单片机原理及应用理实一体化课程改革探索

单片机原理及应用理实一体化课程改革探索
摘要：在专业认证理念下，针对单片机的传统教学模式进行了教学改革，启用
理论实践一体化教学模式。

将实践内容分解后穿插在匹配的理论教学环节中，采
用理论实践紧密结合的形式展开，可以有效解决传统教学过程中的若干问题。

从
结果看，理实一体化教学在连续两年的教学过程中学生反映良好，取得了较为理
想的效果。

关键词：专业认证教学模式理实一体化
单片机作为嵌入式应用的分支，在高等院校自动化、电气等专业中得以广泛开设。

作为
实践操作性很强的课程，师生双方均需投入较多精力才能够较好的达成课程目标。

特别是在
专业认证的背景下，对学生应用能力的培养尤为重要。

一、传统教学存在的问题
1.课堂教学模式单一。

传统的教学过程中比较注重体系结构与内容的关联度。

在讲述过
程中按照单片机硬件结构、程序设计、中断体系、系统扩展方式开展。

该教学模式下节奏感强，但是也存在明显的遗漏：整个教学设计注重教师的讲述过程，突出的是教师在教学过程
中的主导作用，忽视了教学过程中的学生掌握情况；受学生自身能力差异的影响，效果参差
不齐。

2.课程设计环节效果欠佳。

课程设计作为配合理论课程提高学生应用能力而开设的环节，在多年来的教学过程中发现该环节并不能较好地达成效果：一方面在于课程设计属于集中实
践环节，通常都安排在所有理论课结课后，时间上衔接有过渡期，这就造成学生进入实践环
节时对内容不熟练，状态切换困难；另一方面单片机课程设计一般都是以设计具体的模块作
为考核学生的重点。

从内容上看学生需经历设计、调试、验收等环节，课程设计时间配置上
难以满足。

大量数据表明：只有优异的小组能够在规定的时间内达成预期的效果。

二、理实一体化教学改革探索
理论实践一体化教学是从产出出发，为全面提高应用能力水平而诞生的一种改进型的教
学模式。

纵观人才培养方案对单片机课程的要求：培养学生的应用能力水平和实践创新能力
水平，提高学生解决实际问题的能力。

因此，在理实一体化教学模式下，教师需要从理论教
学内容、实践项目设置、评价考核方法等方面进行探索。

1.理论教学内容探索。

理论教学模块，针对应用能力和创新能力的需求，对单片机教学
的教材进行甄选，最终选用张毅刚教授的《单片机原理及接口技术》(C51编程)(第二版)作为
课程配套教材。

该教材是国家精品配套教材，书中所配套的案例均来源于科研与教学实践，
更加突出应用性和实用性。

在课程内容的选择上与实践项目对接，除保留必要的单片机基础知识：单片机硬件结构
及与之匹配的C语言数据结构与数据类型之外，其余内容均根据实践开设项目确定。

在讲述
的过程中为了加强学生对单片机的掌握，配套实践设计过程中使用的单片机手册作为教学辅
助资料，直接结合手册中的资源进行有针对性的讲解，从而起到事半功倍的效果。

2.实践项目设置探索。

实践项目的开设结合学校的“汽车”行业背景，所开设的实践项目
均与汽车有关联。

在对象驱动下使得所开设的实践项目有了应用价值。

实践项目的推进涉及
任务确定、方案设计、硬(软)件设计、调试验收等系列步骤，按照应用工程项目的基本流程
开展，这样学生在实现项目的过程中就逐步掌握了应用工程项目设计的基本流程，从而达到
了潜移默化的效果。

在项目的选择上，依照先易后难的顺序，先开设基础性设计项目，随着
学生能力的逐渐提高，转入综合性设计项目。

经过完整的实践项目考核后，学生的工程应用设计能力得到了质的提升。

对于学时少不
能在规定时间内完成项目的问题，则配套设置了课外实践环节，学生利用自身闲余时间完成
对应的项目任务。

3.评价考核方法探索。

一改传统的将考试作为反映学生能力水平的主要手段，大幅度削
减考试在整个课程体系中的权重比。

理实一体化授课后，整个课程是以实践项目作为课程主线，在项目的完成过程中，学生除经历上述实践项目设置中所述内容外，还要完成资料收集
与查阅、交流与沟通等环节，这些环节均能够成为学生能力培养的细节性内容。

因此，项目
设计过程占据了整个课程的主要权重比。

单片机自2014年起投入师资建设，首先在T13级试点班展开。

经过几轮试运行后，学
生反馈在应用能力方面得到普遍提升。

在专业认证小组的一致认定下，该课程从T16级起在
整个自动化专业全面推广。

经过连续几年的运行，从课程目标达成度数据看，理实一体化教
学较好地解决了传统单片机教学过程中理论环节与实践环节脱节严重、学生应用能力培养效
果差等相关问题。

在今后的教学过程中，教师应围绕着专业认证中以学生为中心、成果为导向，持续改进的基本思路更好地为学生创造教学条件，为社会培养打造高质量的工程应用技
术人员。

参考文献
[1]熊苏英刘景柠《单片机》项目式理实一体化课程改革与实践简析[J].机电教育创新，2018，10：149。

[2]徐同盟“理实一体化”模式下技师院校单片机课程改革的探讨[J].应用技术，2017，10：82-83。

[3]钟素娟理实一体化教学模式在中职电工电子教学中的运用研究[J].教学方法，2019，10：60-61。

[4]张毅刚单片机原理及接口技术(C51编程)(第二版)[M].北京：人民邮电出版社，2016，6。