面向煤炭应用型人才的单片机课程教学改革探索

面向煤炭应用型人才的单片机课程教学改革探索

李占芳黄嘉兴

李占芳LiZhanfang；黄嘉兴HuangJiaxing

（中国矿业大学应用技术学院，徐州221008）

（CollegeofAppliedScienceandTechnology，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China）

摘要：不同行业需要不同的人才，相同的课程对于不同行业人才的培养来说，教学的内容和方法也应有所不同。本文在总结单片机课程教学中存在的问题的基础上，提出了针对煤炭行业人才培养的教学内容、教学方法、实践教学方法和考核方式，这些教学改革为学生顺利走向煤炭行业岗位创造了条件。

Abstract：Differentindustriesneeddifferenttalents.Meanwhile,fortalentsofdifferentindustries,theteachingcontentsandmethodsofonecourseshouldbedifferent.Basedonsummarizingtheexistingproblemsofsingle-chipmicrocomputerinteaching,thispaperputsforwardtheteachingcontents,teachingmethods,practicalteachingmethodsandevaluationmethodsfortrainingcoalindustrytalents.Theseteachingreformsprovideconditionsforstudentswhoarecompetentforcoalindustrypositionsuccessfully.

关键词：单片机；教学改革；煤炭行业

Keywords：single-chipmicrocomputer;teachingreform;coalindustry

中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）07-0259-02

0引言

单片机课程是机自、测控和电气专业的一门必修专业课，同时，单片机也是一门综合性实践性非常强的课程，为了达到更好的教学效果，各个学校都在加快教学改革的步伐。然而不同的学校，培养学生能力的侧重点不同，研究型大学侧重培养学生的科学研究的基本功；高职院校主要是为各行各业培养人才，注重全面性，而我院是培养煤炭行业应用型人才的基地，因此，本门课程在教学定位上应与其他院校有所区别，应侧重于学生煤炭行业智能设备运行和维护能力的培养和实操技能的训练，因此，有必要在教学内容、教学方法和教学手段等多方面进行改革。

1单片机课程的教学现状

1.1教学内容通用化普通高等院校的工科生的就业范围比较广，面向全国的各行各业。因此，在单片机的教学过程中，不同工科院校的教师可以使用相同的课本，教授相同的内容。而我院的学生毕业后的工作主要是面向煤炭行业及相关领域，因此，在教学内容上要与其他学校有所区别。

1.2教学方法、手段单一化教学方法、手段单一化，是目前大部分学校在单片机课程教学过程中存在的一个通病。教学手段主要是多媒体课件，而方法则是教师口头说明单片机的结构，口头描述单片机的运行过程。由于单片机课程是一门比较抽象的课程，而书本中的内容偏重于理论介绍和汇编语言编程，理论知识比较抽象，再加上本院学生为煤炭企业青年和“三校生”，基础知识比较弱，如果此时教师还只是对着课本或课件进行口头描述，学生会感到枯燥乏味，那最终的结果就是学了跟没学一样。

1.3实践动手机会少要想学好单片机并能设计出实际的单片机应用系统，在实践上只有短短的几次实验课是远远不够的。而一般单片机实验室所设置的实验往往是验证性的，学生只要把实验指导书上的程序下载到实验箱看下实验结果而已，没有学生去研究程序的运行过程，更谈不上自行设计程序，实验课根本起不到锻炼学生动手能力的作用，因此，在改革中应增加更多的实践机会，让每个学生都能“身临其境”地运用单片机。

2针对煤炭行业人才培养的教改内容

2.1运用“煤矿项目教学法”，在教学内容上进行改革在教学内容上，打破传统的按照课本体系结构进行讲解的思路，以单片机在煤矿中的典型应用系统案例进行讲解，比如煤矿井下瓦斯浓度、风速、温度等的监测监控系统，煤的称重系统、运输皮带跑偏的监控、井上提升机的闸瓦间隙监控等。将这些案例进行收集整理，筛选出适合教学的单片机应用系统。每个应用系统可以分解为若干个设计任务或模块，每个任务学习书中的一部分内容，几次课堂教学内容完成一个模块，教学任务结束时一个完整的监测监控系统也完成了。这样的“项目教学”内容更能激发学生的学习兴趣，实际工作中的事例使其学习起来也更有动力。

