《单片机原理及应用》课程“学中做、做中学”教学模式研究

2020-08-21 17:21:37 电脑知识与技术 2020年21期

摘要:该文针对《单片机原理及应用》课程传统教学中理论教学与实践教学脱节,学生学习过程中出现“听不懂,学不会,做不好”的问题,提出了“学中做、做中学”的教学模式。实践证明,该教学模式极大激发了学生的学习兴趣,增强了学生的动手能力,提高了课程的教学效果,为学生的就业打下坚实的基础。

关键词:单片机;“学中做、做中学”;教学模式

中图分类号:G642 文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2020)21-0096-02

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

《单片机原理及应用》这门课程是电子、通信等多个专业的专业必修课程。本课程旨在使学生掌握单片机的体系结构和基本原理,培养学生应用单片机解决实际问题的能力[1]。学生通过自己动手设计电路、编写程序、解决生产生活中的实际问题,能够加深对于理论知识的理解,进一步巩固了理论知识,同时提高学生的分析问题,解决问题以及创新的能力。

1 单片机教学现状

《单片机原理及应用》这门课程是理论与实践结合比较紧密的一门课,同时也是一门综合性课程。需要老师同时精通单片机原理、电路设计、数电模电、C语言程序设计等课程,因此教学难[2]。学生也需要学好前导课程电路设计、数电模电、C语言程序设计等课程,缺一不可,因此学习难。

教学难和学习难,很容易出现“听不懂,学不会,做不好”的问题。

1.1传统教学模式的不足

(1)理论教学的不足。目前,很多高校的单片机课程教学还是按照教材的章节顺序进行教学,先理论后实践,这种教学模式可以让学生整体上掌握单片机的基本概念和体系结构,系统的学习单片机的理论知识。但这种教学模式也带来一定的问题,理论教学与实践教学分离,学生在学习理论知识时,感觉内容枯燥乏味,不愿学或不想学。

(2)实践教学的不足。目前,传统教学模式還是以理论教学为主,实践教学为辅。由于实验室条件的限制,在开设实验课或实践课时,只能开设相对简单的验证性内容。

传统教学模式的不足,致使学生在解决遇到的实际问题时,出现不知道应用哪部分单片机知识。这在很大程度上降低学生的学习积极性,致使教学效果不佳。

1.2 课程内容更新滞后

如今,知识更新速度的不断加快与课程教学内容相对滞后的矛盾日益突出,单片机课程教学内容的更新已成为课程教学改革的一项重要内容,但其进展是十分缓慢的。从总体上看,课程教学内容的更新速度普遍滞后于学科前沿知识发展的速度,这在高度数字化、信息化的知识经济时代,是需要引起高度重视的。并且学生毕业后,会出现在学校学的内容,在工作中用不到。

1.3 教学内容与企业需求脱节

单片机课程是应用型课程,在以后的工作中会经常用到,应该培养学生的软硬件开发能力,增强学生的实践能力和创新能力以适应企业的需求。而当前,很多高校的单片机课程的实践教学大多还是在实验箱或实验板上进行,通过连线完成单片机实验系统各模块的组合,完成某一实验要求。这样训练的结果,学生的硬件设计能力不足,实际动手能力不佳,与毕业后,企业对大学生的实际工作能力的要求相距甚远。

2“学中做、做中学”教学模式

本文将《单片机原理及应用》理论内容与实践内容有机结合,探索以“学中做,做中学”的教学模式改革《单片机原理及应用》的课程理论教学与实践教学的各个环节,具体做法有如下几点:

2.1重组教学内容

由于教材前几章安排的都是难以理解的单片机的硬件结构和工作原理,教学内容枯燥乏味,学生会感觉《单片机原理及应用》课程没意思,进而产生厌学情绪。在“学中做,做中学”的教学模式中,把理论教学与实践教学相融合,这样在学的过程中做,在做的过程中主动的学,相互促进。

2.2 学中做

“学中做”的核心就是把理论教学与实践教学有机结合,突出学的过程中要做,“学中做”分为三个层次:

(1)学完一次课安排一个微型项目。大部分学校《单片机原理及应用》课程一周安排一次课,教师根据本次课的教学内容设计一个微型项目,让学生课下完成。由于微型任务规模小难度低,上一次课与下一次课间隔时间长,学生很容易完成任务,这样做能够增加学生的成就感和自信心。

(2)学完一章安排一个小型项目。教师根据本章的教学内容设计一个小型任务,融合本章的重点内容,有一定难度。建议一个月安排一次,给学生充分的时间分析问题和解决问题。

(3)学完整个课程安排一个综合性的课程设计。教师根据整个教学内容设计一个课程设计题目,融合整个课程内容,有一定的工作量,同时又有一定难度。建议课程学习结束后,单独安排两周的时间,给学生集中的时间完成从分析问题、电路设计、电路焊接、程序调试等工作。

