?？茖W(xué)校單片機(jī)課程教學(xué)模式改革初探

1、科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald227ScieneeandTechnologyInnovationHerald創(chuàng)新教育gyDO：10.16660/ki.1674-098X.2017.32.227?？茖W(xué)校單片機(jī)課程教學(xué)模式改革初探郭維家蔣積超王樹寶楊迎新高赫鑫(華北理工大學(xué)遷安學(xué)院電氣與信息系河北遷安064400)摘要：單片機(jī)課程是很實(shí)用的技術(shù)性課程，本次教學(xué)改革從提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生動手能力岀發(fā)，圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，考核方式轉(zhuǎn)變，以賽促教等方面展開。采用項(xiàng)目驅(qū)動的方式將常見且實(shí)用的內(nèi)容引入教學(xué)，配以與教學(xué)內(nèi)容配套的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)

2、生的學(xué)習(xí)興趣；通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生的動手能力；通過轉(zhuǎn)變考核方式和以賽促教，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。2017NO.32科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald227關(guān)鍵詞：單片機(jī)教學(xué)改革項(xiàng)目驅(qū)動以賽促教中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A單片機(jī)課程是自動化專業(yè)的專業(yè)課，在該專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中有舉足輕重的作用。單片機(jī)廣泛應(yīng)用在家用電器、智能儀器儀表、工業(yè)自動化、自動控制、通信、國防技術(shù)尖端、汽車電子設(shè)備等領(lǐng)域1。在教學(xué)中，讓學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)才是重中之重。單片機(jī)課程的綜合性、實(shí)踐性、應(yīng)用性都很強(qiáng)，課程內(nèi)容復(fù)雜、抽象。很多老師從不同的角度對該課程提出了各自的建議。有的將

3、仿真軟件Proteus引入教學(xué)，有人采用“案例教學(xué)”模式，有人強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)2-4。1教學(xué)模式改革的初步設(shè)想該課程傳統(tǒng)考核方式是閉卷，它更多的是考查知識層面的東西。單片機(jī)課程，不僅是知識，更是技術(shù)，重要的是學(xué)生能否做岀有實(shí)用價值的東西來。所以本次教學(xué)改革從以下幾方面展開。從項(xiàng)目驅(qū)動的角度出發(fā)，選擇簡單、有趣、實(shí)用或常見的項(xiàng)目作為授課內(nèi)容，在授課過程中加以檢驗(yàn)，從中整理出適合本校?？茖W(xué)生的講義。(2)為各個項(xiàng)目制作電路板，用于課堂演示，提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。(3)建立單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，探索單片機(jī)實(shí)驗(yàn)在增強(qiáng)學(xué)生的動手能力及項(xiàng)目開發(fā)能力方面的作用。(4)探索單片機(jī)課程的考核方式，并形成一套完整的

4、考核方案。(5)以賽促教，組織優(yōu)秀學(xué)生參加智能車比賽。2教學(xué)模式改革的實(shí)施過程編寫講義。講義的前2章介紹51單片機(jī)，數(shù)制，回顧了C吾言編程基礎(chǔ)。從講義的第3章開始以項(xiàng)目驅(qū)動的方式介紹發(fā)光二極管、蜂鳴器、數(shù)碼管、8X8點(diǎn)陣、鍵盤檢測、外中斷、定時器、串口通信、16X16點(diǎn)陣、AD專換、DA專換、微型直流電機(jī)控制。學(xué)好這些內(nèi)容，就可以構(gòu)建一個實(shí)用的控制系統(tǒng)。制作電路板并在授課過程中使用。在單片機(jī)課程的授課過程中，當(dāng)需要演示項(xiàng)目實(shí)例時，有的學(xué)校引入了仿真軟件(比如PROTEUS)這種方式在一定程度上節(jié)省了人力、物力、財力，但是其弊端也很多。比如涉及到LED勺項(xiàng)目由于LEC的余輝效應(yīng)及人眼的視覺暫留特

5、性，仿真與真實(shí)的硬件演示存在很大差別。這部分內(nèi)容就不適合仿真。故在本次教學(xué)改革中，將講義中岀現(xiàn)的所有實(shí)例，按功能分成各個文章編號:1674-098X(2017)11(b)-0227-02模塊，為之設(shè)計(jì)電路板。每個電路板上留出了輸入，輸出引腳。在每個項(xiàng)目中可以選擇合適的模塊搭建項(xiàng)目硬件電路。本次教改共制作了9個模塊：聲光報警電路、數(shù)碼管模塊、8X8點(diǎn)陣、鍵盤模塊、按鍵低電平觸發(fā)、16X16點(diǎn)陣、74164及電機(jī)驅(qū)動模塊、AD模塊、DA模塊。在授課過程中對每個實(shí)例選擇了合適的演示方式。比如聲光報警電路，可由老師獨(dú)立演示。按鍵檢測實(shí)例，則可由學(xué)生操作。直觀形象的課堂實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。建

