应用型本科大学单片机精品课程教学改革研究

林萍 李杜 蒋善超 王东洋 陈永明

[摘要]分析关于单片机“精品课程”教学的发展情况，指出目前应用型本科大学单片机精品课程教学改革的优势与不足，分析应用型本科大学精品单片机课程教学改革面临的挑战，论述如何通过精品单片机课程教学改革提升应用型本科大学人才培养质量的思路。

[关键词]单片机;精品课程;教学改革

[中图分类号]G642

[文献标志码]A

[文章编号]2096-0603（2019）07-0100-02

单片机技术目前成为电子科学技术、工业化技术、信息技术和通信技术中的一种重要的研发工具手段。单片机的应用已经渗透到我们日常生活的各个领域，其市场占有率和普及率大大超过了其他一些类型的计算机，市场和企业迫切需求熟练掌握单片机开发和应用技能的科技工作人员。单片机技术目前在全国各大高校广泛作为电子、电气、自动化、机械等专业学生的必修课程，该课程是进一步进行其他高级专业课程如ARM嵌人式系统、DSP嵌人式系统等专业学科研修的基础课程，这就对培养应用型人才为主的地方院校从事单片机教学的教师提出了较高的要求，因此以培养应用型人才为主的地方院更应加强对单片机理论和实践教学改革多方位思考及多元化实践，然而由于历史原因，在单片机教学中始终存在以下主要问题：（1）目前所使用的教材更新速度比较慢;（2）书本涉及理论成分较多而实践成分较少，培养的学生能力与社会需求存在一定的差距。因此，目前我们有必要探索通过单片机课程教学改革实践和提升地方院校学生面向工程的应用和创新能力，通过建立单片机精品教学课程使学生将所学到的单片机理论知识能够快速满足市场和企业的需求，真正能够快速有效地解决生产实践过程中遇到的课题。

一、课程建设规划与发展

现阶段提出的建设精品课程是高等教育走内涵发展道路的需要，是目前我国各大高等院校规范教学建设、提高现阶段教学质量的重要措施。在单片机精品课程建设中，依据学校建设高水平应用型大学人才培养的定位，根据“学校主动适应江苏沿海开发、建材行业和地方发展需要”的思路，积极开展单片机精品课程的教学课程改革和教育实践创新，不断完善单片机省级示范现代教学体系构架和内容，不断缩小教学课程内容与现代社会发展需要之间的距离。目前，我校课程定位是培养学生通过掌握单片机的基本原理的基础上，强调工程的实践与创新设计的能力培养，通过大量的单片机实验锻炼学生单片机硬件构架设计和实际编程能力，通过课程设计培养学生灵活应用单片机技术解决实际工程问题的能力，课程学习不仅为后续课程的深入学习准备必要的基础理论知识和实践基本技能，更为今后快速进入企业岗位从事生产实践打下扎实的技术基础8。教师在灵活掌握单片机理论的基础上通过精品课程教学，让学生掌握单片机的课程体系，掌握的单片机应用最小系统和扩展系统的设计思路与方法，具备单片机应用最小系统和扩展系统的设计能力，具备软件和硬件方面的分析和调试能力，为毕业生未来从事现代工业、农业、信息等行业的研发工作奠定坚实的理论和实践基础。

二、课程教学内容改革

传统单片机教学内容单一，部分学生感到单片机课程学习内容枯燥乏味，通过精品课程教学改革建设项目，根据工程实际需求完善和扩展教学内容增加学生的学习兴趣，提出的教学改革内容包括以下几个方面。

（一）单片机汇编语言程序混合单片机C51语言教学内容改革为了适应目前单片机技术的在企业快速开发的发展的市场的需求目标出发，在讲授完汇编语言程序设计后融入单片机C语言的教学内容，使学生在了解底层语言的同时具备快速开发的能力。