拿煤矿用瓦斯监测仪为例来说，图1所示为其结构图，主要分为电源管理模块——供给单片机及其他电路电源；显示电路——用来显示瓦斯浓度；按键电路——用来设置超限值；放大电路和A/D转换——将瓦斯浓度信号放大并转换成数字量存储到单片机中；如果浓度超限的话就可以用声光报警电路进行报警，然后将井下电路断电并启动风机。将图1所示的瓦斯监测仪分为若干个设计任务，每个任务学习书中的一部分内容，比如电源管理模块的任务是学习晶振电路和复位电路以及电源供给部分；而显示电路的任务是学习显示器部分内容等等。通过每一个任务的引导使学生能够运用所学知识解决显示问题，从而培养了他们的动手能力和解决问题的能力。最后综合所有任务，那么一个瓦斯监测仪就设计出来了。

2.2实物和动画相结合，在教学方法上进行改革由于学生基础知识弱的问题，如果在教学上还沿袭传统的“填鸭式”的方法，则起不到很好的教学效果。为了提高教学效果，在教学过程中将自己平时做项目的一些电路实物拿到课堂上进行演示，边讲解边演示边练习，项目实物的演练使学生有置身于煤矿工作岗位的感觉。在这里学生们不仅学习到单片机理论知识的应用，通过实际电路的应用注意事项的说明，还可以将其他煤矿专业知识灵活地综合运用了起来。

2.3建立单片机虚拟试验平台，在实践教学上进行改革要想学好单片机这门课程只有几次基础实验课是不够的，因此，利用PROTEUS和KEIL软件建立单片机虚拟试验平台，在这个平台上既可以考核他们对理论知识的掌握程度，又可以让他们自己动手设计电路。一些从煤矿现场来的学生还可以根据煤矿实际情况，自己进行创新性单片机应用系统的设计，既节省开发时间，又节省了购买元器件的费用，这种操作真正培养了应用型人才。

2.4注重学生学习过程，在考核方式上进行改革在考核方式上，打破传统的期末单独笔试的考试方法，制定合理的考核方案。不仅要考虑出勤、作业、讨论、平时测试成绩，还要注重启发学生的创造性，最后让学生综合所学专业知识并通过查阅资料、煤矿调研等方式，总结出煤矿现场需要使用单片机的场合，并设计出可行的方案及具体实现方法，这样才能使学生真正做到学以致用。

2.5充分利用网络教学，丰富课外学习手段除了把CAI课件、模拟试题、学习指导等放在网上外，还可以把一些煤矿安全等相关网站以及煤矿安全检测仪器及公司挂到网上。通过这些网络资源，学生不仅能够学会单片机这门技术，更知道了单片机在煤矿上的应用领域。

3结束语

单片机教学方法和手段进行改进后，不仅教学效果明显改善，而且还得到了很多其他方面的收获：总结出了一套适用于煤炭应用型人才培养的创新型教学体系；加强了大学生动手能力和工程实践能力的训练，他们在其它各种大学生科技创新大赛中取得了很好的成绩。

参考文献：

[1]雷娟.浅谈对单片机教学的几点思考[J].高教视窗，2009，5：212-213.

[2]孙雷.单片机教学及考核方式的探讨[J].中国职业技术教育，2008，305：57-59.

[3]彭小峰，雷李，张里.基于Proteus和Keil的整合构建单片机虚拟实验室[J].重庆工学院学报(自然科学版)，2007，21（4）：67-69.

基金项目：本文由中国矿业大学教改课题“面向煤炭应用型人才的《单片机原理及接口技术》教学改革”资助。

作者简介：李占芳（1980-），女，河北邢台人，博士，中国矿业大学应用技术学院讲师，主要从事单片机、微机接口技术相关课程的教学与研究。