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《单片机原理及应用》实践教学探索研究

  • 投稿二哥
  • 更新时间2015-09-11
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王红平,高艺,于正林

(长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022)

摘要:“单片机原理及应用”课程理论与实践联系紧密,学生通过实践才能打下坚实的基础。本文对目前本课程教学现状及影响大学生学习主观能动性的因素进行了阐述,并探讨了加强本课程实践教学的可行方法。

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关键词 :单片机原理;应用;主观能动性;实践教学

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)08—0055—02

收稿日期:2014—04—16

作者简介:王红平(1976— ),女,内蒙古包头人。长春理工大学机电工程学院,副教授,博士,研究方向:机械电子工程。

高艺(1968— ),女,吉林长春人。长春理工大学机电工程学院,副教授,博士,研究方向:机械电子工程。

于正林(1971— ),男,吉林省吉林市人。长春理工大学机电工程学院,教授,博士,研究方向:机械电子工程。

“单片机原理及应用”课程是工科本科生的一门专业技术基础课,其最大特点是理论与实践联系紧密,突出应用。通过很强的实践动手能力的培养,为今后从事生产第一线的技术和管理工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。[1]

作者结合本学院学生学习“单片机原理及应用”课程的实际情况,探讨学生在“单片机原理及应用”课程中如何发挥主观能动性,系统深入地研究提高学生参与课程的主观能动性的教学方法,尤其是在实验及课程设计中提高学生主观能动性的教学方法。[2]

一、学校课程教学的现状

目前,老师教授该门课程采取板书辅助多媒体的授课方式。由于本课程具有抽象性,使许多学生对这门课程存在恐惧心理。对单片机课程抽象知识点的讲解仅仅通过教师的嘴和笔无法达到准确和生动描述的效果;而实验内容多年一成不变,且实验以验证性实验居多,自主性实验很少,导致学生实验课程的学习变成走马观花的状态。[3]

在单片机课程的学生能力评估方面,基本仍然采用常规的课程评价方式,即课堂出勤方式、作业以及闭卷考试综合评定。这种评定体系并没有考虑该门课程实践环节的重要性,使学生掌握知识时偏向于理论的死记硬背之中,而忽略了真正的动手实践能力,使本来就惧怕这门课程的学生无的放矢,更加不愿意去接触真正有意义的实践学习,这样就培养出一批批手高眼低的工科学生。

二、影响大学生学习主观能动性的因素

(一)缺乏学习的主动性

“单片机原理及应用”这门课程不像其他课程具有细致且清晰的思路以及逻辑推理, 其抽象的软硬件内部结构、超强的实用性要求时刻考验着学生。这就要求学生有知难而进的进取精神,表现积极的学习态度。但大多数学生没有掌握该门课程的学习方法,不懂得利用充分实践的方法去理解和掌握,结果产生了恐惧心理和畏难情绪。

(二)教师及教学资源的质和量

课程教授包括教师和教学内容两个方面。教师要有很强的责任心,教授的内容要保证满足大纲要求,使学生在有限的学时中最大限度地获取知识。

就目前而言,本校单片机理论课时仅有32学时,实践课时为16学时,这就产生了课程信息量大与课时少的矛盾。因此,课堂教学信息量的增加是一个必然趋势。“单片机原理及应用”这门课程如若采用板书为主的传统授课方式固然能使学生在接收知识点时随着教师的板书有更多的思考时间,但也不可避免地使授课信息量减少;如果采用多媒体方式,知识量增加了,但学生程度不同,又不能保证所有学生能及时理解所学知识。[4]

(三)实验教学环节薄弱

对于实践性很强的单片机课程,实验环节尤为重要。实验环节的教学质量受到多方面因素的影响。首先,实验设备能否满足实验教学内容。本校单片机课程实验经历多年的更新换代,目前采用较为适用的教学实验设备,能够实现仿真与实际相结合。除了实验设备之外,还有诸多细节方面的问题,如实验教师的引导是否负责、到位?实验课前的预习是否能够完成?实验内容的安排是否合理?如果实验前的准备学习被忽略,学生便难以顺利完成实验,而教师安排的实验难度、具体教授方法不当,学生也难以顺利地进入实践学习之中。这样,学生就会对实验产生厌烦心理,难以获得良好的学习效果。

