直接面向?qū)嵺`、面向?qū)嶋H應(yīng)用的技術(shù)。課程內(nèi)容既有單片機(jī)硬件的原理、組成，又有針對(duì)硬件的程序編寫(xiě)，還有典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，因此本課程具有理論和實(shí)踐結(jié)合、軟硬件結(jié)合、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。此外，單片機(jī)課程和許多電子類課程在知識(shí)體系上存在一定的交叉，這些課程構(gòu)成完整的有關(guān)電子技術(shù)的知識(shí)體系。將電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化控制，單片機(jī)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中的重要性日益凸顯。

二 教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

在本門(mén)課程教學(xué)中，有1/3的學(xué)生由于英語(yǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差，一開(kāi)始就對(duì)本門(mén)課程產(chǎn)生第一印象“難”，因害怕而不去學(xué)；學(xué)習(xí)比較踏實(shí)且想學(xué)習(xí)的同學(xué)由于在學(xué)習(xí)的過(guò)程中沒(méi)有找到有效的學(xué)習(xí)方法，在開(kāi)始時(shí)學(xué)習(xí)熱情高漲，但隨著學(xué)習(xí)的深入發(fā)現(xiàn)硬件結(jié)構(gòu)看不見(jiàn)、摸不著，軟件編程枯燥無(wú)味、晦澀難懂，逐漸灰心喪氣，最終這一部分學(xué)生也放棄了這門(mén)課程的學(xué)習(xí)。

在教學(xué)方法中，目前普遍采用的主要有兩種：一種是理論實(shí)驗(yàn)式教學(xué)，另一種是任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。前一種教學(xué)方法是典型傳統(tǒng)的教學(xué)方法，先講解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、原理，然后講解指令、軟件編程，最后是介紹單片機(jī)系統(tǒng)中各種外圍器件的應(yīng)用。此種教學(xué)方法學(xué)生普遍感到難學(xué)、枯燥，缺乏興趣，影響了教學(xué)效果。但這種教學(xué)方法層層遞進(jìn)，能使學(xué)生的理論知識(shí)體系比較完整、牢固，為深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。后一種教學(xué)方法是目前提倡的，主要是將原有的知識(shí)體系重新解構(gòu)、組合，融入幾個(gè)典型的任務(wù)當(dāng)中，各個(gè)任務(wù)之間相對(duì)獨(dú)立。這種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)去學(xué)也愿意跟隨老師去完成每個(gè)任務(wù)，課堂教學(xué)效果比較好。但也存在一些弊端，學(xué)生每節(jié)課在老師指導(dǎo)下與隊(duì)友合作完成每項(xiàng)任務(wù)，而課后不主動(dòng)進(jìn)行總結(jié)整理，到課程結(jié)束時(shí)，無(wú)法形成完整的知識(shí)體系。

在實(shí)踐教學(xué)中，采用實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)方法。

一方面采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)幾個(gè)軟件和硬件實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，根據(jù)硬件電路圖連接好相應(yīng)的引腳，輸入已編寫(xiě)好的程序，編譯、下載、鏈接之后就可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣一來(lái)使本門(mén)課程的教學(xué)變成了純機(jī)械性的操作。教師在講解硬件電路圖和編程原理時(shí)，大部分同學(xué)不主動(dòng)去總結(jié)吸收。這種教學(xué)模式，實(shí)踐訓(xùn)練手段單一，基本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)能力和軟件程序編寫(xiě)能力的提高效果不大。另一方面，采用實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在校內(nèi)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)周教學(xué)安排中，購(gòu)買設(shè)計(jì)好的單片機(jī)系統(tǒng)套件，如電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)套件、基于AT89C2051單片機(jī)的四位電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)套件等。在一周的實(shí)訓(xùn)中，首先介紹套件中各電子元器件的識(shí)別方法、功能，以及各焊接工具的使用方法、焊接方法、注意事項(xiàng)；然后講解系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路圖的原理、PCB圖的制作過(guò)程；最后學(xué)生獨(dú)立完成電路板的焊接與調(diào)試。這種教學(xué)方法雖能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，但部分學(xué)生只是感興趣，只是為玩而去完成任務(wù)，不去積極主動(dòng)地提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)知識(shí)。

