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【摘要】结合自身教学经验，针对当前本科计算机专业《单片机原理及应用》的教学模式进行了深入研究，提出了“厚基础+多实验+重应用=技术型人才”的教学理念，探讨并实践了分层（基础层、自学动手层和应用层）的理论教学模式和分类（基础实验类、设计性实验类和拓展性实验类）的实验教学模式，取得了良好的教学效果。
【关键词】高等教育教学模式人才培养单片机原理及应用
【基金项目】安徽新华学院2012年度国家级创新创业训练计划创新训练项目（201212216015）。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）06-0239-02
1.引言
大学本科教学的整个过程是围绕着课程教学展开的。课程教学是实现人才培养目标的主要途径，因此，课程教学质量的高低在很大程度上决定着整个教学质量，直接影响着人才培养的质量。目前，大多数高校学生属于被动式、应试型的学习状态，具体表现为五多五少[1][2]:一是在学习方式上，从师型过多，自主型过少；二是在学习思维上，求同性过多，求异性过少；三是在学习状态上，顺从型过多，问题型过少；四是在学习层次上，继承性过多，创新性过少；五是在学习情感上，应试型过多，兴趣型过少。因此要想改变这种态势必须要改变教师的教学观念，学生的学习方法。
在教学方面，要从每一门课程去着手，努力提高每一门课程的教学质量。面对当前的教学内容多、学时少、课堂教学效果差、教学手段单一和用人单位要求高等现象，结合我校电子类专业实际教学教改情况，针对《单片机原理及应用》这门课程，从六个方面对教学过程进行了改革。文献[3]中采用“专业知识够用为度”的原则来实施理论教学，文献[4]中采用案例驱动教学方法，本文结合《单片机原理及应用》特点，提出全面改革教学的各个环节，强调理论与实践的重要性，既能摒弃上文文献教学方法单一，又能取得较好教学效果。
2.课程教学改革
2．1明确教学目的和教学理念
《单片机原理及应用》课程是计算机、电气电子、自动化以及通信工程等专业的重要主干基础课，单片机应用领域从航空、航天、家用电器已经普及到国计民生的各个领域[5],是学生学习运用计算机软硬件知识最主要的课程，对提高学生的计算机软硬件应用能力非常重要，因此，提出课程教学目标是能够以微处理器、总线、接口和通道为主线索，正确建立单片机系统组成的整体框架，理解硬件与软件间的辩证关系，了解单片微型计算机系统及其接口技术的最新发展。具体要求掌握：CPU和基本接口电路的结构及其工作原理，存储器和接口芯片的正确合理选用，能够独立完成基本接口电路的设计、基本指令和汇编语言程序设计，并根据不同要求确定和分析系统，尤其是实时系统的硬软件结构，初步了解监控程序的设计。提出“厚基础+多实验+重应用=技术型人才”的教学理念，要求学生掌握深厚的理论基础，包括基本概念、基本原理和基本方法，使学生具备一定的可持续应用能力。通过增多和增强实验，帮助学生理解和深化理论知识，培养和锻炼学生的动手能力，不断提高学生分析和解决实际问题的能力。
2．2教学内容的组织
单片机原理及应用这门课程，一般教材教学内容丰富、信息量大、更新快，对基础性、先进性和前沿性的知识介绍的较为详细。而我校规定的理论教学的学时数是56学时，实验学时8个，显然教学内容与学时之间存在着明显的矛盾。为了很好地完成教学任务，我们打破了常规的教学顺序（按章节顺序开展教学），提出了以教材内容为线索的层次化教学模式，重新组织教学内容。这种教学模式的基本思想是：把教材内容分为三个层次，即基础层、自学动手层和应用层。基础层的教学以教师课堂讲解为主，主要包括CPU、存储器以及常用接口的结构和工作原理等等，所用学时大约为12个。自学动手层的教学以教师的讲解为附，以学生自学和动手做实验为主，其教学内容主要包括接口及其可编程接口芯片的结构、编程结构及其工作原理，理论教学12学时（含课堂自学），同步实验4学时。这部分的教学通过严格要求学生按照老师的部署和简单扼要地讲解，在课堂或课外认真阅读相应内容，通过集体答疑、网上讲解和个别辅导等教学形式，完成教学任务。这样既能培养和提高学生的自学和实际动手能力，又能解决课时与教学内容之间的矛盾。
2．3实验教学环节的改革与设计
