章華幸　章云　周臻（浙江農(nóng)林大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 臨安 311300）

電子類專業(yè)單片機(jī)課程教學(xué)改革*

章華幸章云周臻
（浙江農(nóng)林大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 臨安 311300）

針對(duì)當(dāng)前單片機(jī)教學(xué)中學(xué)生難學(xué)、教師難教的問(wèn)題，在分析該現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了重視課前預(yù)習(xí)、加強(qiáng)課堂訓(xùn)練、完善課后作業(yè)三個(gè)步驟的教學(xué)改革方法，并從具體的實(shí)施方案和考核措施進(jìn)行論述。

單片機(jī)；教學(xué)改革；考核

引言

近幾年，高校畢業(yè)生人數(shù)屢創(chuàng)新高，畢業(yè)生的就業(yè)壓力很大，而另一方面企業(yè)又招不到合適的人才。有些專業(yè)就業(yè)面可能比較狹窄，就業(yè)率不高完全可以理解；但有些就業(yè)面廣泛的專業(yè)，例如電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)，隨著社會(huì)的發(fā)展，以及電子設(shè)備和信息技術(shù)融入到生活的各個(gè)方面，其就業(yè)面越來(lái)越廣、就業(yè)途徑越來(lái)越多，居然也存在不小的就業(yè)壓力，這就比較難以理解。究其原因，并非市場(chǎng)上供大于求，而是學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)還不夠扎實(shí)。

以電子類專業(yè)的核心課程來(lái)說(shuō)，單片機(jī)原理是一門最主要的課程之一，可以說(shuō)，只要該門課程學(xué)精、學(xué)專，就業(yè)應(yīng)當(dāng)不成太大問(wèn)題。但這門課程在教學(xué)過(guò)程中常常存在學(xué)生難學(xué)、教師難教的現(xiàn)象。單片機(jī)是一門綜合性較高、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，以電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等為先修課程，這些課程的基礎(chǔ)很大程度上決定了單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的難易程度；同時(shí)它又是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，若不是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，則必定會(huì)事倍功半。當(dāng)前該門課程教學(xué)中遇到的難題，主要原因在于兩個(gè)方面：一是學(xué)生的先修課程功底較弱；二是教學(xué)偏向于理論使得學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)不多甚至幾乎沒(méi)有。這就導(dǎo)致了難學(xué)、難教的情況。通過(guò)對(duì)理論課堂和實(shí)驗(yàn)課堂的改革，可以改變這一情況。

一、理論課堂改革

大多數(shù)高校開設(shè)的單片機(jī)課程，理論學(xué)時(shí)的安排往往比較多，是比較主要的部分。如果只是照本宣科，或者純理論性的教學(xué)，課堂就不會(huì)生動(dòng)，而且往往會(huì)挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，久之會(huì)令人覺得枯燥無(wú)味。為改變這種困境，下面從三個(gè)方面設(shè)計(jì)理論課堂的教學(xué)改革。

（一）課前的預(yù)習(xí)

根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)歷來(lái)看，很多學(xué)生并不注意課前的預(yù)備，上課時(shí)就帶一本教科書，對(duì)當(dāng)堂要講授的課程內(nèi)容基本上一無(wú)所知，更談不上提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、探究式研討了，這一方面使學(xué)生變得更趨向于被動(dòng)接受而很難主動(dòng)學(xué)習(xí)，另一方面也使教師覺得因沒(méi)有引起學(xué)生的共鳴而乏味，久而久之，就變成了我教我的你學(xué)你的。所以學(xué)生課前的預(yù)備是重要的一步，是師生互動(dòng)的前提。當(dāng)然，預(yù)備的目的是讓學(xué)生有個(gè)初步的了解、初步的印象和初步的思考，還不要求達(dá)到深入的目的，可以采用仿真的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)［1］，程序設(shè)計(jì)可以選擇匯編語(yǔ)言或Keil C51軟件。圖1是仿真軟件Protues的環(huán)境。

