“单片机原理及应用”课程教学改革策略

摘要：“单片机原理及应用”课程是测量与控制的关键核心课程，具有极强的综合性和实践性，对于理论和实践教学都提出了较高的要求。文章总结了“单片机原理及应用”课程教学的常见问题，并从明确教学目标、优化课程建设、开展混合式教学、改进实验教学方法、发挥以赛促学作用、健全评价体系几个方面探索了这门课程的改革策略。

关键词：单片机原理及应用；课程教学；改革

引言

“单片机原理及应用”这门课程是电气自动化、电子技术等专业的核心课程，其内容以51单片机为主，兼具理论性、实践性和工程性的特点，课程中还涉及电路基础、C语言编程等内容，对于学生的逻辑思维能力、动手操作能力都有较高要求。为了提高“单片机原理及应用”课程的教学质量，需要根据学生的学情出发来优化内容、改进方法，通过理论、实践的结合来锻炼学生的理解和操作能力。

1 “单片机原理及应用”课程教学的常见问题

目前，不少学校在“单片机原理及应用”课程的教学上依然在沿用传统方法，先为学生讲解概念和理论，再组织项目式教学，从整体来看，其教学成果并不理想。首先，传统理论式的讲授方式让学生感觉空洞乏味，学习兴趣不强；另一方面，部分学校为了突出内容的完整性，会为学生大量讲述单片机汇编语言和内部结构，此类内容枯燥乏味、晦涩难懂，没有凸显出单片机的趣味性，导致学生的学习积极性大受影响[1]。除此之外，课程教学的实验环节也面临挑战，由于这门课程极具实践性，要较好的培育学生的应用能力，必须要发挥出实验作用，但是受制于实验设备、教学方法、时间等因素的限制，学生实验操作时间普遍较短，学生实践能力的培养也存在问题。

2 “单片机原理及应用”课程的教学改革方法

2.1 明确教学目标

“单片机原理及应用”课程的教学目标为：通过理论学习和实践探索让学生掌握单片机的原理和应用，了解单片机的内部结构、基础知识、指令系统、中断系统等等，能够初步设计出单片机产品，具备一定的职业素养。还要注重培育学生的团队合作精神与创新思维能力，使之能够将C语言程序设计、51单片机工作原理应用在实践中，能够解决通信工程、电子信息工程等方面的实践问题。这一课程内容需要与岗位需求相联系，根据学情与教学目标制定出由浅到深的教学计划。

2.2 优化课程建设

基于教学目标，即可对课程内容进行更新设计，以企业的实际项目来出发对课程内容进行优化调整，建立案例库，删减教材中滞后的内容，融入新案例、新思想，打造立体化的教学空间，将线下教学、线上资源平台和思政教学融合起来，在为学生传授知识的过程中满足能力培养需求。在课程的建设上需要发挥出各方作用，由校企共同协作，遵循“以学生为中心”、“以需求为导向”的课程开发理念，在课程的优化上需要基于学生的学习风格、职业规划出发，选择具有实践性、行业相关性的项目，这些项目能够让学生较好的在实践中应用理论知识，从而提高其实践技能。比如，可以选择“智能手环设计”作为实践案例，这类内容不仅涉及课程知识点，与学生的生活也息息相关，是智能穿戴设备市场的必由趋势，这类项目能够为学生的后续发展奠定坚实基础。此外，在课程的建设上需要关注理论和实践的融合，使学生能够通过学习全面提高知识和技能，收获创新思维和问题解决能力。

