【摘" 要】 文章深入探析了“單片機基礎”課程教學模式的改革，提出將“燈光節(jié)”活動引入課堂的教學改革模式。文章首先分析了傳統教學模式的局限性，接著闡述了“單片機基礎”課程的教學與“燈光節(jié)”活動的實踐項目相結合的必要性和意義，然后詳細介紹了教學改革的具體實施過程，并對教學改革效果進行了評估。此次教學模式的改革，一方面提升了學生的實踐能力、溝通能力、創(chuàng)新能力以及團隊合作能力，另一方面為“單片機基礎”課程的教學改革提供了新的思路，同時也形成了新時代的人才培養(yǎng)方案。

【關鍵詞】 單片機基礎課程；教學模式改革；燈光節(jié)；工程素養(yǎng)

隨著科技的快速發(fā)展，單片機技術在電子工程、計算機科學、自動化控制等多個領域中的應用越來越廣泛，對相關專業(yè)人才的需求也日益增加?！皢纹瑱C基礎”這門課程為學生提供了深入理解和應用單片機技術的基礎，然而，傳統的“單片機基礎”課程教學模式往往注重理論知識的傳授，卻忽視了實踐操作能力的培養(yǎng)，導致學生難以將所學知識應用于實際項目中。同時，該課程也缺乏與實際工程項目相結合的案例，理論知識難以應用到解決實際問題中去，無法有效培養(yǎng)解決實際問題的能力。因此，對課程教學模式進行改革，引入實踐活動，成為當前教學改革的重要方向。

一、傳統教學模式的局限性

傳統的“單片機基礎”課程的教學模式主要以課堂講授為主，教師通過幻燈片等形式向學生傳授理論知識。然而，這種傳統的教學模式存在很明顯的局限性。

（一）理論重于實踐，學習效果不佳

傳統的“單片機基礎”課程往往以理論知識為主，課程內容涵蓋了較多的理論知識，主要包括單片機的硬件結構和工作原理，如CPU、存儲器、I/O口、定時器等核心部件的功能和特點，以及單片機的接口技術，如鍵盤/顯示器接口、顯示接口、ADC/DAC接口、串行通信接口等，這些內容既涉及硬件又涉及軟件。然而，對初學者而言，由于理論知識過多并且沒有與實踐項目相結合，學生往往難以理解抽象的原理，學習興趣也不大，從而導致學習效果不佳。

（二）缺乏實際項目案例，難以培養(yǎng)實踐能力

傳統的“單片機基礎”課程教學中往往缺乏與實際工程項目相結合的案例。實際項目案例通常涉及復雜的問題和挑戰(zhàn)，需要學生運用創(chuàng)新思維來尋找解決方案，并且學生可以親身體驗單片機技術在現實世界中的應用，從而激發(fā)學習的興趣，同時鍛煉自己的實踐能力。然而，在缺乏實際項目案例的教學中，學生往往只能按照固定的模式和方法來學習，很難將理論知識與實際應用相結合，對知識的理解只能停留在表層，無法真正掌握單片機技術的應用技巧和解決問題的能力。這種情況導致學習變得抽象和枯燥，難以激發(fā)學生的學習興趣和動力。

（三）考核方式單一，無法全面評估學生能力

傳統的“單片機基礎”課程考核方式主要以平時表現和期末考核為主，但這種方式一方面缺乏對學生實踐能力的全面評估，另一方面也無法真實反映學生的技能水平，同時也不能有效激勵學生積極參與實踐活動。在這種考核方式下，學生缺少生生互評的機會，主要依賴教師評價，因此難以對自己的問題進行自查自糾。另外，該考核方式對學生的素質目標沒有進行量化評估，如創(chuàng)新能力、團隊協作能力、溝通能力等；同時，它也不能有效培養(yǎng)學生未來的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)精神，如解決實際問題的能力、敬業(yè)精神、責任心等，因此未能提前培養(yǎng)學生對工作崗位的適應能力。