三 應(yīng)對(duì)策略

首先，在理論教學(xué)模式上進(jìn)行改革，采用基于Proteus和Keil的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以具體實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目為導(dǎo)向，先簡(jiǎn)單后復(fù)雜，將學(xué)生應(yīng)掌握的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入各個(gè)實(shí)際工程模塊中，讓學(xué)生在每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目中學(xué)會(huì)各種硬件的使用。通過(guò)8個(gè)任務(wù)及多個(gè)實(shí)例和實(shí)訓(xùn)，來(lái)介紹單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，具體如下：任務(wù)1單片機(jī)控制單燈亮滅、任務(wù)2單片機(jī)控制流水燈、任務(wù)3以定時(shí)方式控制流水燈、任務(wù)4雙單片機(jī)控制霓虹燈、任務(wù)5單片機(jī)控制簡(jiǎn)單交通燈、任務(wù)6帶時(shí)間顯示的交通燈控制、任務(wù)7用單片機(jī)和可編程并行接口控制交通燈、任務(wù)8溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作。每個(gè)任務(wù)布置前先講解類似的實(shí)例，讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成，然后將全班同學(xué)進(jìn)行分組，根據(jù)任務(wù)單的要求給每個(gè)小組分配子任務(wù)，每個(gè)小組根據(jù)子任務(wù)的要求，大家共同用Proteus設(shè)計(jì)硬件電路圖，用Keil編寫(xiě)軟件程序，最后進(jìn)行仿真運(yùn)行，并最終利用實(shí)驗(yàn)箱運(yùn)行。這種教學(xué)采用“學(xué)生主動(dòng)參與，教師指導(dǎo)”的教學(xué)模式，使學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

其次，在實(shí)踐訓(xùn)練上進(jìn)行改革，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)周期為1周。在課程設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)選取比較典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，如紅外防盜報(bào)警器、無(wú)線門(mén)鈴、超聲波倒車?yán)走_(dá)等，學(xué)生選取感興趣的項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目目的和要求查閱相關(guān)資料。從元器件選擇、硬件電路設(shè)計(jì)、PCB電路板繪制、元器件焊接、軟件程序編寫(xiě)和調(diào)試，都由學(xué)生獨(dú)立完成，對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題教師給予適度的指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程中，加深了學(xué)生對(duì)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及軟件編程的理解和掌握。因所選的項(xiàng)目均為實(shí)際項(xiàng)目，使學(xué)生在以后的工作中，能很好地將本門(mén)課程所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。

再次，還應(yīng)加強(qiáng)校企合作，校企合作是高職院校近年來(lái)開(kāi)辟的服務(wù)社會(huì)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的一條有效途徑。我院與鄂爾多斯高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、大路工業(yè)園區(qū)、棋盤(pán)井工業(yè)園區(qū)、鄂爾多斯裝備制造基地等多個(gè)園區(qū)各類企業(yè)建立了產(chǎn)學(xué)研校企合作關(guān)系，建立了多個(gè)校外實(shí)訓(xùn)基地，為學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)和就業(yè)搭建了平臺(tái)。在單片機(jī)課程教學(xué)中，應(yīng)充分利用校企合作，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力。一方面，把學(xué)生帶進(jìn)企業(yè)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力；另一方面，讓學(xué)生親身體會(huì)單片機(jī)知識(shí)的重要性和其技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用。應(yīng)要求每個(gè)學(xué)生帶著問(wèn)題去企業(yè)，帶著收獲回學(xué)校。既縮短了與企業(yè)的距離，又讓學(xué)生真正感受到本門(mén)課程的實(shí)用性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

四 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)我院?jiǎn)纹瑱C(jī)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，應(yīng)結(jié)合我院學(xué)生的特點(diǎn)，多方面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。在單片機(jī)理論教學(xué)中，應(yīng)采取基于Proteus和Keil的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，既能使學(xué)生從理論和實(shí)踐兩方面系統(tǒng)地掌握單片機(jī)的概念、原理，又能使學(xué)生掌握Proteus和Keil軟件的使用方法。在單片機(jī)實(shí)踐訓(xùn)練上，應(yīng)通過(guò)比較典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，使學(xué)生在進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力，以及設(shè)計(jì)完整單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。在今后的教學(xué)改革中，應(yīng)結(jié)合我院實(shí)訓(xùn)設(shè)備情況，以學(xué)生為主體，設(shè)計(jì)本門(mén)課程“理實(shí)一體化”的課程標(biāo)準(zhǔn)、合理的教學(xué)計(jì)劃、切合實(shí)際的項(xiàng)目指導(dǎo)書(shū)和任務(wù)書(shū)、合理的過(guò)程考核及期末考核評(píng)價(jià)表，不斷地提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，使培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生能夠成為高素質(zhì)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]潘磊.高職《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革研究[J].高等職業(yè)教育（天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)），2012（5）：74～77

[2]孟祥蓮、溫海洋.應(yīng)用型本科院校單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)方法探討[J].科技資訊，2014（12）：148

[3]趙水英、郭煥銀等.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)之思考[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（9）：125～126

[4]王義和.職業(yè)院校單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀分析[J].科技視界，2013（31）：271～272

[5]陸雯.行為導(dǎo)向教學(xué)策略在職校單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].南京師范大學(xué)，2008

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕、汪二款〕