（二）融入国际最新单片机开发工具教学内容改革

将国际最新单片机开发软件如μVision软件和Proteus软件引入目前单片机理论和实践教学环节，打破传统的单片机教学环节中理论与实际应用分离的教学局面，让学生更生动地领会单片机工作原理。

（三）增加其他实用品种单片机教学课程内容改革

传统的51单片机已非完全占据工程和市场的主流，其他品牌的单片机如AVR单片机、摩托罗拉单片机、PIC单片机也已在工程实际中被广泛应用，在教学过程中让学生掌握基本的51体系后初步介绍其他相关单片机工作体系，使学生利用课后根据实际自身的需求和兴趣查阅相关资料，理解和领会其他类型计算机工作的原理和功能，以便今后多元化地适应未来工作岗位的需求4。

（四）讲授基本的并行扩展技术同时增加串行扩展技术教学内容

讲授基本的并行扩展技术让学生了解单片机基本的三总线扩展技术，通过并行总线技术的理解增加串行扩展技术教学内容丰富学生的设计手段，介绍目前市场流行的外围接口串行技术如单总线串行技术、SPI 串行技术、I2C总线串行技术等总线时序和编程技术方法，最终完成特定功能任务的应用系统[。

（五）形成理论和实际融合的教学内容体系改革

根据工程项目模块类建设课程内容和用实例组织单元教学，单片机应用系统工程设计实例穿插在各个教学模块中讲授，破除基础理论和实际应用分离的传统知识理论教学体系，变通传统知识理论按点组织讲解的教学安排，根据實际应用讲解传统理论的重要性，形成理论和实际融合的教学内容体系改革，增强学生工程应用能力。

三、课程教学方法改革

（一）介绍学术前沿，培育具有国际视野的学生

创新性地将国际最前沿的研究成果和热点课题介绍到教学课堂上，丰富教学内容，增加教学气氛，提升学生的学习兴趣，通过图片、视频录像使学生对单片机国际发展和应用有更直接的感性认识，激发学生的好奇心和学习动力，提高课堂听课质量。

（二）通过课程设计环节培养学生实践动手能力

单片机课程是一门实践性很强的课程，为了提高学生的单片机系统设计能力和创新能力，课程改革应突出和加强课程设计实践教学环节，带领学生参观单片机系列实验室、学生在单片机学科竞赛、创新实践过程中取得成果，组织学生参加课外科技活动真正完成工作任务，充分调动和发挥学生的主观能动性。通过单片机课程设计实践教学环节真正让学生综合掌握、运用所学单片机原理知识和具备开发单片机最小应用系统与扩展系统的研发能力，通过自身动手来培养创新意识和提升自我的工程素质，通过理论联系实际最终真正掌握单片机的专业开发和应用技能。

（三）建设共享单片机学习资料的开放式网络资源综合平台

教学方法从传统的面对面教学模式向国际化网络教学模式转型，通过建设高品质单片机学习网络视频课程网站，建立基于网络视频辅助指导学生单片机课程学习的现代化教学资源，进而实现多元化教学资源共享机制，弥补传统课堂教学资源不足的缺陷，这样更有利于因材施教，针对性地培养具有专业技能的应用型特殊人才。

四、结论

我院在三年的单片机精品课程建设的中取得了显著的成效，对电气工程专业、建筑电气化、自动化等专业200个学生的单片机教学效果抽样问卷调查显示：学生对本课程内容安排、教学方法和手段使用、创新能力培养感到新颖和合理，97%的学生对单片机课程创新内涵改革结果满意，学生表现出浓厚的学习兴趣和较强的动手能力，组织参赛的学生获得了2015年全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛逻辑控制赛项全国总决赛一等奖、2017年教育部“西门子杯”中国智能制造挑战赛全国总决赛一等奖等可喜的成绩，通过单片机精品课程教学改革手段，真正发挥应用型本科院校创新人才培养的作用。

参考文献：

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[4]张橙，吴樺.从单片机实验改革探讨关于高校实践教学模式改革[J].科技视界，2017（1）：230-231.

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