（四）實踐教學體系不夠完善，缺乏綜合性實踐項目

在實踐教學中，傳統的“單片機基礎”課程往往采用模塊化的教學模式。實踐課上，由教師發(fā)布實驗項目，學生按照教師的要求進行實驗，最后根據要求記錄實驗現象，完成實驗報告。這種由教師主導的實驗項目存在兩方面問題：一方面，學生對實驗現象沒有進行深入的分析，獨立思考能力沒有得到提升；另一方面，模塊化的實驗項目教學導致知識點之間的關聯性低，分散嚴重，學生無法對知識點進行綜合性的應用。單片機技術是一門實踐性很強的學科，需要學生在實踐中不斷嘗試和修正。由于缺乏綜合性實驗，學生難以將所學的理論知識與實踐項目相結合，導致對單片機技術的理解和掌握不夠深入。工程素養(yǎng)是學生在面對工程問題時所具備的綜合素質，包括分析問題、解決問題的能力，團隊協作和項目管理的能力等。缺乏綜合性實驗，學生將難以獲得充分的工程實踐機會，這將削弱他們的工程素養(yǎng)。

二、教學與“燈光節(jié)”活動相結合的必要性和意義

“燈光節(jié)”活動一直以來都是廣州軟件學院的傳統活動。針對傳統教學模式的局限性，教學組提出將“燈光節(jié)”活動與“單片機基礎”課程的教學相結合的改革策略。這一改革策略具有以下必要性和意義：單片機教學往往側重于理論知識的學習而缺乏實踐應用的機會。引入“燈光節(jié)”活動可以為學生提供一個將理論知識應用于實際項目的平臺，使他們能夠在實踐中加深對單片機技術的理解和掌握。對許多學生而言，單片機學習可能顯得枯燥和抽象。而“燈光節(jié)”活動以其獨特的視覺效果和互動性，能夠激發(fā)學生的學習興趣和好奇心，使他們更加主動地投入到學習中。此外，將燈光節(jié)活動中的表現計入單片機基礎課程的考核，可以完善評價方式。在“燈光節(jié)”活動中，學生需要運用所學的單片機知識綜合設計和實現各種燈光效果。這一方面可以通過綜合實踐將所學的單片機知識聯系在一起，加強對單片機知識的理解；另一方面也可以提高學生創(chuàng)新思維和解決問題的能力。通過不斷的嘗試和改進，學生最終能夠創(chuàng)造出獨特而精彩的燈光作品?！盁艄夤?jié)”項目為綜合性項目，一般需要學生自行組隊共同完成。在這個過程中，學生需要明確分工，溝通交流，相互協作、共同解決問題。這有助于培養(yǎng)學生的團隊合作能力、表達能力以及溝通能力，為學生未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。

三、“燈光節(jié)”活動與“單片機基礎”課程融合的具體實施策略

（一）整合與優(yōu)化教學內容

整合與優(yōu)化單片機基礎課程的教學內容。首先，將單片機基礎課程的基本知識點進行模塊化的劃分，包括單片機硬件組成、內部結構、軟件編程（C語言）、定時/計數器、中斷系統、硬件外部接口及擴展等多個方面。其次，在教學過程中，教師需要將這些內容進行有機整合，以形成一個完整的知識體系。同時，針對每個模塊設計了相應的實踐項目，讓學生在實踐中學習和掌握這些知識。此外，在教學過程中，教師應加強與數字電子技術、電路、傳感器技術等課程的聯系。

（二）課堂教學與“燈光節(jié)”實踐項目相結合

在講解單片機相關理論知識的同時，教師應結合“燈光節(jié)”項目的實際需求，引導學生將理論知識應用于實際項目中。例如，在講解GPIO（通用輸入輸出）口時，可以展示如何使用GPIO口控制LED燈的亮滅；在講解定時/計數器時，可以展示如何使用定時/計數器精確控制LED燈的閃爍節(jié)奏，比如設定LED燈以固定的頻率閃爍，或者按照特定的時間間隔改變燈光的顏色或亮度。通過編程，教師可以設定定時/計數器以產生所需的延時，從而實現燈光的動態(tài)效果。在講解外部中斷時，可以展示按下某個按鈕時，中斷系統如何立即響應并啟動相應的中斷服務程序，控制燈光裝置做出反應，如改變顏色、閃爍等。在講解串口通信時，可以展示如何通過串口通信接口發(fā)送同步控制指令，實現多個燈光設備的同步開關、調光、變色等操作，從而營造出更加協調、統一的燈光效果。通過這個環(huán)節(jié)，學生將理論知識和實踐項目相結合，不僅激發(fā)了學生的學習興趣，還加深了對單片機理論知識的理解，提高了學生的實踐能力。