理论是基础，应用是目的。这句话所包含的道理对于理工科院校尤为重要。实验课以其具体直观性、可操作性以及学生在实验中的主动性、探索性和创造性等特点，具有课堂教学所无法比拟的优势。因此，注重和完善实验教学环节是培养应用型人才的重要环节和保证。为了做好这方面的工作，除了对实验设备和内容进行不断地调整、补充和完善外，还要对实验进行合理的分类和组织。为此我们把实验环节划分成基础实验类、设计性实验类和拓展性实验类。基础实验分为微型计算机组成实验和可编程接口芯片实验，实验内容为：可编程接口芯片实验，包括并行接口、定时／计数器、串行通信接和 DMAC 接口实验。设计性实验的目的是培养和检验学生综合运用知识和解决实际问题的能力而设置的，理论学时16个，实验学时8个。
2．4教学方法和手段的探讨与实践
教学方法是指“在教学过程中为完成一定的教学目的和任务所采取的教学途径或教学程序 ，是以解决教学任务为目的的师生间共同进行认识和实践的方法体系”[6]。教学方法的改革与创新必须遵循以下原则：①满足教学目的和任务的需求；②符合教学规律和原则；③与教学内容相适应，与学生的基础和学习能力相适应。针对具体情况，我们的做法是：①采用多媒体和计算机网络作为教学媒体，要求任课教师集体编写多媒体电子教案，共同制作网络课件；②打破老师一言堂的传统教学模式，采用讲解、提问、讨论和自学相结合的教学方法。对于教学中的难点重点，以老师的讲解和学生的讨论为主，对于那些简单知识以学生的自学为主。在多年的教学过程中，笔者经常发现：对于一本好的教材而言，其中的许多内容，采用学生自学远比老师讲解的效果更好。当然，这种自学是在老师的指导下进行的，分为课内自学和课外自学两部分。学生通过计算机网络把自学中遇到的问题反应给任课老师，老师再通过网络把自己的解答反馈给学生，这样既培养了学生自学能力，节约了时间，又能提高学生学习的兴趣；③ 把讲解和演示模拟实验作为课堂教学的有机组成部分。教与学、学与应用永远都是不一致的，所以在课堂上我们要教会学生如何做实验，分析和解决学生在实验中可能遇到的问题，这样才能激发学生对实验的兴趣。只有采用灵活多样的教学手段，充分利用现代化的教学设备，才能取得良好的教学效果。
2．5努力培养学生自学能力
根据大学生的实际能力，在教学过程中把培养学生自学能力作为教学的有机组成部分。主要采用三种形式：①课堂自学。老师指定自学内容、要求和目标，在课堂上通过自学完成教学任务；②课下自学。老师指定自学内容、要求、目标和作业，学生利用课外时间完成学习任务；③老师或学生提出问题，由学生通过自学、讨论等各种形式解决问题。实践证明，适当安排自学内容，既缓解了课时与教学内容之间的矛盾，又提高了学生自学能力和教学质量。
2．6建立高效的课程考察模式
课程考察（考试）的目的是检查学生掌握知识的情况。目前普遍采用“笔试+平时=成绩”的模式进行，笔试成绩占70%，平时（30%）=出勤率+作业+实验。通过研究发现这种考察模式不利于学生实际动手能力和应用能力的培养，难免会导致“高分低能”现象的出现。针对这种情况我们提出了“笔试（55%）+实验（20%）+设计（15%）+作业（10%）=成绩”的考察模式，在这个考察模式中，体现了实际动手和解决实际问题的重要性。
3.结束语
高等教育的改革，要以全面提高教学质量、培养更多的满足社会需求的人才为目标。计算机技术的发展是社会进步的主要标志之一，它的应用已渗透到社会的各个领域。如何培养出高质量的计算机人才，是高等院校要急于解决的问题，特别是在“供大于求”的今天，这个问题的解决显得尤为迫切。高校课程建设应该遵循“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的战略思想；以全面提高各门课程的教学质量为中心，以培养满足社会需求的人才为目的；从提高每门课程的教学质量做起，深入细致地探讨高效的教学模式，充分利用各种教学资源，提倡并鼓励教师大胆地进行教学改革，努力提高教与学两方面的积极性，就一定能够全面提高我们的教学质量和人才培养质量。经过几年的努力，我们对计算机专业的课程教学进行了全面的改革，改革的目的在于以较少的教学投入取得更好的教学效果，使教学过程更有利于因材施教，培养出更高质量的人才。实践证明我们的改革是成功的。
参考文献：
[1]张德江.注重学习产出 重视学生发展[J].教育发展研究，2011.8:76-79.
[2]张德江.改革教学方法 培养创新人才[J].中国大学教学，2009年第5期:7-10.
[3]王林生，马瑛.《单片机应用技术》教学改革与实践探索[J].价值工程，2010年第81期：160-161.
[4]修春波.单片机课程的案例驱动教学方法研究[J].科技信息，2013年第5期：197-200.