圖1　仿真軟件Protues的環(huán)境

具體做法是：教師按照教學(xué)大綱、教學(xué)日歷，將下一次課的內(nèi)容提前一周告訴學(xué)生，要求學(xué)生按照要求做出仿真測(cè)試，仿真成功即可，在下次課的前一天以郵件形式發(fā)給教師，計(jì)入成績(jī)考核中。例如講到定時(shí)器時(shí)，讓學(xué)生事先仿真流水燈電路、或者輸出方波等，這樣學(xué)生會(huì)對(duì)課程內(nèi)容有第一印象，與教師講課內(nèi)容的銜接就會(huì)相對(duì)輕松，也容易產(chǎn)生興趣。

（二）課堂的實(shí)行

經(jīng)過(guò)課前的預(yù)備之后，學(xué)生對(duì)課程的內(nèi)容有了一定的認(rèn)識(shí)，但畢竟不深，而且仿真的內(nèi)容還不能完全代替實(shí)物，因?yàn)榫唧w調(diào)試過(guò)程中還存在硬件和軟件的問(wèn)題，例如電路結(jié)構(gòu)和算法等，需要在實(shí)際的電路板上進(jìn)一步的調(diào)試，以達(dá)到深入理解并舉一反三的效果。因此在課堂上可以實(shí)行“做中學(xué)、學(xué)中作”［2］。理論課堂上，每人自行購(gòu)買一塊單片機(jī)學(xué)習(xí)板，如圖2所示。

圖2　單片機(jī)學(xué)習(xí)板

教師課堂上講授原理、應(yīng)用和注意事項(xiàng)，并演示實(shí)物給學(xué)生觀看。然后學(xué)生在自己的電路板上先模仿老師的步驟，有問(wèn)題的可與老師和同學(xué)交流，模仿成功之后，發(fā)揮所學(xué)內(nèi)容，加上擴(kuò)展模塊，改進(jìn)或者創(chuàng)新教師的演示思路，提出一些其他的應(yīng)用。為了促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)整個(gè)知識(shí)體系，并能觸類旁通，自行探索相近或相關(guān)的知識(shí)，需要把單片機(jī)的知識(shí)按照幾塊來(lái)劃分，以便引導(dǎo)學(xué)生自行探索，這樣還能夠彌補(bǔ)基礎(chǔ)薄弱的部分。

（三）課后作業(yè)設(shè)計(jì)

課后作業(yè)是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力的重要環(huán)節(jié)。很多不重視作業(yè)者或者應(yīng)付型完成作業(yè)者，往往難以掌握課堂的精髓。作業(yè)的設(shè)計(jì)不宜局限于課后的習(xí)題，很多習(xí)題充其量只是知識(shí)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證。課后的作業(yè)由于是在課外完成，所以與課堂知識(shí)相比，需要在難度、廣度和深度方面有所延伸，提供發(fā)揮的空間。例如，按照知識(shí)體系的劃分，針對(duì)其中某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，提供一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生設(shè)計(jì)幾個(gè)類似的應(yīng)用例子，給出相關(guān)的參數(shù)和應(yīng)用場(chǎng)合，分析其優(yōu)缺點(diǎn)并指出改進(jìn)的空間。經(jīng)過(guò)這種訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)會(huì)有一個(gè)全面的了解，擴(kuò)展了視野，同時(shí)還能在分析對(duì)比的基礎(chǔ)上提出自己的設(shè)計(jì)和看法，有助于培養(yǎng)批判性思維。

