崔晗，黃思博，林宏翔，魏曉慧

（惠州學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院，惠州516007）

0 引言

創(chuàng)新能力與科技水平關(guān)乎社會發(fā)展、民族進步和國家的興旺發(fā)達。培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提升科研能力已經(jīng)成為新時代高等教育的首要課題?！秵纹瑱C》課程是一門基礎(chǔ)性、技術(shù)性、工程性、實踐性很強的工科電類專業(yè)課程，綜合融入了編語言、微機接口、通信技術(shù)等知識，是一門入門基礎(chǔ)教學(xué)課程。該課程作為電子專業(yè)最重要的核心課程之一，是電子信息和自動化技術(shù)領(lǐng)域非常關(guān)鍵和非常重要的技術(shù)，在工業(yè)控制、智能電表、工業(yè)機器人、信號處理和家用電器等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用［1－2］。

對于《單片機》這門課程無論是只學(xué)習(xí)51還是只學(xué)習(xí)STM32都是不盡合理的。本次教學(xué)改革在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評價上都進行的一定程度的改革［3］。

1 模塊化授課51單片機

以往的51單片機教學(xué)是按照先理論再實操的步驟開展。從長期的實踐教學(xué)來看，這種教學(xué)方式存在一定的弊端：學(xué)生在初次接觸理論教學(xué)（見表1）時，由于缺乏對單片機原理構(gòu)造和實際用途的認知，理論知識理解起來略感抽象、吃力，理論和實踐做不到“無縫對接”。針對這一問題，我們對51單片機授課模式進行改革，同樣的授課內(nèi)容，在保證數(shù)量不變的條件下，我們對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行分解，重構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而保證授課質(zhì)量的提高。

表1 傳統(tǒng)51單片機教學(xué)內(nèi)容

首先將具體授課內(nèi)容分成固定內(nèi)容和動態(tài)內(nèi)容。固定內(nèi)容包括主要講解單片機概念和原理；對于動態(tài)內(nèi)容，構(gòu)建模塊、課題、任務(wù)“三位一體”教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，采取“化整為零”的方式，將課程有機分解成多個模塊（見表2），模塊由若干課題組成，課題由若干任務(wù)組成，任務(wù)又包括目標、分析、相關(guān)知識和實施四個部分。將教學(xué)授課場地調(diào)整為實驗室，每個模塊和真實的環(huán)境相結(jié)合，把教學(xué)模塊放到真實的環(huán)境中。這樣可以縮短51單片機授課學(xué)時，短時高效地讓學(xué)生們對51單片機有了深刻的理解［4－7］。

表2 動態(tài)模塊化授課內(nèi)容

2 配以“口袋式”實驗平臺，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)主要依托體積大且笨重的實驗箱，雖然集成了較多的外設(shè)資源，但很多實驗都是驗證性的實驗，學(xué)生的自主設(shè)計性不強。而且受到時間、地點的制約，只能在實驗課時間在實驗室完成實驗，導(dǎo)致實驗箱資源的浪費。2012年，美國德州儀器公司（TI）提出了“口袋實驗室”理念。所謂口袋實驗室，是指不受時間、空間限制的，并且實驗功能豐富的小型開發(fā)板，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和二次開發(fā)［8］。便攜性的實驗平臺可以解決上述問題，通過購買或者自制便攜式的“口袋式”實驗平臺，此類實驗平臺價格較低，學(xué)生辦理相關(guān)手續(xù)可以每人外借一套，配合學(xué)生自己的筆記本電腦，在宿舍、圖書館或者教室也可以繼續(xù)做實驗和開發(fā)，可隨身攜帶，學(xué)生有想法隨時可以做實驗驗證，真正做到實驗室開放性。

學(xué)生的實驗按照“吃透原理、夯實基礎(chǔ)，拓展創(chuàng)新、提升能力”的原則和靶向，既要通過演示和驗證性實驗，采用經(jīng)典的技術(shù)、方法和手段，通過獨立完成的方式，將經(jīng)典實驗按照實驗原理要求演示得“一目了然”，讓學(xué)生掌握實驗的基本操作和基本技術(shù)，確實讓學(xué)生學(xué)懂弄通、吃透悟透原理，領(lǐng)悟設(shè)計者的原創(chuàng)思想；又要注重突出綜合性、設(shè)計性、綜合設(shè)計性和開放性實驗，采取獨立或合作完成的方式，引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋、活躍思維，做到舉一反三、觸類旁通，努力提高學(xué)生拓展創(chuàng)新能力，力爭使學(xué)生的實驗水平達到實驗室的最高水平。

3 增加以STM32為主的項目應(yīng)用

在51單片機的理論與實操學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加STM32單片機的入門學(xué)習(xí)。由于STM32系列單片機屬于ARM系列，單片機原理上更加復(fù)雜，實踐性更強［1］，所以不太適合51單片機那種以各個知識點為主線逐步對各個知識進行講解的授課方式。在教學(xué)方法上，本次教學(xué)改革著重對學(xué)生的實踐能力進行培養(yǎng)，因為學(xué)生對STM32理論知識的理解（書本內(nèi)容）與具體的實踐項目之間其實是有很大差距的。所以學(xué)生對STM32的知識點的掌握不是要求大而全，而是要求短時間內(nèi)能夠把所學(xué)的一些知識點能夠靈活的運用到實際的項目過程中，這樣把一些從理論上學(xué)到的一些知識點能夠分散到一些由淺入深的項目中去。通過理論教學(xué)與項目操作練習(xí)相結(jié)合的模式，讓學(xué)生逐個項目不斷攻克難關(guān)，取得項目開發(fā)過程中的實際經(jīng)驗。例如通過基于STM32智能可穿戴項目，可以對STM32里各個模塊有了初步的使用了解，同時教會學(xué)生們查閱手冊。

4 結(jié)語

通過對《單片機》課程內(nèi)容和教學(xué)方式的改革，教學(xué)內(nèi)容覆蓋面增大，整個教學(xué)內(nèi)容從簡單的51單片機過渡到復(fù)雜的ARM系列STM32單片機，教學(xué)方式從理論和實踐單獨開展，轉(zhuǎn)換到理論與實踐緊密結(jié)合，使其收益面擴大，使所學(xué)的各種理論知識能夠真正的實現(xiàn)知識上的融會貫通，讓學(xué)生充分融入到項目的設(shè)計和開發(fā)過程中去，助力學(xué)生參加各類學(xué)生競賽，增強學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計的能力，增加學(xué)生的畢業(yè)就業(yè)面，真正培養(yǎng)出具有項目開發(fā)能力和設(shè)計能力的人才，能夠為學(xué)生提供更多的鍛煉機會，對其畢業(yè)就業(yè)也有很大的幫助，從而對提高教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生非常深遠的影響。