分层教学法在单片机课程设计性实验中的探索应用

李欣��

摘要：现代教育要求提高学生的工程实践和团队协作能力。结合单片机课程的特点，在设计性实验中开展分层教学法，激励不同层次的学生主动参与到学习实践中。

关键词：独立学院；单片机；分层教学法；设计性实验

现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。单片机及接口技术课程是电子信息专业开设的一门重要课程，难度较大。如何提高学生的学习兴趣及工程实践能力，是该课程实验教学中亟待解决的问题。

一、实验教学现状

传统教学中学生主要做一些验证性的实验，理论与实践脱离，无法形成一个系统的知识链。由于现行课程体系采用条块分割的办法，相关课程之间不能进行有机衔接，无法实质性地提高学生实践能力。可见，教师需要在教学中补充与生活相关的设计性实验，激发学生学习的兴趣。

二、分层教学法在设计性实验中的应用

分层教学法是指教师预先设计难度不同的教学目标与练习，使水平不同的学生都能“摘到桃子”，获得成功的喜悦；其次，教师在备课时预先估计了在各层中可能出现的问题，并做了充分的准备，使实际施教可以有的放矢，有利于提高课堂教学的质量和效率。单片机课程涉及多门学科，但由于学生的综合素质参差不齐，必须在设计性实验中设置不同难度的实验目的，让所有学生都有能力参与并锻炼他们的团队协作能力。

1设置任务

新课程开课时就明确提出本课程要完成一个设计性实验，如本系在该课程中就安排实验“多维LED阵列的开放式设计”，用来激发学生的学习兴趣。要求学生自发组成1～3人的项目团队，设计一个多维的LED阵列，主要实现数字、文字或图形的显示。

（1）基本要求：完成一个88LED的平面；全屏LED灯能以至少三种模式被点亮。

（2）提高部分：完成多个88LED的平面；全屏LED灯能以至少三种模式被点亮；

（3）发挥部分：完成888LED的光立方（或其他异形结构）；能显示特定的数字或图文。

（4）加分部分：图形或者文字显示时伴随音乐；跟着音乐“跳舞”。

2实验教学与指导

本设计的过程是一个比较完整的工程实践过程，需要经历学习研究、方案论证、系统设计、实现调试、测试标定、设计总结等过程。在实验教学中，应在以下几个方面加强对学生的引导：

（1）学习收集查阅相关资料，既要学习又要对比，还要修改总结，最终能根据实际情况制订合理的可实现方案。

（2）在选择器件时，既要考虑功能性也要考虑成本，以性价比为指导进行工程设计。

（3）仿真过程中，在满足功能的基础上要注重对程序进行优化，要考虑程序的兼容性并为后续的升级留有余地。

（4）由于实物的形体较为复杂，制作过程不太容易操作，要学会提出问题并解决问题。比如888分解为8个面，然后8个面分解为8行，最终从点构成线，从线构成面，再最终构建成立方体。

（5）在实验完成后，组织学生进行项目演示、汇报，学习交流不同的设计思想和方案，拓宽知识面。

在设计中，要注意学生设计的规范性，如基本电子线路的设计规范和惯用法；在仿真中，注意仿真器件的选择要与实物相符；在焊接制作中，要注意焊接方法，注意实物的美观性；在整个工程合作中，要着重交流和协作。

3考核要求与方法

项目完成后进行分组演示问答，最终教师和其他学生共同给出成绩，其中教师评分占70%，学生评分占30%。

（1）实物验收：按照实验任务等级的完成情况獲得一定的基础分值；在各等级内根据焊接质量、实物的演示效果获得一定的实物外观成绩。

（2）实物质量：能达到预期的演示效果，并具备一定的灵活性

（3）自主创新：功能构思、电路设计的创新性，自主思考与独立实践能力。

（4）实验成本：是否充分利用实验室已有条件，材料与元器件选择合理性，成本核算与损耗。

（5）实验报告：实验报告的规范性与完整性。

因开放式的设计内容难度不同，教师要注意根据不同方案细化评分准则，即鼓励学生创新又包容学生的多元。

三、小结

开放性、多层次的实验任务要求扩大学生自主选择空间。将分层教学法应用在单片机课程设计性实验中，极大提高了教学质量，对单片机的实验教学改革与创新有积极的指导意义。学科竞赛为电子学科的综合性设计实验教学明确了方向，可将其作为综合型实验和创新型实验项目的重要来源，学科竞赛是大学生实践能力和创新能力培养的重要手段和途径。

参考文献：

[1]谢辉，陈强，陈立万，赖于树单片机实训课程改革与工程应用型人才培养[J]职业教育研究，2015（2）：60-63

[2]林建英，吴振宇电子设计竞赛在综合设计实验课程建设中的促进作用[J]实验室科学，2016（4）：130-132

[3]李国锋，张世英，李彬论基于学科竞赛的大学生创新能力培养模式[J]实验技术与管理，2013，30（3）：24-27