2.3 开展混合式教学

混合式教学是教育改革的必然趋势，通过应用混合式教学可以有效弥补传统教学活动的不足，这一模式兼具线上教学和线下教学的优势。在课前，由教师建立相关的微课课程，在平台中上传课程大纲、进度计划表、微课、参考书籍、拓展资料等，要求学生在线上进行预习，初步了解所授课的知识。教师通过平台也可以查询到学生的学习进度，为后续课堂教学做好准备。在课堂教学上，可以利用手机端来组织课堂签到、分组任务、答疑等活动，并针对学生在课前预习出现的突出问题进行面对面教学，充分发挥出线下互动的优势，师生共同分析项目。教师还可以组织现场示范，比如，在关于“单片机控制广告灯”的内容时，当学生对理论有了清晰了解之后，教师就可以主持现场演示，针对其中的知识点做出一一分析和详细讲解，这一方式避免了学生的死记硬背，使学生能够知其然又知其所以然[2]。另外，还可以采用团队合作的方式，由教师为学生精心设置任务，将学生划分成不同的小组，每个小组成员各司其职，参与讨论、修改和方案设计，完毕后，为学生留出汇报、互动的时间。通过这种方式，有效增加了学生对于所学内容的兴趣，也大大提高了课堂参与度，相较于传统的填鸭式教学方法，学生的学习质量得以大幅提升。

2.4 改进实验教学方法

在本门课程的教学中，实验起着重要作用，教师需要增加设计性实验和验证性实验比例，这类实验能够将教材中抽象的理论知识用具体的实验形式展示给学生，实现实验内容和教材理论的有机融合，进一步加深学生的认识。在每学期开始前，教师就需要提前做好预测，为学生安排各类综合性实验项目，学生可以自行设计实验，也可以小组为单位来设计，在整个实验教学活动中，要求将学生放置在主体地位，使他们能够通过实验操作、讨论分析建构起属于自己的知识结构。当学生在实验中遇到问题时，为他们留出思考和想象空间，教师不能直接给出答案，应当以引导和鼓励为主。

2.5 发挥以赛促学作用

对于学有余力者，可以鼓励学生参与相关的竞赛项目，目前，每年都会有国家级、省级和市级竞赛活动，针对在课程学习中表现优异、能力过硬者，可以指导其建立课程兴趣小组，参与学校的创新工作室，让学生有机会参与科研课题、学科竞赛和创新创业活动。在竞赛活动中，由教师负责带队，也可以竞赛项目作为具体的实训内容，在学生准备竞赛、参与竞赛的过程中，可以进一步夯实自身的理论知识，达成以赛促训、以赛促学的目标，这能够从实践方面显著提高学生的综合能力。另外，教师还可以将竞赛类题目引入课堂教学中，以此为基础为学生设置实践类任务，让学生从实际操作角度来分析、解决问题，进一步提高学生的实践操作能力。

2.6 健全评价体系

课程评价具有良好的反馈作用，在“单片机原理及应用”的课程教学改革中，也需要重视评价体系的改革。一方面，要做到全过程、多元化评价，以建设“金课”作为目标，用好结果性评价、过程性评价方式，改变传统意义上单一以学生分数为评价指标的“顽疾”。在具体的课程考核上，可以划分成期末考核、过程性考核两个方面，两者分别占比50%，其中，过程性考核内容如线上互动情况、小论文完成情况、讨论表现、小组任务评分、线上学习、阶段性测试结果，重点考察学生的分析能力和应用能力。同时，也要听取学生意见，根据学生反馈来进一步优化评价体系，采用这种评价方式有助于提高学生的工程素养和动手操作能力，同时，在评价过程中也锻炼了教师的实践能力，提高其教学水平，对于师生都颇有价值[3]。

3 结语

“单片机原理及应用”课程理论知识抽象，教学难度较高，而传统的理论式教学方法难以提高学生的实践能力，也不利于学生的成长，对此，需要根据教学要求来改进“单片机原理及应用”的教学方法。教师需要转变思想观念，注重创造和创新，用好混合式教学模式，抓好实践教学，有针对性的来调整教学方法，突出实践教学作用，提炼课程中的价值范式，不断强化学生的应用能力，全方位提高学生的综合素质，使之收获工程素养和工匠精神，以此来提高学生的核心竞争力。

参考文献：

[1]申彩英，张丽萍，刘立东，等. 单片机原理及应用课程教学改革研究[J]. 辽宁工业大学学报（社会科学版），2024，26（1）：99-101.

[2]卢军锋，张文峰，孟妍妮，等. 基于OBE理念的单片机原理及应用课程教学改革[J]. 造纸装备及材料，2024，53（7）：212-215.

[3]郭放. 单片机原理及应用课程的教学模式分析[J]. 集成电路应用，2021，38（7）：118-119.