[5]高洪志.MCS-51单片机原理及应用技术教程[M].人民邮电出版社，2009年4月：1-2.
[6]左藤学著，钟启泉译.课程与教师[M].北京:教育科学出版社.2003，150-220.
【关键词】高等教育教学模式人才培养单片机原理及应用
【基金项目】安徽新华学院2012年度国家级创新创业训练计划创新训练项目（201212216015）。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）06-0239-02
1.引言
大学本科教学的整个过程是围绕着课程教学展开的。课程教学是实现人才培养目标的主要途径，因此，课程教学质量的高低在很大程度上决定着整个教学质量，直接影响着人才培养的质量。目前，大多数高校学生属于被动式、应试型的学习状态，具体表现为五多五少[1][2]:一是在学习方式上，从师型过多，自主型过少；二是在学习思维上，求同性过多，求异性过少；三是在学习状态上，顺从型过多，问题型过少；四是在学习层次上，继承性过多，创新性过少；五是在学习情感上，应试型过多，兴趣型过少。因此要想改变这种态势必须要改变教师的教学观念，学生的学习方法。
在教学方面，要从每一门课程去着手，努力提高每一门课程的教学质量。面对当前的教学内容多、学时少、课堂教学效果差、教学手段单一和用人单位要求高等现象，结合我校电子类专业实际教学教改情况，针对《单片机原理及应用》这门课程，从六个方面对教学过程进行了改革。文献[3]中采用“专业知识够用为度”的原则来实施理论教学，文献[4]中采用案例驱动教学方法，本文结合《单片机原理及应用》特点，提出全面改革教学的各个环节，强调理论与实践的重要性，既能摒弃上文文献教学方法单一，又能取得较好教学效果。
2.课程教学改革
2．1明确教学目的和教学理念
《单片机原理及应用》课程是计算机、电气电子、自动化以及通信工程等专业的重要主干基础课，单片机应用领域从航空、航天、家用电器已经普及到国计民生的各个领域[5],是学生学习运用计算机软硬件知识最主要的课程，对提高学生的计算机软硬件应用能力非常重要，因此，提出课程教学目标是能够以微处理器、总线、接口和通道为主线索，正确建立单片机系统组成的整体框架，理解硬件与软件间的辩证关系，了解单片微型计算机系统及其接口技术的最新发展。具体要求掌握：CPU和基本接口电路的结构及其工作原理，存储器和接口芯片的正确合理选用，能够独立完成基本接口电路的设计、基本指令和汇编语言程序设计，并根据不同要求确定和分析系统，尤其是实时系统的硬软件结构，初步了解监控程序的设计。提出“厚基础+多实验+重应用=技术型人才”的教学理念，要求学生掌握深厚的理论基础，包括基本概念、基本原理和基本方法，使学生具备一定的可持续应用能力。通过增多和增强实验，帮助学生理解和深化理论知识，培养和锻炼学生的动手能力，不断提高学生分析和解决实际问题的能力。
2．2教学内容的组织
单片机原理及应用这门课程，一般教材教学内容丰富、信息量大、更新快，对基础性、先进性和前沿性的知识介绍的较为详细。而我校规定的理论教学的学时数是56学时，实验学时8个，显然教学内容与学时之间存在着明显的矛盾。为了很好地完成教学任务，我们打破了常规的教学顺序（按章节顺序开展教学），提出了以教材内容为线索的层次化教学模式，重新组织教学内容。这种教学模式的基本思想是：把教材内容分为三个层次，即基础层、自学动手层和应用层。基础层的教学以教师课堂讲解为主，主要包括CPU、存储器以及常用接口的结构和工作原理等等，所用学时大约为12个。自学动手层的教学以教师的讲解为附，以学生自学和动手做实验为主，其教学内容主要包括接口及其可编程接口芯片的结构、编程结构及其工作原理，理论教学12学时（含课堂自学），同步实验4学时。这部分的教学通过严格要求学生按照老师的部署和简单扼要地讲解，在课堂或课外认真阅读相应内容，通过集体答疑、网上讲解和个别辅导等教学形式，完成教学任务。这样既能培养和提高学生的自学和实际动手能力，又能解决课时与教学内容之间的矛盾。
2．3实验教学环节的改革与设计
理论是基础，应用是目的。这句话所包含的道理对于理工科院校尤为重要。实验课以其具体直观性、可操作性以及学生在实验中的主动性、探索性和创造性等特点，具有课堂教学所无法比拟的优势。因此，注重和完善实验教学环节是培养应用型人才的重要环节和保证。为了做好这方面的工作，除了对实验设备和内容进行不断地调整、补充和完善外，还要对实验进行合理的分类和组织。为此我们把实验环节划分成基础实验类、设计性实验类和拓展性实验类。基础实验分为微型计算机组成实验和可编程接口芯片实验，实验内容为：可编程接口芯片实验，包括并行接口、定时／计数器、串行通信接和 DMAC 接口实验。设计性实验的目的是培养和检验学生综合运用知识和解决实际问题的能力而设置的，理论学时16个，实验学时8个。