6、立單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，編寫實(shí)驗(yàn)講義。由筆者籌建了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，包括寫申請，采購元器件，完成實(shí)驗(yàn)室220V交流電布線等。根據(jù)學(xué)生情況，初步設(shè)計(jì)了4個實(shí)驗(yàn)：流水燈，數(shù)碼管顯示按鍵次數(shù)，數(shù)碼管由小到大顯示1位16進(jìn)制數(shù)，秒表等，并為之編寫了實(shí)驗(yàn)講義。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生確實(shí)體會到了單片機(jī)是一個“軟硬結(jié)合”才能完成預(yù)定任務(wù)的器件。他們學(xué)會了如何給單片機(jī)下程序，如何調(diào)試程序，如何排查硬件錯誤等。通過實(shí)驗(yàn)很好地增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，為單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)的過程中也發(fā)現(xiàn)了一些單片機(jī)學(xué)得好的學(xué)生。他們可以作為智能車比賽儲備選手。改革課程考核方式。從課程的性質(zhì)岀發(fā)，將閉卷考試改為上機(jī)考試。對于這本課程來講，重點(diǎn)不

7、在于學(xué)生掌握了多少知識，而在于學(xué)生能用單片機(jī)做什么。在上機(jī)考試中由學(xué)生抽簽決定考試題目，所有的題目均是編程題。題目難度不高于講義中實(shí)例。題目源于講義，又不同于講義。一方面可在一定程度上防止作弊，另外一方面也可以檢查學(xué)生有沒有消化所學(xué)知識。每個題目都要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路，并編寫控制程序。一方面在考試過程中總結(jié)防作弊經(jīng)驗(yàn)。另一方面按學(xué)生答題情況選拔智能車比賽儲備選手。在最終成績的評定中平時成績占一部分，實(shí)驗(yàn)成績占一部分，上機(jī)考試成績占一部分。從而綜合考查學(xué)生在本門課程全過程的表現(xiàn)。選取并組織優(yōu)秀學(xué)生參加智能汽車比賽。智能汽車比賽由教育部主辦的一項(xiàng)面向全國大學(xué)生的電子競賽。它涉及到了很多專業(yè)課的應(yīng)用

8、。對自動化專業(yè)學(xué)生來說，是一次大練兵。故該比賽深受國內(nèi)各大高校的歡迎。它已經(jīng)發(fā)展成了一個國際性的比賽。在單片機(jī)上課之初，筆者就向?qū)W生介紹了智能車比賽這一重大賽事，說明單片機(jī)課程與該比賽的關(guān)系，并演示本校在智能車領(lǐng)域已經(jīng)取得的成績，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時向他們說明參賽選手選取的標(biāo)準(zhǔn)。在第2017NO.32科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald2272017NO.32科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald227基金項(xiàng)目：華北理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目一一?？茖W(xué)校單片機(jī)課程教學(xué)模式改革(Y1577-39)。作者

9、簡介：郭維家(1979),男，漢族,山東濟(jì)南人,碩士研究生,講師,研究方向：模糊控制,單片機(jī)原理與應(yīng)用2017NO.32ScieneeandTechnologyInnovationHerald228科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald二學(xué)期，按此標(biāo)準(zhǔn)初選了若干學(xué)生，對他們進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)及軟件培訓(xùn)。在3月中旬初選參賽選手，6月中旬完成最終的報名。在7月中下旬，按分賽區(qū)組委會指定的時間地點(diǎn)參加比賽。3單片機(jī)課程教學(xué)模式改革的效果講義經(jīng)過了2輪的使用后，征集了學(xué)生意見。從反饋來看，該講義的結(jié)構(gòu)及其實(shí)例還是適合本校專科學(xué)生的。自制電路板的使用，極大地激發(fā)

10、了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的課堂參與度，甚至有學(xué)生會積極主動地走上講臺參與到項(xiàng)目的演示中來。實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)讓學(xué)生深刻體會了“麻雀雖小，五臟俱全”。學(xué)生對單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能有了更好的認(rèn)識。改變考核方式以后，學(xué)生的考試成績沒有明顯比閉卷考試好。但是這并不意味著這種考核方式不好?？己朔绞降母淖儽┞秾缫粋€很大的問題：先修課程學(xué)得太差。導(dǎo)致后續(xù)課程很難繼續(xù)。對很多學(xué)生來講，課程能不能過，全靠最后一次課。歸根到底是良好的學(xué)風(fēng)沒有培養(yǎng)起來。智能車比賽方面，經(jīng)過對智能車選手的精心培養(yǎng)，由我指導(dǎo)的電磁普通組，在2017年7月華北賽區(qū)比賽中取得二等獎。4單片機(jī)課程教學(xué)模式改革的反思通過近2年的探索，終于找到了單

