宋 洋

(鞍山技師學院，遼寧 鞍山 114001)

0 引言

單片機課程作為計算機學科的基礎性課程，在各個專業(yè)的計算機領域都有著至關重要的作用，但是在實際教學的過程中，單片機課程教學與原專業(yè)之間的沖突，以及實踐性課程配置不足的問題，嚴重影響教學的效率和質量，對于后續(xù)數(shù)字化發(fā)展極為不利。所以，如何對單片機課程知識體系進行重構，結合合理的教學實踐思路，對于單片機課程教學的優(yōu)化和發(fā)展極為關鍵。

1 單片機的簡單分析

1.1 單片機的概念

單片機其實就是一種集成電路芯片，通過采用超大規(guī)模集成電路技術，把具有有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能，以及顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路集成到一塊硅片上，從而構成一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，逐漸應用到眾多領域之中。

1.2 單片機的原理和內涵

單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括地講，一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜，為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

1.3 單片機的應用

單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。其主要的應用方向包括節(jié)能控制、智能語音設備、報警控制、醫(yī)療設備等，

(1)節(jié)能控制方面。主要是基于單片機通過對智能電子設備中數(shù)據(jù)的收集，大致推斷當前設備處于較低的負載，通過降低電壓及電流的輸出，達到節(jié)能的目的，或者通過單片機可以控制能耗節(jié)奏的原理進行實現(xiàn)。

(2)智能語音設備方面。主要分為2個方面，一是在軟件設置方面，通過利用單片機可以通過編程的方式，對業(yè)務邏輯進行處理，因此就能夠對智能語音處理過程進行操作。二是硬件設計方面，通過使用單片機技術動態(tài)控制產(chǎn)品的功率，實現(xiàn)進一步降低對電量消耗的目的。

(3)報警控制。主要是利用單片機對外部環(huán)境的收集，如外部數(shù)據(jù)達到某種狀態(tài)、外在環(huán)境超過設備工作范疇等原理，實現(xiàn)對報警控制的應用。

(4)醫(yī)療設備。主要是利用在病人身上安裝醫(yī)療設備，通過單片機對這些設備的數(shù)據(jù)進行收集，實現(xiàn)對病人身體特征數(shù)據(jù)的收集。不僅如此，在進行手術時，利用單片機技術收集患者數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)實時監(jiān)控，提高手術成功率。

1.4 單片機的應用特點

在單片機應用的過程中，單片機不僅擁有良好的集成度、強大的控制功能，并且單片機自身體積較小、運行電壓較低，使得其比較便于攜帶，并且其性價比比較高，使得其應用的范圍極為廣泛。

2 單片機課程教學現(xiàn)狀

2.1 課程設置與專業(yè)之間結合不夠

單片機作為計算機基礎性學科，涉及到很多計算機附屬學科，如工業(yè)計算機、農業(yè)計算機等，但是在實際進行課程設置時，存在與專業(yè)內容脫軌的情況，相互之間的結合不夠緊密，導致教學不具備一定的優(yōu)勢，最終嚴重降低了單片機課程的吸引力與應用價值。

2.2 教學實踐性不足

根據(jù)調查可知，在開展單片機課程教學時，大部分都是以公共課的形式存在，教學內容都偏向于理論化，而單片機作為一種實用性學科，對于實踐和操作的要求比較高，最終嚴重影響教學的效率和效果，對于單片機課程教學極為不利。

2.3 教學設備和教學形式老化

單片機作為多種學科的附屬學科，一般院校對于其教師和教學設備建設不夠重視，存在教學形式陳舊和實驗設備老化的現(xiàn)象，不僅教學效率和教學效果比較差，還會挫傷學生的學習興趣，進而影響單片機課程教學的效果。

3 單片機課程知識體系重構與教學實踐思路分析

3.1 基于單片機課程與專業(yè)之間的融合，對課程知識體系進行有效的重構

在單片機課程教學的過程中，雖然其作為計算機學科的基礎性課程，但是專業(yè)課程體系之中，還是屬于公共課的范疇。在進行教學時，由于單片機課程的內容比較復雜，使得其與本來專業(yè)之間的矛盾越來越深，為了解決單片機課程教學中出現(xiàn)的問題，從根本上提升單片機課程教學的質量，對單片機課程知識體系進行重構非常關鍵。在進行重構的過程中，可以通過基于單片機與專業(yè)之間融合，從其實際應用角度入手，進行課程知識體系的重構，從而在促進兩者之間聯(lián)系的基礎上，達到共同提升的目的，促進學生未來的全面發(fā)展。

