徐忠根+蔣琳

摘 要：本文從單片機課堂教學改革出發(fā)，結(jié)合筆者十多年的教學體會，針對目前單片機課程教學存在的問題，提出了一種“教、學、做、練、研、賽”六步教學法，并在課程教學中進行了實施。六步教學法激發(fā)了學生學習興趣，培養(yǎng)了學生較強的實踐動手能力、創(chuàng)新能力、工程應用能力，提高了學生專業(yè)綜合素質(zhì)，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：單片機；教學改革；六步教學法；應用性

中圖分類號： TP368.1-4；G642 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-100-2

0 引言

單片機技術(shù)是目前電子技術(shù)領域PLC、嵌入式、單片機三大主流技術(shù)之一，單片機在國民經(jīng)濟、生產(chǎn)、生活中已經(jīng)得到了廣泛而深入的應用。單片機教材種類繁多，版本五花八門，傳統(tǒng)的教材以匯編語言教學居多。在教學方法和教學模式上，國內(nèi)各高校具體實施時也是各有特色。在培養(yǎng)學生的單片機應用能力方面，每個老師的重視程度以及學生最終的學習效果也是參差不齊。但有一點大家都必須承認，很多學生學完單片機后，不能靈活的應用到工程實踐中，甚至到畢業(yè)時還不會用單片機做個小系統(tǒng)，這一點從學生的畢業(yè)論文和畢業(yè)設計中可見一斑。因此，剖析傳統(tǒng)單片機教學存在的不足，改革教學模式和教學內(nèi)容，探索出真正能夠培養(yǎng)學生應用能力、達到理想教學效果的教學方法勢在必行。

1 單片機教學現(xiàn)狀及存在的問題

在傳統(tǒng)的教學中，筆者和全國很多高校教師一樣，采用的教材為純匯編語言教材，講課過程是采用先理論后實驗的教學模式，理論學時遠遠多于實驗學時，比如80（理論）+16（實驗），而且實驗課一般安排在課程結(jié)束前的幾個周進行。理論和實驗嚴重脫節(jié)，實踐環(huán)節(jié)給學生動手的機會太少，很多學生都是學的稀里糊涂，一知半解?？己朔绞揭话愣疾捎美碚摴P試閉卷進行，難以考查學生能力。這種傳統(tǒng)方式已經(jīng)嚴重影響了教學效果。存在的主要問題有以下幾個：

1.1 教材選擇落后，教學內(nèi)容滯后

很多老師固守成規(guī)，不愿意嘗試使用新教材，學習新內(nèi)容。喜歡吃老本，用慣了匯編語言版本教材，而不愿換用C語言版本教材，在教學中重視匯編語言的教學，對于單片機各單元硬件模塊、寄存器、功能指令講解過于詳細，導致學生難以理解，對于程序設計也僅僅是數(shù)據(jù)的運算、數(shù)據(jù)傳送、寄存器的操作使用等，沒有涉及什么實際應用項目。指令種類太多，難以記憶。學生沒有學習興趣，感覺枯燥無味，上課無精打采。

1.2 實驗設備陳舊、實驗內(nèi)容選擇不足以滿足教學要求

很多高校的單片機實驗設備，多為8051單片機實驗箱式，且老化陳舊。這種設備一般會配帶實驗指導書，連線、原理、程序清單都會給出，學生只需要按照說明書連線，然后運行程序結(jié)果就出來了，沒有什么實質(zhì)性教學意義。開放性、設計性和綜合性實驗較少，學生沒有機會按照自己的設計思路去動手實踐，不能有效調(diào)動學生的積極性和主動性。

1.3 開發(fā)平臺和學習用器件跟不上技術(shù)發(fā)展

有很多學校還在學8051單片機，外圍器件還在用鎖存器、AD、DA等，其實現(xiàn)在有很多單片機已經(jīng)集成了很多外圍電路，如STC15、STM32、PIC、STM8單片機等，開發(fā)應用起來很方便。在教學中，很多老師跟不上現(xiàn)代電子技術(shù)和芯片的發(fā)展，還在使用已經(jīng)落后的芯片和開發(fā)手段，與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)要求已經(jīng)脫節(jié)。學生學習后也用不上，導致學好無用的尷尬局面。

1.4 考核偏重理論，考核方式單一

多數(shù)高校在單片機課程考試方面，依然采用傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷考試，基本是對單片機概念、指令和部分知識的片面考核，難以體現(xiàn)學生應用實踐能力，即使考1OO分的學生，可能也不會編寫一個簡單的應用程序。筆者的一個2011級畢業(yè)生在答辯時曾告訴我，她連晶振都不認識，更不用說設計出類似點亮流水燈的簡單項目了?？梢妼W生的創(chuàng)新能力、開發(fā)設計能力、編程能力難以得到系統(tǒng)鍛煉。

2 教學改革與六步教學法探索與實踐

從以上教學中存在的問題可以看出，單片機教學改革已刻不容緩。高校要轉(zhuǎn)型，高校教師也要轉(zhuǎn)型，變則通不變則廢。作為高校教師，要敢于改革、敢于實踐和教學創(chuàng)新。