二、實(shí)驗(yàn)課堂改革

理論課堂的教學(xué)改革需要實(shí)驗(yàn)課堂改革加以配合。單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)課目前大多采用實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)箱有連線簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但作為單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)手段，其缺點(diǎn)比較突出：學(xué)生的工作幾乎變成編程工作，固定的模塊不利于設(shè)計(jì)的發(fā)揮，只能按照實(shí)驗(yàn)箱提供的電路做一些驗(yàn)證工作。所以實(shí)驗(yàn)課堂的改革需要突破這個(gè)框架。可以針對(duì)具體的知識(shí)點(diǎn)，由學(xué)生制作電路板實(shí)物，完成焊接和調(diào)試?？紤]到實(shí)驗(yàn)課時(shí)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)睾喜⒄n時(shí)。電路的設(shè)計(jì)不宜過(guò)于復(fù)雜，主要針對(duì)課堂所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，也就是點(diǎn)到為止。這一過(guò)程雖然簡(jiǎn)單，但學(xué)生能夠通過(guò)自行設(shè)計(jì)、實(shí)物制作、元器件焊接、調(diào)試等，既加深了印象又培養(yǎng)了動(dòng)手能力，也提高了興趣。

三、考核方法

以上提出的教學(xué)改革的方法，需要有相應(yīng)的考核方法做保障?？己说脑瓌t是重視過(guò)程，同時(shí)也參考結(jié)果。其中最重要的是杜絕抄襲，發(fā)現(xiàn)抄襲和被抄襲的，兩者均為0分。為杜絕抄襲，源頭上的把握非常重要，就是盡可能多地提供作業(yè)或?qū)嶒?yàn)的參考例子，例如對(duì)A/D轉(zhuǎn)換這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)學(xué)生的課后作業(yè)要盡量分開，比如可以選8、10、12位的A/D轉(zhuǎn)換芯片，通信方式可為串行、并行，其他的內(nèi)容也區(qū)別開來(lái)，這樣就很難抄襲?？傇u(píng)成績(jī)由期末和平時(shí)構(gòu)成：期末成績(jī)主要以試卷形式考試，占20%，平時(shí)成績(jī)主要由課前預(yù)習(xí)10%、課堂成績(jī)20%、作業(yè)成績(jī)20%和實(shí)驗(yàn)成績(jī)25%及其他5%組成。有些比例也可靈活調(diào)配。

四、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)是一個(gè)互動(dòng)的過(guò)程。對(duì)于電子類專業(yè)單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，文章提出了理論和實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)改革的方法：重視課前的預(yù)習(xí)為課程的進(jìn)入打好基礎(chǔ)，課堂上結(jié)合電路板實(shí)物邊學(xué)邊做以加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，課后作業(yè)的環(huán)節(jié)使知識(shí)體系得以完善，實(shí)驗(yàn)課以實(shí)物制作代替實(shí)驗(yàn)箱為學(xué)生提供更大的發(fā)揮余地，最后通過(guò)合理的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)辦法來(lái)保障教改的實(shí)施成效。

［1］岳紅.項(xiàng)目教學(xué)法及Proteus仿真在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.職業(yè)技術(shù)教育，2011（35）.

［2］陳桂友，張姣，王平，等.基于BOPPPS和LBD的單片機(jī)教學(xué)研究［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2015（05）.

［3］尤曉萍，林育茲.基于創(chuàng)新實(shí)踐的單片機(jī)教學(xué)方法探索［J］.教育教學(xué)論壇，2015（01）.

［4］賈萍，丁向榮，胡美蘭.“教、學(xué)、做”一體化單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012（06）.

As for the fact that it is difficult for students to learn microcontroller and hard for teachersto teach microcontroller currently.The paper，based on analysis of this situation，proposes a three-step method of teaching reform including paying attention to preview before class and strengthening training in class and perfecting home原work after class，then discusses particularly how to carry out the program and examine.

microcontroller；teaching reform；examination

G642

A

2096-000X（2016）17-0146-02

浙江農(nóng)林大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（NO：ZY1305、YB1348）

章華幸（1976-），男，浙江蒼南，碩士，講師，研究方向：檢測(cè)、自動(dòng)控制。