摘 要：為了適應一流本科專業(yè)課程建設的要求及推動自動化類專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對單片機原理課程進行教學改革。課程改革主要以培養(yǎng)學生綜合能力為目的，采用多元化教學方法，實現(xiàn)所學知識從會學到會用、用好等轉(zhuǎn)變。教學實踐證明，該教學模式可以提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的動手及創(chuàng)新能力。

關鍵詞：多元化；單片機；教學改革；C51；現(xiàn)代電子工程；教學評價

中圖分類號：TP39；G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）04-0-02

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.04.042

0 引 言

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。教育部提出全面開展一流本科課程建設，樹立課程建設新理念，因此要大力推進課程改革創(chuàng)新，消滅“水課”。合理科學、具有創(chuàng)新性的教學內(nèi)容體現(xiàn)了前沿性與時代性，更能激發(fā)學生的學習熱情，加大學習投入，科學“增負”才能培養(yǎng)出與時俱進的高素質(zhì)復合型新工科人才[1-3]。

在一流本科課程建設的背景下，地方高校應該以應用型復合人才培養(yǎng)為目標。學生不僅能掌握好本專業(yè)知識，同時積極學習交叉學科，從而為知識的實際應用提供輔助工具。為響應習主席對延安大學在八十周年校慶的重要批示，全校積極開展各項課程改革。自動化作為物理與電子信息學院新創(chuàng)辦的專業(yè)，更應該把一流課程建設作為起點。

“單片機原理與應用”是自動化、電子信息、通信及相關專業(yè)必修基礎課程的核心，是現(xiàn)代電子工程領域一門飛速發(fā)展的技術，學習單片機并掌握其設計應用技術已經(jīng)成為電子類專業(yè)學生的必備技能，也是現(xiàn)代工科學生就業(yè)的基礎條件。自動化后續(xù)課程如：自動控制原理、智能儀器儀表、數(shù)控機床、課程設計、畢業(yè)設計等都使用單片機。該課程概念繁多、零碎知識點較多，學生普遍反映學完后不清楚各知識點之間的聯(lián)系以及如何應用[4-5]。從而導致學生喪失了對該課程的興趣，大多僅為拿學分、應對考試而學，與該課程的開設目標相去甚遠。

鑒于以上原因，“單片機原理”課程教學改革迫在眉睫。在廣泛調(diào)研西安及周邊地區(qū)的工科類高等院校以及相關行業(yè)和企業(yè)的基礎上，結合延安大學物理與電子信息學院師資隊伍、軟硬件、教學和科研等自身條件，對“單片機原理與應用”課程進行改革。同時，結合我院電子信息工程專業(yè)的思維，更注重應用型人才的培樣，建立完善的教學評價機制。

1 教學觀念的轉(zhuǎn)變

在一流本科課程建設的背景下，應當注重教學內(nèi)容的不斷更新。隨著電子技術的快速發(fā)展，單片機向CMOS化、低電壓、大容量、高性能化發(fā)展，因此應該做到知識的與時俱進，以滿足“新技術、新產(chǎn)業(yè)、新模式”對人才培養(yǎng)的需求[6-9]。

（1）要改變以往的傳統(tǒng)教學觀念，避免學生還停留在“舊知識”中，就要樹立“上舊課，換新顏”的思想，注重課本與課外知識相結合，通過類比學習，不斷豐富學生的知識儲備。同時，不斷提升學生的觀察和思考能力，并將工程案例引入課堂進行講解，大幅提升學生的應用能力。

（2）要以培養(yǎng)學生實際應用能力為目標開展“單片機原理及應用”這門課。要求學生不僅要學習好理論知識，更要拓展至科技前沿，把具體應用案例拿到課堂中進行分析。培養(yǎng)學生思考、探索、創(chuàng)新的能力。

（3）調(diào)整授課模式，轉(zhuǎn)變以往教師講、學生聽的模式。這門課程采用教師講授基礎理論，學生分組補充實際應用案例的方式，從而充分調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的學習潛能，建立師生互動的良好教學模式。

（4）改變學生僅為拿學分，應付考試的觀念。靈活設置期末成績的構成比例，不再單一追求試卷成績。提高學生平時表現(xiàn)成績所占比例，平時表現(xiàn)主要由應用案例分析、課堂互動、作業(yè)完成構成。

（5）以往“單片機原理”的課時設置為理論36 h，實驗18 h，同時開設的實驗也是單一的流水燈、步進馬達等。實驗箱采用集成的單片機盒子，學生只需明白使用哪些模塊即可簡單完成實驗。此舉不利于學生掌握相關模塊的原理。因此，課改時，調(diào)整課時設置，采用理論18 h和實驗36 h的新模式。在理論教學環(huán)節(jié)，合理設置單片機核心模塊的講解課時。實驗環(huán)節(jié)不僅需要學生高效完成簡單實驗，同時還需完成自選課題的設計，實現(xiàn)學會用好的培養(yǎng)目標。