（三）安排綜合性實驗

安排綜合性實驗課程，讓學生親自動手搭建和調試燈光裝置。在實驗過程中，教師可以指導學生如何選擇合適的硬件、編寫程序、調試電路等。同時，鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，設計獨特的燈光效果和控制方式。例如，學生可以設計一個智能燈光控制系統，對燈光亮度、顏色和模式進行調整。這需要學生掌握單片機的基本編程和接口技術，理解中斷系統、定時/計數器在單片機中的應用。通過這個綜合性實驗課程的實踐，學生將能夠把獨立的模塊化知識結合在一起，從而鍛煉他們的動手能力與創(chuàng)新能力，并激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力。

（四）培養(yǎng)學生的團隊協作和溝通能力

學生可以自行組隊，完成一個“燈光節(jié)”作品的制作。在作品制作過程中，小組成員之間需要明確分工、相互溝通、共同解決問題。作品完成后，教師組織作品展示活動，讓學生上臺展示自己的成果并分享心得，小組間交流經驗。通過這一環(huán)節(jié)，學生不僅能夠鍛煉自己的表達能力、溝通能力、團隊協作能力以及解決問題的能力，還能夠從其他作品中汲取靈感和經驗。

（五）進行“燈光節(jié)”作品展示

學生通過“單片機基礎”課程的學習，制作具有創(chuàng)新性的燈光裝置，并在“燈光節(jié)”活動上進行展示，讓更多人欣賞到他們的作品。這不僅可以激發(fā)學生的學習興趣和自信心，還可以為他們提供一個展示自己才華的舞臺。在展示過程中，教師可以設置互動環(huán)節(jié)，讓觀眾通過操作按鈕與燈光裝置進行互動，體驗單片機技術的魅力。此外，教師還可以引導學生研究更復雜的燈光控制算法、開發(fā)更智能的燈光裝置等。例如，可以與傳感器技術相結合，用溫度傳感器控制燈光，實現根據環(huán)境溫度自動調節(jié)燈光亮度的功能；也可以與無線通信技術結合，利用藍牙、Wi-Fi等實現通過手機APP遠程控制燈光的功能；還可以與其他學科（如藝術、設計等）結合，設計更具創(chuàng)意和藝術感的燈光效果。

（六）將“燈光節(jié)”作品計入期末考核成績

把“燈光節(jié)”作品和表現計入期末考核成績，是一個激勵學生積極參與、提升團隊協作和溝通能力，以及展示他們創(chuàng)造力和實踐能力的絕佳機會。

教師可以從以下方面對學生進行評分：（1）創(chuàng)意性：評估作品的創(chuàng)意和新穎性，看學生是否能在作品中展現獨特的想法和視角；（2）技術實現：評估作品的技術難度和完成度，看學生是否具備將創(chuàng)意轉化為實際作品的能力；（3）團隊協作：觀察學生在團隊中的表現，對學生的團隊協作能力進行評估；（4）溝通能力：評估學生在項目執(zhí)行過程中的溝通能力，包括與團隊成員、指導教師和其他相關人員的溝通。根據學生的各項表現，將其計入期末考核成績。這樣不僅完善了評價系統，還更全面地考查了學生的綜合能力。

四、實踐教學改革效果評估

經過一學期的實踐教學改革探索，教學組對改革效果進行了全面評估。結果顯示，學生的實踐能力、創(chuàng)新思維、解決問題的能力以及團隊協作能力得到了顯著提升。具體表現在以下幾個方面。

首先，學生的實踐能力得到了明顯提高。通過參與“燈光節(jié)”實際項目的設計和實施，學生能夠獨立完成從需求分析、方案設計到作品調試的整個過程，能夠利用所學的知識完成實踐項目。

其次，學生的創(chuàng)新思維得到了有效培養(yǎng)。在“燈光節(jié)”項目的制作中，學生需要進行創(chuàng)新性設計和制作，通過嘗試不同的方案和方法，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

最后，學生的綜合素質得到了提升。通過團隊合作完成作品制作和展示，學生學會了如何與他人協作、溝通和解決問題，提升了團隊協作能力。同時，通過綜合性項目的實踐，學生需要分析并解決一些復雜的工程問題，這使學生的工程素養(yǎng)得到了提升。

五、結語

“燈光節(jié)”活動與“單片機基礎”課程相結合的教學模式改革取得了顯著成效。通過實踐活動與理論教學的有機結合，學生的實踐能力、創(chuàng)新思維和團隊協作能力得到了有效提升。然而，改革過程中仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要在未來的教學實踐中繼續(xù)探索和完善。未來，教學組應進一步豐富實踐項目內容、優(yōu)化教學資源配置、提升教師指導能力，為培養(yǎng)更多具有實踐能力和創(chuàng)新精神的高素質人才作出貢獻。

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