吳葉蘭

摘要：針對單片機課程知識點多、實踐性強的特點，結(jié)合本科教學綜合改革，提出課內(nèi)外一體的課后延續(xù)教學模式，闡述這種教學模式的設(shè)計、實施過程，說明層次遞進的“驗證型一設(shè)計型一綜合型一創(chuàng)新型”實踐體系的目標、要求與學時比例，給出課后實踐環(huán)節(jié)的具體案例。

關(guān)鍵詞：單片機；延續(xù)教學；實踐體系；教學改革

0.引言

單片機技術(shù)自問世以來，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)自動化控制、自動檢測、家用電器、電力電子等各個領(lǐng)域。很多從事電子、通信、自動化、測控等領(lǐng)域的公司把是否具有單片機開發(fā)能力作為招收電類工科專業(yè)學生的必要條件，這是電子信息類、自動化與電氣工程類學生就業(yè)的一個重要方向。因此，各院校都將單片機原理及應(yīng)用課程作為電類工科學生的必修課程，并針對單片機技術(shù)快速發(fā)展的特點，不斷進行不同層次的單片機課程教學改革，以滿足對高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

開展課后延續(xù)教學，就是將教師的教學活動從課堂內(nèi)延伸到課堂外，學生學習從課堂的吸收接納到課外的主動參與，形成課前預習、課堂學習、課后鞏固提升的一體化教學。目前單片機課程教學普遍存在的問題是單片機種類多、技術(shù)發(fā)展迅速、實驗學時不足、過分依賴實驗箱、沒有合適的經(jīng)典教材、學生缺乏創(chuàng)新思維等。這些問題如果僅僅依靠有限的課堂教學是無法解決的，要根據(jù)學校本科教學綜合改革的部署，結(jié)合單片機課程實踐性強的特點，有效利用課后延續(xù)教學，在實踐教學、課程信息化、學科競賽等方面進行重點建設(shè)，以激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)學生自學習、自組織和自適應(yīng)的能力，全面提升課程的教學質(zhì)量，在教學中達到理論、實踐和能力的統(tǒng)一。

1.課后延續(xù)教學模式的設(shè)計

對于單片機這類知識點多、實踐要求高、技術(shù)進步陜的課程來說，僅憑傳統(tǒng)的課堂內(nèi)教學是遠遠不夠的，如何利用課后時間進行延續(xù)教學來激發(fā)學生興趣、實現(xiàn)個性化輔導、提高學生能力。課堂教學具有基礎(chǔ)性、原理性、綜合性，課后延續(xù)教學具有前沿性、趣味性、實踐性，將兩者結(jié)合在一起，能夠促進學生高效的學習。課后延續(xù)教學的內(nèi)容應(yīng)該緊跟技術(shù)發(fā)展，在形式上應(yīng)靈活多樣，如提出適合本科生研究學習的專題，引導學生開展研究性學習、查閱文獻和網(wǎng)絡(luò)資源、開展課堂討論、提交綜述報告或綜合性設(shè)計等多種形式，對學生實行個性化輔導。表1給出了單片機課程課后延續(xù)教學模式的設(shè)計，分別從理論和實踐兩個環(huán)節(jié)給出了設(shè)計的目的、方式、內(nèi)容和學時。

2.課后延續(xù)教學的實施

2.3采用多元化教學手段夯實基礎(chǔ)理論

在單片機課后延續(xù)教學中，我們安排了一部分理論教學，該環(huán)節(jié)重點強調(diào)學生對知識的自我消化、自我理解和融會貫通。采用研究式、啟發(fā)式、協(xié)作式、自主式等多元化教學方式，以學生為主體，引導學生自我訓練。要求學生根據(jù)已經(jīng)學過的基礎(chǔ)知識，總結(jié)歸納成相應(yīng)的小論文；對擴展性知識，教師給出具體要求和參考目錄，引導學生查閱相關(guān)文獻和數(shù)據(jù)手冊，學生根據(jù)資料查閱情況提交研究報告并展開專題討論。課后延續(xù)教學理論部分的設(shè)置，有利于培養(yǎng)學生的自我學習能力，擴展學生的學術(shù)視野，訓練學生的科學的研究方法。

2.2設(shè)計多層次的課后延續(xù)實踐環(huán)節(jié)

單片機課程的一個重要特點就是實踐性強。傳統(tǒng)的單片機實踐教學通常分為兩個層次，一個層次是和課程相配套的實驗教學，這部分內(nèi)容通常是針對某個具體知識點來設(shè)計的，多數(shù)是驗證型的；另一個層次是課程設(shè)計，其目的是通過綜合性設(shè)計將單片機各個知識點貫穿起來，讓學生能夠融會貫通所學的理論知識從而具備綜合應(yīng)用能力。學生僅憑這兩個層次的課堂實踐教學要真正掌握單片機技術(shù)是遠遠不夠的，還必須依靠課后的實踐環(huán)節(jié)，形成課內(nèi)外統(tǒng)一的“驗證型一設(shè)計型—綜合型—創(chuàng)新型”實踐體系，如圖1所示。