2 教學內(nèi)容改革及實踐

隨著電子技術的發(fā)展，單片機種類越來越多，性能也更好。但是經(jīng)典的51單片機性價比較高，所以本次教學仍采用51系列。學生實際應用中如果用到其他種類的單片機可以類比學習。相比匯編語言，C51語言具有編程調(diào)試靈活方便、生成代碼編譯效率高等優(yōu)點。因此，現(xiàn)階段多采用C51語言實現(xiàn)軟件編程。在單片機原理及應用課程教學內(nèi)容的設置過程中，改變以往多數(shù)教材以匯編語言為教學核心的現(xiàn)狀。學生課后自學匯編語言，在課堂中以C51為授課內(nèi)容，同時實驗以及自選課題都以C51實現(xiàn)編程[10]。

該課程教學內(nèi)容零散，工程性強，教學難度較大。因此，備課過程中需要做好內(nèi)容的歸納整理，從而在有限的理論課程中能夠系統(tǒng)、清楚的完成授課。授課內(nèi)容主要為兩部分，分別是單片機硬件部分和軟件基礎部分。軟件、硬件課時比例為2∶8，同時實驗中也能測試學生對相應知識點的掌握情況，并做到進一步鞏固[11-12]。

3 授課方式改革及實踐

該課程以學生為主體，實踐為主，理論為輔。仿真實驗和實物制作相輔相成，實現(xiàn)仿真理解概念，提高工程應用技術水平，從而培養(yǎng)學生的項目分析、設計能力，提高學生的創(chuàng)新能力，達到新工科培養(yǎng)要求。

教學手段創(chuàng)新：單片機原理與應用課程采用混合式教學手段—傳統(tǒng)板書和現(xiàn)代化教學相結合。課堂中仍采用傳統(tǒng)方式教學，課后以5人為單位的學習小組統(tǒng)一學習網(wǎng)上相關資料，并給予反饋，及時查漏補缺。在C語言學習的基礎上，進一步掌握C51編程語言。學習過程中，做好兩者的對比分析，明確異同點，這種方式有助于學生盡快掌握重要知識點。軟件語言的學習具體到實際項目的案例分析中，能夠有效激發(fā)學生的學習興趣，讓他們積極主動參與到學習中來。課堂輪流安排學生進行案例分析和匯報，其他小組予以點評和補充。以互動的方式開展教學能夠有效利用學生的課外時間，培養(yǎng)學生主動學習的能力，使他們能夠高效利用現(xiàn)代學習資源。

將硬件和軟件學習嵌套在實際項目中。學習了相關知識模塊后，安排實際項目分析，進一步講解該知識點的應用，循序漸進教學，提高學生的綜合能力。實驗中，首先以簡單案例分析、仿真為基礎，加強知識點的應用和理解。其次，具體到綜合項目的分析、設計方面，以小組為單位進行自選項目的硬件設計、軟件編程以及調(diào)試。并舉辦作品展，邀請其他教師及相關專業(yè)學生給予評價、指導，為后續(xù)參加各類競賽提供理論、實踐基礎，從而實現(xiàn)以實際項目為主線，邊學邊練的培養(yǎng)目標。同時鼓勵學生進行創(chuàng)新設計，對表現(xiàn)好的小組平時成績予以加分，充分調(diào)動學生的學習積極性。教學流程如圖1所示。

4 教學評價機制改革

在一流本科課程建設的背景下，針對單片機原理與應用課程的特點，采用多元化考核機制，以過程考核為核心，提高實際應用能力所占比重。重視學生在實驗過程中軟件編程能力和硬件設計的考查。重視學生的項目分析、設計、自主創(chuàng)新能力。每組設立問題整理員，對授課方式、學生學習情況等進行反饋并及時解決出現(xiàn)的問題。

5 結 語

綜上所述，為了建設一流本科課程，淘汰“水課”，推動自動化專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以單片機原理課程的教學內(nèi)容和授課方式改革為起點，以培養(yǎng)應用型工科人才為核心進行專業(yè)課改革。然而，本課程改革過程中也存在一些問題，在設置小組項目中需要教師與時俱進，能夠?qū)鹘y(tǒng)技術與人工智能、無線網(wǎng)絡等技術相結合，提出更新穎，更具挑戰(zhàn)的實用項目。

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收稿日期：2023-04-11 修回日期：2023-05-17

基金項目：延安大學教學改革研究項目（YDJG22-42）；延安大學教學改革研究項目（YDJG17-19）；延安大學博士科研啟動項目（YDBK2018-39）；延安大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（D2021209）；國家自然科學基金項目（61861043）；延安大學高水平大學學科建設項目（2015SXTS02）；陜西省教育科學“十三五”規(guī)劃2016年度課題（SGH16H041）

作者簡介：薛晶晶（1990—），女，陜西延安人，碩士，講師，主要研究方向為無線傳感器網(wǎng)絡。