摘 要：在阐述传统“单片机与接口技术”教学模式不足的基础上，针对目前教学过程中存在的一些问题，提出一种新的教学改革方案，着重从课程内容优化、教学方法创新、考核方式等几方面进行大胆改革和尝试。
关键词：单片机；教学改革；同步教学
单片机课程是高校中计算机类、通信类、电气类专业教学都会涉及的一门重要专业基础课程。该课程具有实践性、应用性强的特点，不但注重强电知识与弱电知识结合，而且强调软件开发与硬件设计于一体。由于涉及多个学科，知识面广，教学内容多，信息量大，且学时少，其教学难度较大。
一、改革背景
以笔者在单片机教学中为例，目前单片机传统的教学方法先介绍单片机理论知识，包括概述、单片机的组成和基本原理、指令系统等，然后安排实验课。这样在教学过程中，学生见不到实物，原理的介绍让学生觉得枯燥、乏味，学生一般难以接受，很难调动起学生学习的积极性和求知欲。而且一般理论课和实验课之间会有一定的时间间隔，学生本来就很难理解和接受理论课上的知识，再经过几天时间，甚至更长时间后再去上实验课，此时学生早已把理论知识忘掉。学生做实验时还要重新学一篇基本知识，不但不利于学生掌握单片机理论知识，而且效率很低。学生实验时使用实验室的单片机实验板，由于实验板的芯片和器件比较复杂，学生很难搞清楚各模块单元的功能，同时单片机实验项目一般都是验证性实验，实验指导书均提供实验步骤和实验程序源代码，学生在完全不了解实验硬件电路的情况下也可以很容易完成实验，不利于培养学生单片机硬件开发和程序设计的能力，这严重影响了教学效果。在学习完单片机课程后，大部分学生遇到具体的项目设计依然无从下手，往往不能将所学的知识应用于实际项目中。
传统的单片机教学方法采用以期末考试为主的考核方式，期末考试只是对单片机最基本常识进行考核，学生只需死记硬背课本上的知识点即可通过考试，甚至可以获得高分，这样极大影响了部分学生的学习积极性。成绩未能体现学生的单片机实际编程能力和解决实际问题的能力，高分的学生对知识的运用能力不成正比，容易出现很多“眼高手低”的学生。在考试中往往获得高分的学生不一定具有很强的实际动手能力，学生在学习过程中亲自动手完成相应的各项实验，才能达到良好的学习效果。
可见，单片机课程教学不能完全按照其他理论科目教学方式来进行。这门课程注重培养学生的工程思维能力和解决实际问题的能力，因此，它的教学方法就有必要进行改革，进一步提高这门课程的教学效果。
二、优化课程内容
目前普遍使用的单片机教材大多以MCS-51系列单片机为例，老师在教学上按章节顺序讲授教材上的知识点，依次讲授单片机概述、基本组成、引脚功能、存储单元、汇编指令系统、定时中断、数码管显示等，这部分理论知识的讲授作为后继实验实训课程的理论支持。这部分理论知识的讲授要注重激发学生的学习热情，在教学过程中对于较难理解的内容，不作重点讲授，以介绍为主，点到为止，如汇编指令系统、存储器的扩展、单片机外设等，将更多的课时留给后继的实训环节，让学生有尽量多的实验时间在实践中进行编程训练。而这些较难理解的知识点在实训环节需要的时候再进行讲解，这样学生可以做到“做中学，学中做”，在实验过程中学习新知识，在接受新知识的同时又可通过实验加深对新知识点的理解和运用能力。
单片机程序采用C语言编程。在传统的单片机课程教学中单片机程序设计往往以汇编语言为主，由于汇编语言指令多、程序复杂、可读性和移植性差，学生难以理解和掌握，极大影响学生学习的积极性。目前，企业的单片机开发人员大多以C语言为主进行编程，C语言作为一门高级语言，其编程具有可读性好、模块化开发与资源共享、可移植性好、生成的代码效率高等优点。而且大部分学生具有一定的高级语言编程基础，使用C语言编程仅需要对单片机的硬件结构有初步了解，而绕过了单片机中难学的内容，如不同存储器寻址、寄存器分配等，使单片机的学习效率会大大提高。
三、创新教学方法
在传统的教学方法中，单片机的理论知识一般安排在课室讲授，讲授完理论知识后再进行实验教学，理论与实践内容不同步，大大影响学生的学习效率。因此，在单片机教学中有必要做到理论教学与实践内容同步，即单片机的概述、组成和基本原理等一些基本知识安排在课堂讲授，把那些与实验项目相关的章节内容直接安排在单片机实验室进行，将Proteus结合单片机开发板应用于课堂教学，老师讲授完理论知识后，可以直接利用Proteus进行演示和观察效果，大大激发学生对单片机的学习兴趣，同时学生也可以趁热打铁，自己动手完成实验任务，从仿真软件到实验开发板逐步进行。当学生掌握一定的理论知识后，老师提出一些综合探索性的实验项目，实验的方案设计、硬件设计、程序编写、调试等完全由学生自己完成，这个过程遇到问题可以向老师提问。理论和实践教学的同步连续开展，让学生在实践中找到需要学习和掌握的知识和重点，快速对所有学习的核心课程及应用有基本的理解，对所学课程更加感兴趣，带着问题进行理论学习，避免了学习的盲目性，同时学生对自己所学的内容将做何种用途非常了解。
四、完善课程考核体系
单片机课程是一门应用性很强的课程，随着计算机的普及和电子技术的发展，以期末考试为主的考核方式已经不再适应单片机教学，学生单片机实际编程能力和解决实际问题的能力也无法简单地用期末成绩去衡量。因此，笔者对单片机课程考核方式进行改革。单片机综合成绩以实训项目为主，期末考试为辅。传统考核方式中期末考试占70%～80%，平时考勤和实验占20%～30%。本次改革，通过降低期末考试分数的比重，提高实践环节的分值，给出一个相对客观合理的分数。为了提高学生对知识的应用能力，综合成绩中实训项目分数占50%，期末考试占40%，作业和平时考勤占10%。实训项目包括搭建硬件平台、程序设计、调试等，学生在规定时间内严格按照进度来完成。老师通过检查学生完成进度、实训项目报告、项目答辩情况、最终成果等形式对其进行实训项目打分。采用这种考核方式学生既能掌握本门课所要求掌握的知识，又能提高自身运用单片机的软、硬件技术分析解决实际问题。
本文对单片机教学中不足提出了一些改革方法，在教学实践中发现：以C语言为主讲授单片机程序设计，与汇编语言相比，极大地减少了学生编程复杂度和降低了学生对硬件的依赖度；理论和实践教学的同步连续开展，让学生在实践中找到需要学习和掌握的知识和重点，快速对所有学习的核心课程及应用有基本的理解，对所学课程更加感兴趣，带着问题进行理论学习，避免了学习的盲目性；单片机综合成绩以实训项目为主，期末考试为辅的考核方式，与传统的考核方式相比，更能激发学生的学习热情以及更能体现学生对知识掌握的真实情况。希望通过以上教学改革，单片机教学效果能得到进一步提高。
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