11、片機(jī)課程的癥結(jié)所在：先修課程學(xué)得太差。即使是“所謂”的好學(xué)生，在學(xué)習(xí)中遇創(chuàng)新教育到困難時，也會病急亂投醫(yī)。他們不會或者很少去想問題在哪，該怎么辦，而是習(xí)慣性地報怨某某課程太難，某某課聽不懂。筆者覺得：在學(xué)生的培養(yǎng)過程中，任何一門課程都不能也不應(yīng)該是“上課玩手機(jī)，考前突擊一下就能過”。只有從這個角度出發(fā)，掌握好每一門課程的授課及考核，為后續(xù)課程的展開鋪平道路，才能盡快養(yǎng)成良好學(xué)風(fēng)及考風(fēng)。就單片機(jī)這門課來講，還可以將課程的學(xué)習(xí)延伸到課外，通過學(xué)生自學(xué)的方式增強(qiáng)其動手能力。比如成立校內(nèi)的單片機(jī)協(xié)會，由該協(xié)會承接節(jié)日的舞臺背景裝飾或者校內(nèi)的小型夜景設(shè)計(jì)，通過這種方式增強(qiáng)學(xué)生的單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)能力與動手能

12、力。這也許就是這次教學(xué)改革最大的收獲。參考文獻(xiàn)1張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2007.2周冠玲,馮占英,李戰(zhàn).“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革的探討J.中國電化教育，2012(6):105-107.3胡玲艷.單片機(jī)“案例教學(xué)”模式改革與探索J.科技論壇,2016(14):142-143.4劉霞,王宜志,陳德根.民辦高校單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)改革的若干思考J.機(jī)電教育發(fā)展與革新,2016(8):95-96.2017NO.32ScieneeandTechnologyInnovationHerald228科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHera

13、ld2017NO.32ScieneeandTechnologyInnovationHerald228科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald(上接226頁)良好的成績，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力2017NO.32ScieneeandTechnologyInnovationHerald228科技創(chuàng)新導(dǎo)報ScienceandTechnologyInnovationHerald溝通交流能力。另一方面，學(xué)校在社團(tuán)活動中培養(yǎng)學(xué)習(xí)榜樣，開展科技社團(tuán)，讓學(xué)生將科技、娛樂、學(xué)習(xí)集于一體，吸引學(xué)生主動參與其中，將自己所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)踐活動當(dāng)中，提高知識的應(yīng)用能力，為社會

14、正義現(xiàn)代化建設(shè)做貢獻(xiàn)。3.2拓展科技活動形式，豐富社團(tuán)實(shí)踐內(nèi)容由于學(xué)生的基礎(chǔ)能力具有一定差異性，所以，學(xué)校要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，開展有層次的科技社團(tuán)活動，遵循“重點(diǎn)和普及、點(diǎn)與面”相結(jié)合的原則，開展一些有技術(shù)含量的活動，同時也不能忽視大多數(shù)學(xué)生的普及活動，照顧到各個層次的學(xué)生3。因此，學(xué)校要鼓勵不同學(xué)校、專業(yè)、年級的學(xué)生組成社團(tuán)，讓學(xué)生一起討論研究，實(shí)現(xiàn)知識的綜合運(yùn)用，不僅可以優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。例如，山東某職業(yè)學(xué)校為了豐富學(xué)生的課后生活，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，院團(tuán)委重視社團(tuán)建設(shè)，加強(qiáng)對社團(tuán)的引導(dǎo)，充分發(fā)揮社團(tuán)的積極作用，建立以“智慧機(jī)電科

15、技社團(tuán)”為核心的多種科技社團(tuán)活動。學(xué)校遵循“規(guī)范化、多樣化、精品化”的原則，開展多種形式的科技社團(tuán)活動，不僅滿足普通學(xué)生科技活動的參與，普及了科技知識，而且開展高科技社團(tuán)活動，活動中激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，迎合了不同層次學(xué)生的需求。3.3開展會計(jì)競賽活動，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力職業(yè)學(xué)校創(chuàng)新型科技競賽，有著鮮明的科技性、實(shí)踐性等特點(diǎn)，為學(xué)生參與科技創(chuàng)新和探索學(xué)習(xí)提供了機(jī)會，吸引了越來越多的學(xué)生前來參與，成為當(dāng)下職業(yè)學(xué)校學(xué)生創(chuàng)新活動的主要形式。尤其是一些有專業(yè)特色的競賽，對于技術(shù)性4結(jié)語綜上所述，職業(yè)學(xué)校依靠科技社團(tuán)，將學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融于實(shí)踐活動當(dāng)中，不僅豐富了教學(xué)模式，使科技社團(tuán)的管理更為規(guī)范化，而且加強(qiáng)了各個專業(yè)和學(xué)科學(xué)生之間的溝通交流，同時也增加了學(xué)生和教師之間的互動。科技社團(tuán)活動的建立，激發(fā)了學(xué)生的參與興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的形成和發(fā)展，提升了職業(yè)學(xué)校的創(chuàng)新教育水平，促進(jìn)學(xué)校的進(jìn)一步發(fā)展。參考文獻(xiàn)1耿新,方志剛,蔡秀亮,等.依托科技社團(tuán)與多維實(shí)踐平臺的創(chuàng)新能力培養(yǎng)J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33(11):33-36.2劉旭紅,焦健,李卓，等.創(chuàng)建課外科技社團(tuán)促進(jìn)卓越人才培養(yǎng)J.北京教育:高教版,2016(2):