单片机示范课程教学改革与实践探索

单片机示范课程教学改革与实践探索

张天飞1，周荣强2，丁娇1，龙海燕1

(1.安徽信息工程学院，芜湖 241000

2. 嘉兴知意棱科技有限公司，嘉兴 314011)

摘要：单片机课程是工科类专业一门重要的基础课，在培养学生工程实践能力方面占有重要的地位。本文从单片机课程的教学组织建设、学生管理建设、教学内容优化、教学方法与手段改革以及课程考核与评价改革五个方面详细地对单片机示范课程教学改革进行了探讨，并已将相关的改革措施运用到单片机的课程教学实践中。教学结果表明单片机示范课程的建设对提高学生的实践能力和解决实际问题的能力起到了良好的促进作用。

关键词：单片机，示范课程，教学改革

中图分类号：G642        文献标志码：A

0引言

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活和使用方便等优点，在电子产品、工业控制等领域有广泛应用。单片机课程是工科相关专业一门重要的基础课，在培养学生创造性思维、综合设计能力和工程实践能力方面占有重要的地位[1-3]。

根据近年来人才需求状况和岗位能力需求调查结果显示，企业对于电子产品的安装调试与故障诊断维修、电子产品智能应用开发与创新两个能力模块尤为看重。而单片机在电子产品、工业控制等领域的广泛应用使得这些岗位都对单片机应用能力提出了一定的要求。同时由于这门课自身更新换代较快，传统的理论教学方式与课堂组织形式不能很好地使学生掌握课程内容。因此，本课程亟待变革，建设需要向纵深推进[4-5]。

1 课程建设目标

依据工作过程与岗位需求，以职业能力培养为主线，立足电子产品、工业控制等岗位，培养单片机技术应用型人才。顺应“互联网+”时代，创新信息化条件下的人才培养模式。单片机课程在教育教学改革的过程中，应以信息化为手段，探索建立“线上”网络学习与“线下”传统面授学习相结合的混合式教学模式，通过构建情境、交互、体验、反思为一体的立体化深度学习场域，来增强学生的自主学习意识，培养创新精神，提高实践能力。

2教学组织建设

2.1 修订教学大纲

以应用型人才需求为导向，结合工科专业学生特点，融入信息自动化特色，更新、完善、组织教学内容，融入课程思政元素，落实“立德树人”根本任务。合理安排授课进程，因材施教，培养初步具备使用单片机技术和方法解决实际工程问题的能力。

2.2 备课

每轮课程开课之前，组织课程组教师集体备课，认真钻研和掌握教材的内容及结构，统筹安排本课程各环节的教学工作，依据教学大纲，制定合理的授课计划。熟悉教材和教学内容，按照教学大纲要求准备教辅材料（如实验指导书等），并认真更新电子课件、撰写教案和讲稿，做好课程教案前后衔接工作。选定3至4本与教材相匹配的参考书，供教师与学生课余时间查阅学习。

2.3 授课

在开课之初，教师依据教学大纲简要介绍课程主要内容及课程考核的构成比例，并对课程学习提出明确要求。在讲授过程中，把握课程教学的深度、广度，根据教学需要灵活运用多种教学方法，着重阐述基本理论和基本概念，讲清教学内容的重难点，做好课程内容的前后衔接工作。在教学活动中合理设计互动环节，针对教学目标和教学重难点，通过归纳互动问题、精选项目案例等方式，加强学生在教学过程中的主动参与性，培养学生自主学习能力和创新能力。

2.4 辅导答疑

合理安排答疑时间和地点，借助信息化技术，灵活采用线上与线下答疑形式相结合，做好学生的辅导答疑工作，以个别答疑为主，并对共性的问题进行集体辅导。

2.5 作业批改

作业是平时成绩的重要组成部分，要求学生认真完成。任课教师认真细致地批改学生作业，对作业中普遍出现的问题进行集中讲解答疑。

3学生管理建设

3.1 严格执行学生管理制度

课上，任课教师严格要求学生按时上课。进入教室衣着应大方、整洁得体；严禁在教室内及实验室吸烟或将食物带进教室及实验室；杜绝在课堂玩手机、睡觉或大声喧哗。

3.2 维护教学纪律

课上，任课教师严格要求学生自觉遵守课堂纪律，保持教室肃静，认真听讲，积极参加课堂研讨。督促学生按照学习要求，合理预习、复习，认真完成作业；教育学生爱护教学设施，不得挪动、损坏教学设施，严禁在课桌椅、墙壁等教学设施上涂画、张贴。