2．4教学方法和手段的探讨与实践
教学方法是指“在教学过程中为完成一定的教学目的和任务所采取的教学途径或教学程序 ，是以解决教学任务为目的的师生间共同进行认识和实践的方法体系”[6]。教学方法的改革与创新必须遵循以下原则：①满足教学目的和任务的需求；②符合教学规律和原则；③与教学内容相适应，与学生的基础和学习能力相适应。针对具体情况，我们的做法是：①采用多媒体和计算机网络作为教学媒体，要求任课教师集体编写多媒体电子教案，共同制作网络课件；②打破老师一言堂的传统教学模式，采用讲解、提问、讨论和自学相结合的教学方法。对于教学中的难点重点，以老师的讲解和学生的讨论为主，对于那些简单知识以学生的自学为主。在多年的教学过程中，笔者经常发现：对于一本好的教材而言，其中的许多内容，采用学生自学远比老师讲解的效果更好。当然，这种自学是在老师的指导下进行的，分为课内自学和课外自学两部分。学生通过计算机网络把自学中遇到的问题反应给任课老师，老师再通过网络把自己的解答反馈给学生，这样既培养了学生自学能力，节约了时间，又能提高学生学习的兴趣；③ 把讲解和演示模拟实验作为课堂教学的有机组成部分。教与学、学与应用永远都是不一致的，所以在课堂上我们要教会学生如何做实验，分析和解决学生在实验中可能遇到的问题，这样才能激发学生对实验的兴趣。只有采用灵活多样的教学手段，充分利用现代化的教学设备，才能取得良好的教学效果。
2．5努力培养学生自学能力
根据大学生的实际能力，在教学过程中把培养学生自学能力作为教学的有机组成部分。主要采用三种形式：①课堂自学。老师指定自学内容、要求和目标，在课堂上通过自学完成教学任务；②课下自学。老师指定自学内容、要求、目标和作业，学生利用课外时间完成学习任务；③老师或学生提出问题，由学生通过自学、讨论等各种形式解决问题。实践证明，适当安排自学内容，既缓解了课时与教学内容之间的矛盾，又提高了学生自学能力和教学质量。
2．6建立高效的课程考察模式
课程考察（考试）的目的是检查学生掌握知识的情况。目前普遍采用“笔试+平时=成绩”的模式进行，笔试成绩占70%，平时（30%）=出勤率+作业+实验。通过研究发现这种考察模式不利于学生实际动手能力和应用能力的培养，难免会导致“高分低能”现象的出现。针对这种情况我们提出了“笔试（55%）+实验（20%）+设计（15%）+作业（10%）=成绩”的考察模式，在这个考察模式中，体现了实际动手和解决实际问题的重要性。
3.结束语
高等教育的改革，要以全面提高教学质量、培养更多的满足社会需求的人才为目标。计算机技术的发展是社会进步的主要标志之一，它的应用已渗透到社会的各个领域。如何培养出高质量的计算机人才，是高等院校要急于解决的问题，特别是在“供大于求”的今天，这个问题的解决显得尤为迫切。高校课程建设应该遵循“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的战略思想；以全面提高各门课程的教学质量为中心，以培养满足社会需求的人才为目的；从提高每门课程的教学质量做起，深入细致地探讨高效的教学模式，充分利用各种教学资源，提倡并鼓励教师大胆地进行教学改革，努力提高教与学两方面的积极性，就一定能够全面提高我们的教学质量和人才培养质量。经过几年的努力，我们对计算机专业的课程教学进行了全面的改革，改革的目的在于以较少的教学投入取得更好的教学效果，使教学过程更有利于因材施教，培养出更高质量的人才。实践证明我们的改革是成功的。
参考文献：
[1]张德江.注重学习产出 重视学生发展[J].教育发展研究，2011.8:76-79.
[2]张德江.改革教学方法 培养创新人才[J].中国大学教学，2009年第5期:7-10.
[3]王林生，马瑛.《单片机应用技术》教学改革与实践探索[J].价值工程，2010年第81期：160-161.
[4]修春波.单片机课程的案例驱动教学方法研究[J].科技信息，2013年第5期：197-200.
[5]高洪志.MCS-51单片机原理及应用技术教程[M].人民邮电出版社，2009年4月：1-2.
[6]左藤学著，钟启泉译.课程与教师[M].北京:教育科学出版社.2003，150-220.