三、实践教学的改革探索

(一)将学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终

学习兴趣是学习课程的最好动力。激发学生对本门课程的学习兴趣是学好课程的首要前提。由于课程中抽象的知识时刻考验着学生, 使学生产生畏难情绪,这就要求教师不断地借鉴和学习更好的教学方法,同时,结合自身教学特点,加强教学与实践环节的结合,从而将学生学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终。

例如,对于抽象知识点的讲解, 在多媒体形式的表达和演绎中,穿插易于理解的分解动画视频,模仿单片机软件执行中的运行过程,能够帮助学生很好地理解;同时,可以将难以理解的知识点进行拆分,要求学生在课后通过查资料进行总结,并利用每堂课10分钟的时间让学生轮流讨论,验证自身实践学习的情况,并作为一种考核机制;同时,对与之相关的实验内容,提前提供给学生相关的仿真软件,通过降低难度,让学生在个人电脑上进行程序的初步设计和模拟仿真,先从自身的探索实践中找到乐趣,增强信心,再在真正的实验中结合硬件系统加大难度。通过这样的知识点分解方式学习,学生会更有信心学好这门课程。

(二)改变实践教学策略

在实践教学中要体现学生为主体,教师为主导的特点,教师可依据教学大纲设计实验教学内容,提前提出若干不同的实验主题,让学生自发提出若干相关主题的各种任务,然后师生互相交流信息,再由教师最终布置与之相关的若干接近实际生活的实验任务,让学生依据自己提出的待解决任务完成相关实验,这样就充分发挥了学生的自主性。而且通过采集任务的方式,学生也能够从中了解单片机知识点的应用,进一步构建和丰富自己的知识体系。同时也避免了由于同一个实验内容面对班级内的所有同学而对部分学生探究知识的主动性的限制,也避免了某些学生可能的“浑水摸鱼”。[5]

(三)结合实际确定课程设计内容

若让学生真正掌握实践性强的课程,就需要与实际生产生活相联系,因此,单片机的学习仅仅通过实验的实践是不够的,还需要学生进行亲身实践,也就是必须经过硬件电路及其电路板的绘制、焊接元器件、程序编制、仿真调试等实践过程,才能真正掌握单片机的理论知识和应用技能。

目前,大部分单片机的课程设计是教师设置与实际接近的难度适宜的课题,学生根据自己的能力和爱好选取其一,但完成内容仍局限于电路原理图的绘制,进展较好的也不过是采用仿真软件进行模拟调试,距离真正的设计还有一定距离。为提高单片机课程设计质量,并测试学生在有限的课程设计时间内的接受能力,本校单片机课程设计以大珩班为对象,分成3~5人的设计小组,进行了难度适宜的课题设计。最后,学生均完成了设计内容,并上交了实物成品,感到受益匪浅。可见,单片机课程设计在教师指导下,完成从资料收集到软硬件设计与调试、PCB 电路板设计、仿真调试等过程是切实可行的。

(四)新型考核机制——“实验—课程设计—成果比赛”一体化

传统课程的考核方式并没有过多地体现实践的重要性,仍以理论考核为主,这与本课程的特点不符。为加强实践环节的考核,可以加大实验成绩在总成绩中的比重,使课程总成绩包括平时成绩、实验成绩、期末成绩。目前,本校平时成绩占总成绩的20%,实验成绩占总成绩的10%,期末成绩占总成绩的70%。这种考核已经加入了实践环节,但比重仍然过低。今后将进一步加强实践环节的比重,并对各个部分的考核分布进一步细化。

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参考文献

[1]杨杰,王晓初,王晓红.单片机课程教学的实践与探讨[J].广东工业大学学报,2009(9).

[2] 邵留,江敏,李娟英.浅谈高等教育中学生学习的“主观能动性”[J].中国校外教育,2011(2).

[3]徐德勇.探讨通过单片机实验培养学生的能力[J].电脑知识与技术,2009(5).

[4]郭宗莲.高职院校单片机课程设计的探讨[J].科技创新导报,2008(31).

[5]彭仁明,郝正同,刘刚.《单片机原理及应用》一体化教学模式的研究与实践[J].绵阳师范学院学报,2011(2).