林木泉，许俊杰，郑洪庆

（闽南理工学院，福建 泉州362700）

0 引言

应用型人才培养是近年来国家人才培养战略调整的一项重要举措，这也是地方本科高校服务区域经济社会发展的有效手段和途径。培养适应社会需求的人才是应用型本科教育体系的重中之重，该模式下实践技能的培养尤为重要。

如今电子技术的迅猛发展，生活中包含单片机的电子产品几乎无处不在。单片机技术已成为一个重要的技术领域，“单片机原理与应用”课程也是电子、通信和电气等专业的核心教学内容。对于高校而言，应用型人才的培养落实到最底层，即是具体的课程教学。基于此，本文对“单片机原理与应用”课程进行研究。

1 课程教学现状分析

传统单片机课程的教学方法是以教材为载体，对理论知识分章节分模块讲解，不可否认在配合实验课程的情况下能取得一定的教学成果，但是在此种教学方式下培养的学生基本无法直接参加学科竞赛或者参与项目开发。传统教学方法的弊端具体体现在以下几个方面：

（1）侧重理论教学。传统教学方法中，教师根据教材整理出来的理论知识要点，因其抽象而无法形象表达，因此无论讲的多详细，学生始终始终觉得难以理解，进而导致部分学生产生上课玩手机或者睡觉等行为，实际也从侧面反映该课程未能激发学生的学习热情和主动性。

（2）实践缺乏创新。传统教学方法中的实践教学主要依靠实验室的专业实验箱来完成，授课教师按照实验手册安排实验项目，多是单一性的验证性的实践，且手册已经提供了完整的实验思路和操作流程，甚至提供了完整的实验代码，学生处于被动接受状态，按部就班即可完成，实验过程缺乏创新性、设计性，未能起到锻炼学生实践能力的作用。另外，实验室的实验箱也不方便随时外借，无法满足学生随时学习的需求。

（3）考核方式单一。传统考核方式主要以笔试为主，以笔试成绩为主的评分标准导致学生在学习过程中就是囫囵吞枣，不加思考，在考试前突击复习，死记硬背。以应付考试为目的的记忆基本在考试完后就忘记了。

2 课程改革策略分析

针对以上在传统的单片机课程教学中出现的弊端，本文提出一种适用于应用型人才培养模式的高校学生的单片机课程教学方法。

2.1 大纲的修订和教材的选取

大纲是课程的纪要性文件，需要适应发展需求。教师通过市场调研来了解相关岗位对学生掌握单片机能力的要求，结合社会需求修订教学大纲，形成和完善创新应用型人才培养模式。宜选择应用型、项目式教学的教材。

2.2 采用项目式教学

项目式教学法，这是课程教学改革的重点。单片机原理及应用课程采用项目式教学法，有助于学生将理论与实践相结合，综合锻炼学生分析问题、解决问题的能力。一个完整项目包括需求分析、技术设计、功能测试等流程。让学生参与项目开发的全部流程，有助于快速提升学生的职业技能。这是一个以项目为载体，以学生为主力，教师指导的教学活动。

实施过程分三个阶段。

第一阶段，前期准备。教师需对传统的单片机课程知识进行熔炼，查阅相关资料，把实际工业场景经过适当的加工和改变使之成为适用于该课程的项目教学，比如交通灯控制系统、机械手控制系统、超声波测距系统以及恒温控制系统等。学生需要提前对每一个项目进行相关资料的查阅，保证上课之前至少有该项目基本的概念。

第二阶段，项目实施。以恒温控制系统为例，具体说明项目教学法在教学改革中的应用。

项目名称：恒温控制系统

相关理论：温度传感器DS18B20的原理；单总线通信协议；数码管显示原理；机械按键消抖原理；继电器驱动电路。

实验环境：实验室，或者学生自主购买的开发板。

实验分组：三人一组，根据个人爱好优先原则，分配一人负责硬件，做电路设计、一人负责软件，程序编写，一人负责文档撰写。各类电子设计竞赛组队要求也是三人一组。学生根据项目再进行任务的细化分配。在项目实施过程中，教师实时跟进，根据各组实际情况进行针对性指导。