六步教學法具體內(nèi)容及實施方法如下。

2.1 教

教什么？針對一門課程，這是任課老師首先思考的問題。我們要分清主次，抓主要矛盾，必須突出重難點。單片機課程教學，老師應該教給學生的知識主要是五個方面：①單片機最小系統(tǒng)，包括芯片引腳功能、晶振和電源、復位電路；②對單片機任意I/O口的操作，輸出控制電平高低，輸入檢測電平高低，進行C語言編程控制引腳工作；③定時器/計數(shù)器，重點掌握最常用的方式2，學會計算初值，學會編寫定時程序；④中斷，包括外部中斷、定時器中斷和串口中斷；⑤串口通信，掌握單片機之間通信、單片機與計算機之間通信、單片機與無線模塊通信等。老師只要通過一定的手段和方法把這些核心知識給學生講清講透即可。

2.2 學

學什么？怎么學？這是學生要思考的問題。對于學生，關鍵要掌握住一門課的最重要內(nèi)容，有些是必須學的，有些只需了解即可，甚至有些內(nèi)容你沒有必要關心。針對單片機課程，筆者認為學生在有限的時間內(nèi)，只需要花精力學習芯片引腳使用、最小系統(tǒng)接線、會點亮LED、會控制數(shù)碼管和液晶屏、會靈活利用中斷和定時功能、會進行串口通信、無線模塊收發(fā)等就可以啦。這些核心內(nèi)容的學習，可以按照老師安排的項目，如流水燈、交通燈、數(shù)碼管時鐘、萬年歷、溫濕度監(jiān)測、無線遙控循跡小車等課內(nèi)教學項目進行知識和技能的系統(tǒng)學習。

2.3 做

在理論知識學習和項目驅(qū)動教學中，老師可以再另外給學生布置一些學習任務，學生也可以根據(jù)自己的特長和興趣在網(wǎng)上找一些實例，進行鞏固和練習。在練習的過程中，有可能一個項目的設計制作完成，會涉及很多專業(yè)課程知識，這樣又倒逼學生主動去復習過去所學知識，學生會帶著問題去翻書、查閱相關資料等。鍛煉了學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力。

2.4 練

在“教、學、做”的基礎上，學生基本已經(jīng)掌握了單片機的基礎知識和基本技能，然后，教師就可以引導學生拓寬思路，增大知識面，通過大量的工程項目反復練習，熟能生巧，練習的多了，設計的項目多了，會使學生獲得一定的成就感，就會激發(fā)學生的求知欲望。

2.5 研

就是研發(fā)、設計和創(chuàng)新。不管是老師教，還是學生學，都不能總是拘泥于課內(nèi)那幾個簡單的項目，簡單的基礎項目只是敲門磚。要想提升自己，就必須把目光瞄準市場、了解企業(yè)崗位真正需要的知識和技能、熟悉生產(chǎn)和生活中單片機控制系統(tǒng)的設計、開發(fā)和應用。

2.6 賽

教學中，教師可以組織小規(guī)模的單片機知識和技能競賽、問題式和討論式比賽，也可以舉辦單片機系統(tǒng)設計與制作大賽，也可以組織參加全國大學生電子設計大賽、機器人大賽和其他各種級別和形式的專業(yè)競賽。通過鼓勵學生參加比賽，能夠檢驗學習效果，能夠以賽促學、以賽促教、以賽促改，能夠鍛煉學生的競爭意識、激發(fā)學生創(chuàng)作潛能，培養(yǎng)學生的團隊精神和合作精神，提高學生的職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)本領。

3 考核方式改革和后期能力提升

“教、學、做、練、研、賽”六步教學法在最后的考核方式設計上，要改變傳統(tǒng)的紙質(zhì)筆試方式，最好采用過程考核和最終項目考核相結(jié)合，依據(jù)學生平時學習和做項目的表現(xiàn)給出過程考核分，期末考試采用教師指定項目或?qū)W生自選項目進行考核，做到獨立設計、獨立制作和安裝、獨立編程和調(diào)試，然后進行成果答辯，最終給出項目考核分。

4 結(jié)束語

在教學中，筆者進行過深刻反思，到底怎么教才能讓學生愛學、樂學呢？“教、學、做、練、研、賽”六步教學法是筆者在教學中的一點總結(jié)和體會，不能算是十分成熟和成功的教學模式，每個學校和不同的老師，想必都有自己的思考和看法，有道是教學有法、教無定法、貴在得法。但在教學改革中，沒有終點，高校教師要不斷創(chuàng)新、不斷拓寬教學思路、更新教學方法和手段、提升教學能力和知識水平，才能跟上現(xiàn)代化教育發(fā)展步伐。教學改革，我們永遠在路上！

參 考 文 獻

[1] 郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].電子工業(yè)出版社，2011，11.

[2] 魯俊生.單片機課程教學改革的實踐與思考[J].浙江萬里學院學報，2003，4.