“学中做”改变了传统的灌输式教学模式,实现将单片机课程的老师教学,学生学习,知识应用融为一体。

2.3 做中学

“做中学”的核心就是把理论教学与实践教学有机结合,突出做的过程中要学。在“学中做”的过程中,学生一定会遇到自己解决不了的问题,对于问题的解决,我们分为三次层次:

(1)简单问题,学生自己查找资料进行解决。

(2)稍难问题,同学之间讨论,集思广益进行解决。

(3)特难问题,老师给予单独辅导,仅仅提示但不代替解决。

“做中学”改变传统教学中学生被动学习为主动学习,突出学生学习的主动性,这将极大提高学生的学习积极性,充分发挥学生的主观能动性和创造性。

2.4 定期举办经验交流课堂

每个学生自身基础的不同,在实施“学中做,做中学”教学模式的过程中,每个学生的学习情况也会不同,每个学生遇到的问题也是不同的。

建议定期举办学生经验交流课堂,让每个学生在课堂上主要讲述如下三个方面的内容:

(1)展示自己的产品,有什么创新的功能。

(2)在学习的过程中,遇到了什么问题,怎么解决的?

(3)在实践的过程中,遇到了什么问题,怎么解决的?

经验交流课堂可以使学生了解近期学到了什么;还有那些地方还需要提高;学生之间的经验交流,形成了相互学习,相互促进的学习氛围,提升了学生的学习兴趣。

3“学中做、做中学”教学模式实施过程中遇到的困难与解决办法

“学中做、做中学”教学模式實施过程中遇到了如下几方面的困难。

3.1 实验室能够提供实验器材有限

由于班级多,学生人数多,再加上每周学生都要做课程项目,需要大量实验器材。而且大部分器材使用后,会有损坏,无法重复使用,这无形之中给学校的开支增加了很大负担。这给“学中做、做中学”教学模式的实施带来一定的困难。

对于上述问题,我们鼓励学生积极申请校级实验室开放项目,以及省级国家级大学生创新创业训练项目,有了项目的资金支持,能够极大缓解实验室器材短缺的问题。

3.2 会极大增加教师的工作量

传统教学模式,老师上完课就可以了,现在需要为每次课设计微型项目,为每章内容设计小型项目,课程结束后还要安排课程设计题目。同时,在项目实施的过程中,学生会遇到大量的问题,而且问题互不相同,需要老师一对一的辅导。这会极大增加老师的工作量,这也给“学中做、做中学”教学模式的实施带来一定的困难。

对于上述问题,从学校层面,单独安排了课程设计的课时与工作量。

4 改革现有的评价体系

以我校为例,传统教学模式下,期末考试成绩包括理论课占70%,实验课占20%,平时成绩占10%。如果不改变评价体系,学生为了取得好成绩,肯定还会把更多时间投入到考试内容上,而忽略动手能力的训练,前面安排的各种项目会流于形式。

为此,我们改变了评价体系。把理论内容和实践内容分开考试,分为理论期末考试和实践期末考试,理论内容期末考试成绩包括考试成绩占70%,平时成绩占30%;实践内容考试成绩,实验卷面成绩占50%,操作过程成绩占50%。这样评价体系的改革,既促进了学生对理内容的学习,又增强了同学们对动手能力训练的重视,杜绝了“学得会,做不好”现象的发生。

5 结束语

在《单片机原理及应用》课程“学中做、做中学”教学模式下,学生在学习的过程中做项目,在做项目的过程中主动学习自己不懂不会的内容,变被动学习为主动学。实现了理论教学与实践教学完美结合,提高了教学效果,提升了学生的动手能力,增加了学生就业的本领,受到广大学生的好评。

参考文献:

[1]李玉平.基于翻转课堂的单片机项目式教学模式的探索与实践[J].湖北理工学院学报,2017(4):69-72.

[2]杨立生.“理实一体化”模式下的单片机课程教学改革[J].正德学院学报,2012(2):46-48.

【通联编辑:代影】

基金项目:(1)淮北师范大学校级教研项目:电气类专业高级语言课程通用网络教学平台建设(项目编号:2016wlkc165);(2)省级质量工程项目:单片机原理及应用智慧课堂试点(项目编号:2017zhkt397);(3)淮北师范大学校级教研项目:《单片机原理》课程一体化教学模式探索(项目编号:jy2017138);(4)省级质量工程项目:《单片机原理》课程一体化教学模式探索(项目编号:2018jyxm0527)

作者简介:周正(1979-),男,单位:淮北师范大学物电学院,主要研究方向为嵌入式系统。