以能力为导向的单片机应用实践教学研究
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作者:黄芬
摘 要：单片机这一门课程是高校广泛开设的一项工程技术类课程，其教学目的是为了培养学生的单片机系统分析、单片机设计以及初步产品开发等实际应用能力。而实践教学则是工程技术专业应用能力培养的重要方法，与整体教学质量的提升以及人才培养目标的实现息息相关。本文主要基于此背景，首先分析当前单片机教学的现状，然后提出以能力为导向的单片机应用实践教学具体措施，给相关教学工作者以参考。
关键词：能力导向;单片机;应用实践;实践教学
单片机的优势包括功能强、可靠灵活、成本低廉以及面向控制等，因此在工业控制、仪器仪表、家用电器以及电子通信等领域得到广泛的应用。单片机教学课程是一门硬软件结合，技术实践性十分强的专业课程，实践教学在其中占有重要地位。因此，各个学校都在研究分析应该怎样施行以能力为导向的单片机应用实践教学，并保证实践的质量与效果。本文主要基于此，研究分析以能力为导向的单片机应用实践教学。
一、单片机教学现状
当前单片机传统教学现状存在一些问题，其主要体现于以下方面：（1）教学内容与课堂教学形式单一，教学内容过于侧重理论知识的完整具体，而忽视了实践内容环节，以至于理论知识与实践操作相脱节。（2）实践教学体系中的内容十分单一，大多是验证性的实验，并没有过多涉及单片机应用系统设计与开发等方面的实践教学。（3）实训内容教学环节缺乏综合性、工程性与创新性，以至于学生不知道应该怎样去设计方案、选择模块以及设计电路。总结来讲，传统单片机应用教学偏向于“知识本位”，过于重视知识教学的系统完整性，忽视了实践教学的重要性，且教学内容单一，教学方法落后，不利于学生单片机应用能力的培养。因此，需要采取有效措施来解决这一状况，实现以能力为导向的单片机应用实践教学模式[1]。
二、以能力为导向的单片机应用实践教学具体措施
（一）重构能力为导向的教学内容
就教学内容与教学方式单一多元化不足的问题，可以开展以能力为导向的教学内容重构工作。教师可通过结合教学内容理论与具体实践案例，来丰富教学方法，以此激发学生的学习兴趣与积极性。同时，教师还应当给学生普及单片机应用领域的相关新技术信息，以拓展学生的知识视野与知识面[2]。例如，教师上第一节课时可以先给学生观看一些科研项目、竞赛或者毕业生设计制作的单片机作品（如语音数字温湿度计、多路抢答器、智能小车控制器等），吸引学生的注意力，并以此激发学生对单片机学习的兴趣与热情。然后，教师在介绍单片机最小系统与I/O接口的时候，可以搭配《键盘控制霓虹灯效果》的这一实际例子，让学生尽早接触有关于单片机应用系统设计的内容。最后，教师还可以给学生普及一些新技术内容，如：I2C总线、SPI总线、单总线结构以及STM32控制器等。在教学时，教师一定要明确自己的教学目标，清楚自己要培养学生怎样的能力，然后采取具体有效的实践教学方法，来培养学生的硬件设计、软件设计、电路设计以及综合应用能力等。
（二）从实际项目入手培养学生应用实践能力
以能力导向的实践教学开展可以从实际项目入手，将其贯穿于整体单片机教学环节中，引导学生熟练掌握理论知识、锻炼实践应用能力以及提升项目技能水平。例如，教师可以指导学生先从LED闪烁灯这一简单项目开始操作，期间只负责引导而不参与其中，充分开发学生的实践动手能力。等到学生能完美制作出LED闪烁灯之后，在逐步增加难度，让学生尝试完成模拟十字路口交通灯、多功能LED数字等。通过此教学方式，让学生能够在由简至难的项目递进实践操作中，熟练了解与掌握单片机硬件结构、I/O接口使用、语言指令汇编、语言程序设计方法、中斷/定时器系统应用等知识与能力。在逐步完成这些项目后，学生看到自己完成的成果，会感到十分满足，并由此激发单片机学习的兴趣与积极性，提升教学效果与质量。
（三）制定多形式考核方式以巩固学生能力
为了实现能力为导向的单片机应用实践教学目标，学校应当改革和完善课程考核方式，使课程考核能符合“学以致用”的原则[3]。具体考核方式建议如下：第一，为了方便考察学生的合作互助能力，可以在项目中将学生分为2—3人的小组，不同的项目部分由不同的学生负责，来共同完成这一考核项目。第二，可以让学生依据自己的实际情况，通过提交完整仿真电路、制作硬件实物以及撰写实践设计论文等方法来进行考核。以此达到考核学生综合应用实践能力的目的，并能通过考核巩固学生能力，确实落实多形式单片机应用能力考核方式。
三、结论
总而言之，想要确实培养学生的单片机应用能力，施行以能力为导向的单片机应用实践教学是十分有必要的。本文首先分析了传统单片机教学存在的问题，然后在此基础上提出了重构能力为导向的教学内容;从实际项目入手培养学生应用实践能力;制定多形式考核方式以巩固学生能力这三种具体实践教学措施。通过这些措施，能有效创新改革教学方式、教学内容以及考核方式，实现“学以致用”的教学目的，与培养学生的学习兴趣、项目动手能力以及合作意识。
参考文献：
[1]史学梅.单片机应用型人才培养教学改革探索[J].吉林省教育学院学报，2017，33（06）：86-88.
[2]马小红，张东波.面向创新能力培养单片机实践教学改革[J].教育教学论坛，2016（35）：93-94.
[3]姚嘉，卢伟，马丽丽，韩平，陈思雨.基于学生创新实践能力培养的单片机教学方法的改革[J].经济师，2015（05）：248-249.
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