4教学内容优化

根据教学目标，对理论教学内容、实践教学环节进行梳理。精简理论课程，将课程知识点融入项目，实现知识点模块化、应用化、案例化。

图1 单片机课程教学内容设计

5教学方法与手段改革

5.1 线上教学

（1）按照教学内容模块录制知识点微课视频，上传至FIF网络智慧教学平台，供学生课前课后反复观看与学习。

（2）借助智慧教学工具创建课程资源，针对教学重点邀请学生互动参与讨论与答题等；尝试让学生进行课程作业、任务的展示汇报；开展在线团队讨论、辅导答疑等。

5.2 课堂讲授

（1）采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

（2）采用案例教学。理论教学与工程实践相结合，引导学生应用基本理论知识对工程实例进行分析。

5.3 项目实践

项目实践是单片机课程的一个重要环节，项目实践的具体教学过程如下：

（1）任务下发

a.基础任务+b.进阶任务

（2）方案论证；（3）硬件设计；（4）软件设计；（5）仿真测试；（6）实物焊接与调试；（7）成果展示与项目验收。

6课程考核与评价改革

本课程的考核方式上，采取理论知识、实验、实训、创新能力以及综合设计能力考核相结合的考核办法，建立了完整的、具体的考核标准。这种考核办法在强调理论知识重要性的同时，更要求学生自己动手、动脑，培养综合处理的能力。消除学生在考试中的侥幸心理，测出平时的真实水平。

本课程的考核遵循以下几条原则：

（1）考核内容全面；

（2）加强平时成绩的考核广度，强化课堂管理，对课程参与积极性高、互动性强的学生提供相应的奖励机制，设计评价主体及指标的多元性。

具体的考核方式如下所示：

平时成绩（线上教学+课堂参与+作业+项目制作）50%+期末考核50%。

7课程评价与改革成效

7.1 课程评价

本课程教学过程中，学生通过爱课堂与FiF平台积极参与线上互动，多数学生能够完成课后布置的相关习题且完成效果良好；项目设计过程中团队成员友好合作，大多数小组可以按时完成教师下达的项目任务，学生对课程满意程度良好。

此外，教学督导通过参与课堂听课，对教师的专业能力及教学内容给予充分肯定。

7.2 改革成效

教师能力提升：通过单片机示范课程教学改革与实践，提高了教师专业教学能力，特别是信息化技术支持下的教学能力提升。

学生培育成果：通过单片机课程学习，真正实现了让学生在“做中学”，有效培养了学生的自主学习能力与创新能力，提高了学生的实践动手能力，为后续专业课学习打了良好基础，与此同时，也一定程度上提高了学生学科竞赛能力，部分同学学完单片机课程后，积极报名参加全国大学生电子设计竞赛、蓝桥杯比赛、智能汽车竞赛，均取得了较好成绩，由此也较好地表明了通过单片机示范课程的教学改革与实践，进一步提升了人才培养质量。

参考文献：

[1]张天飞,龙海燕,丁娇,等.基于项目化教学的单片机课程改革[J].物联网技术,2018,(4):119-120.

[2]宋天慧,钱进,花丽,等. 以应用能力培养为导向的单片机实践教学改革[J]. 电脑知识与技术,2022,18(4):146-147.

2020年安徽省教学示范课项目：单片机原理与接口技术

安徽省省级教学团队：单片机原理与接口技术教学团队（2020jxtd125）

作者简介：张天飞，1988，女，山东临沂人，安徽信息工程学院 电气与电子工程学院，副教授，硕士（通讯作者）

周荣强，1986，男，山东潍坊人，嘉兴知意棱科技有限公司，工程师，硕士

龙海燕，1985，女，广西桂林人，安徽信息工程学院，电气与电子工程学院，讲师，硕士

丁娇，1989，女，安徽安庆人，安徽信息工程学院，电气与电子工程学院，讲师，硕士