驗證型實驗是基礎(chǔ)實驗，側(cè)重對基本概念的理解，在單片機課程中占到20%-30%。設(shè)計型實驗是在驗證性實驗的基礎(chǔ)上，針對各個重要的知識點，要求學生能完成初步的軟硬件設(shè)計，在單片機課程中占到50%-70%。綜合型實驗通常是從系統(tǒng)角度出發(fā)，要求學生將多個知識點融會貫通，完成具有一定功能的軟硬件設(shè)計，在單片機課程中占到20%-30%。創(chuàng)新型實驗則是對所學知識的綜合考察，要求學生能解決某個工程實際問題或者完成競賽項目，占到10%-20%。這樣，既能保障學生做好基礎(chǔ)實驗、打下堅實的知識基礎(chǔ)，又能保障學生得到充分的綜合應(yīng)用能力訓練，提高學生動手實踐能力，同時可以充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新能力。按照多層次實踐環(huán)節(jié)設(shè)計的案例驅(qū)動的單片機課后延續(xù)實踐內(nèi)容見表2。

從表2可以看出，單片機課后延續(xù)實踐體系根據(jù)不同訓練層次對學生提出不同要求：完成驗證型案例；完成兩個設(shè)計型案例；完成一個綜合型案例。根據(jù)學生的完成情況，選拔能力突出的學生進入科研或競賽項目。在這個過程中，學生需要自主確定研究題目，查閱相關(guān)文獻資料，提出軟硬件設(shè)計方案，實現(xiàn)PROTUES仿真，完成硬件制版、軟硬件調(diào)試，分析實驗結(jié)果，撰寫論文報告。

2.3完善網(wǎng)絡(luò)教學平臺，提升課程信息化水平

結(jié)合我校的本科綜合教學改革，課程組老師充分認識到借助先進教學手段的必要性，在教學組織上采取了新的手段，充分利用學校的blackboard（BB）平臺，通過BB平臺來組織學生的課后學習。在BB平臺的使用上，涵蓋了基礎(chǔ)和擴展兩部分內(nèi)容。

基礎(chǔ)部分：包括教學課件、實驗內(nèi)容、作業(yè)題等。

擴展部分：包括各種補充資料，如網(wǎng)站、視頻、優(yōu)秀課件等。

老師利用BB平臺的工具集定期布置測試題，對每位學生的測試結(jié)果進行評論，這樣的輔導更具有針對性；利用BB平臺的通知和討論功能，把學生提出的典型問題發(fā)布到平臺上，讓每位學生都能查漏補缺，互相借鑒。從效果看，學生已從最開始對單片機硬件、匯編語言、C51編程的不適應(yīng)轉(zhuǎn)變成能較為熟練地完成各種實驗項目。采用BB平臺也實現(xiàn)了對本課程的信息化管理，提升了課程管理水平。

2.4支撐學科競賽和校企合作

單片機原理及應(yīng)用課程是一門實踐性強的課程，為后續(xù)的多門課程、畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計、學科競賽提供了基礎(chǔ)。2013、2015年我們組織舉辦了兩屆北京工商大學電子設(shè)計比賽，參賽的100多人涵蓋了二、三、四年級的學生；在2014年的北京市大學生電子競賽中，我校取得了一等獎2項的好成績。同時，鼓勵學生積極申報校級本科生科技立項、國家及北京市的大學生科學研究與創(chuàng)業(yè)行動計劃，以極大學生的科技創(chuàng)新能力。

課程組十分重視與知名企業(yè)的合作以彌補課程資源的不足，同時也讓教師獲得最直接、最前沿的技術(shù)支持，從而能夠有效地培養(yǎng)師資隊伍。學校積極與國際國內(nèi)知名企業(yè)（如TI、博創(chuàng)、瑞泰等公司）合作，建立了“TI-北京工商大學MSP430聯(lián)合實驗室”“本科生培養(yǎng)一校內(nèi)實訓基地”等，為教師和學生提供一個接觸、學習新技術(shù)的環(huán)境，搭建一個學生實訓、參加科技競賽的平臺，形成以教師、研究生、高年級學生、低年級學生為主的傳、幫、帶梯隊，為培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才創(chuàng)造了條件。

3.結(jié)語

課后延續(xù)教學模式將教師的“教”和學生的“學”從課堂內(nèi)延伸到課堂外，更加強調(diào)學生的自主學習、實踐能力和合作精神，使學生學習不再是一個接受知識的被動過程，而是一個自主探究、合作互動的過程。