项目评价：对项目成果进行展示，每一组由代表进行演示，需要对电路的设计原理和程序框架及关键代码进行说明，说明设计过程中遇到的问题以及解决办法。由其他学生和教师共同评分，最后由教师根据每一组完成的实际情况（综合考虑项目完成度、采用的方法、步骤等）给出最终成绩。

第三阶段，项目总结。在课程结束后，把该教学方式与传统教学方式培养出来的学生进行对比，挖掘出该教学方式对学生掌握理论知识和提升实践技能的优缺点，在下一学期的课程中有目的的进行调整、优化。

2.3 鼓励学生积极参加学科竞赛和参与项目实践

鼓励学生参大学生电子设计大赛和大学生创新创业竞赛以及“挑战杯”等各类国家级、省级、校级的与该课程相关度高的比赛，鼓励学生参与校企合作横向科研项目，鼓励学生进行发明、实用新型专利的申请。通过参加比赛和参与项目所获得的经验更丰富，能力提高也更快。

3 课程改革实施案例

以本校电子信息工程专业的三年级学生为对象，在授课过程中应用项目式教学法。按照前面提到的三个阶段统筹规划，在第二阶段的项目实施部分，将授课过程中归纳为3个环节。

第一环节为基础部分。一共3个项目，第一个项目是Keil和软件的应用，第二个项目是按键更改数值，第三个项目是密码锁。涉及的内容包括单片机最小系统、IO端口配置、数码管静/动态显示、LCD液晶显示、LED指示，驱动蜂鸣器等。

第二环节为模块部分。一共3个项目，第一个项目是定时秒表，第二个项目是人流量统计，第三个项目是上位机显示温度。涉及的内容包括单片机的定时器/计数器、自定义通信协议、串口、中断系统、人体热释电感应传感器，DS18B20温度传感器。

第三环节为综合部分。一共3个项目，第一个项目是电压预警系统，第二个项目是恒温控制系统，第三个项目是无线环境监测系统。

在本次课程改革中不使用Proteus软件仿真软件，学生人手一块教师绘制并写好配套例程的51单片机开发板，这个开发板可完成该课程全部项目。Proteus软件仅作为一种补充的教学手段。

每个项目大概4到8个课时。第二环节和第三环节的项目可根据实际情况微调整。在机房授课，先进行理论知识点的讲解后学生直接动手操作。

4 教学改革实践成果

选择电子信息工程专业的两个班级（以下简称1班和2班）各30名学生，分别进行项目式教学与传统教学的实验的对比，A班学生采用项目式教学，B班采用传统教学方法。在学期末的时候，根据A班学生学习的实际情况，设定项目题目——基于51单片机的电机调速系统设计。学生自主查阅相关资料，3人组成一个队伍，每个班级10个队伍，以队伍为单位各自选择方案，并进行电路图的绘制和C语言编程实现功能。整个环节只有在学生遇到疑问而查资料又无法解决的情况下，教师才参与指导。这个环节内，充分调动了学生的主动性、学习兴趣。

经过一学期的项目式教学法教学实践的A班学生与传统教学方式教学的B班学生对比，项目完成度更高。表1是两个班级量化对比的结果。学习兴趣的量化标准是课堂表现，以及和老师交流的次数进行综合评价。查阅资料能力量化标准是项目完成过程提供的参考文献和对参考文献的理解，以及参考文献的种类和出处进行综合评价。动手能力量化标准是电路板焊接的美观程度、代码编写的规范程度和功能实现的完整度来综合评价。

表1 学生学习状况及能力培养情况对比统计表

从表1可以看出，项目式教学下A班的学生学习兴趣更高，项目完成情况更好。动手实践能力和查阅资料的能力也更强。因此，项目式教学法在一定的环境下是优于传统教学方法的，更有利于培养应用型科技创新人才。

5 结束语

应用型人才培养模式的落地最终在于课程的改革，针对单片机原理及应用这门课程，项目式教学法是一种创新性、有效的新的教学模式，该模式下培养出来的学生，学习的积极性和主动性有了很大提升。该模式有利于培养学生自主分析问题、解决问题以及团队协作的能力，是比较理想的教学模式，希望该方法能够应用到更多的课程教学实践中。