比如，在實際進行分析的過程中，教師可以基于單片機課程與原有專業(yè)之間的沖突，在緩解課程壓力的同時，達到雙重教學目標的效果，所以基于兩者之間的有效融合，從其實際應用角度入手，進行課程知識體系的重構，進而提升單片機課程教學的效率和效果。在實際進行重構的過程中，通過以應用為導向的方式，以農業(yè)計算機專業(yè)為例，對單片機課程的教學目的、教學內容和教學安排篩選和充實，通過合理的規(guī)劃和設計，對于農業(yè)計算機有關領域的單片機課程進行針對性的安排，進而在緩解學生課程壓力的基礎上，有效提高課程教學的效率。如在重構時，可以在保證單片機系統(tǒng)基本知識點教學點不受影響的基礎上進行刪減，主要針對與農業(yè)計算機領域有關的農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設相結合的農業(yè)信息數(shù)據(jù)采集與傳送等知識內容，提高單片機教學與農業(yè)專業(yè)之間的融合，從而有效提升教學的效率和效果。不僅如此，在重新構建知識體系的過程中，教師要加大實際應用教學的比重，通過對增加溫濕度傳感器、土壤含水量、微量元素傳感器等方面單片機實踐教學的同時，讓單片機課程可以在農業(yè)領域發(fā)揮實際用處，進而實現(xiàn)兩者共贏，促進單片機課程教學的優(yōu)化和發(fā)展，提升單片機技術應用的水平。

3.2 提高單片機課程知識體系中實踐教學的比重

單片機課程作為一門實用性課程，其內容大都比較抽象，學生很難通過理論知識對其進行全面地了解，合理有效的實踐性教學是必然趨勢。但是從實際情況來看，大部分院校對于這部分公共不夠重視，在教學時，大都采用理論式教學的方式，通過把單片機課程中的基本概念和理論進行“填鴨式”教學，使得學生不能很好地對單片機課程的知識進行理解和記憶，進而嚴重影響教學的實際效果。因此，在對單片機課程知識體系重構與教學實踐進行分析時，可以基于這一問題，通過提高單片機課程知識體系中實踐教學比重的方式，從而利用有效的實踐，加深學生的記憶和理解，從而提高單片機課程教學的效率和質量。

比如，在進行教學的過程中，教師可以對原有的課程安排進行合理的細化和分工，在上文中重構的基礎上，結合整體學習時間進行整體的規(guī)劃和設計，通過在整體知識體系中加大實踐性教學的比重，在讓學生學習的同時，對單片機相關技術進行掌握，從而保證日后應用的實際效果。以四年制學習為例，教師在進行課程安排設置時，可以把前一個月或兩個月的課程，全部方程基礎知識理論，先讓學生對單片機有一定的了解，然后在第二個月開始讓學生接觸一些簡單的單片機技術應用，讓學生把學習的知識與現(xiàn)實相互對應，從而在鞏固所學知識的基礎上，加深學生的理解和記憶。在此基礎上，通過輪換的方式，如在教學前期，這一星期的課程為理論知識課程，下一星期就是根據(jù)上一星期所學對應的實踐類課程，到教學中期，就轉變?yōu)橐还?jié)課一輪換，到教學末期，就開始采用以實踐課為主，通過實踐的方式總結理論知識方面的欠缺，從而補充知識理論教學，通過這樣的教學模式，在提升教學效率的基礎上，提升學生對單片機技術的應用能力。

3.3 創(chuàng)建新型實驗教學基地

在對單片機課程知識體系重構與教學實踐進行分析時，除了以上兩點以外，還可以針對單片機課程教學中存在的教學方式和教學設備老化的問題，通過創(chuàng)建新型實驗教學基地的模式來進行有效解決，從而有效提升單片機教學的水平。

比如，教師在實際教學的過程中，可以基于本身專業(yè)和單片機課程，利用兩者之間的優(yōu)勢融合，打造一整套實驗性教學基地，在提高教學效果的同時，實現(xiàn)自主盈利，促進單片機課程教學的優(yōu)化和發(fā)展。如，在教學時，教師可以和相關專業(yè)企業(yè)進行深入合作，以醫(yī)療器械專業(yè)為例，通過與醫(yī)療器械生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)合作，由醫(yī)療器械企業(yè)提供課題、資金和設備支持，學生在實驗教學基地進行研發(fā)，在實踐的過程中印證自身所學知識，在提高教學效率的同時，有效實現(xiàn)自我營收，在不增加學校成本投入的基礎上，實現(xiàn)自身教學設備和教學模式的更新，進而有效促進單片機課程教學的發(fā)展。

4 總結

在對單片機課程知識體系重構與教學實踐進行分析時，主要是針對當前單片課程教學中存在的問題，以問題為導向，基于單片機課程教學的特征，加強與自身專業(yè)的融合，利用有效的知識體系重構，進而實現(xiàn)單片機課程教學水平的提升。