■专业与课程建设
摘要：本⽂旨在构建以培养应⽤型、创新型⼈才为⽬的，全⽅位建设“单⽚机原理及应⽤”课程的⽴体化实践教
学体系。通过优化配置教学团队与教学资料，开展多维⽴体课堂教学、多元化实验教学、多样化第⼆课堂活动提升教学质量，并改⾰考核⽅式以促进实践教学的落实。关键词：单⽚机原理及应⽤；实践教学改⾰；应⽤型⼈才中图分类号： G642.3⽂献标识码：A
⽂章编号：1002-4107（2012）04-0045-03
2012年第4期（总第998期）
No.4，2012
Serial No.998
⿊龙江教育（⾼教研究与评估）立体剪裁
HEILONGJIANG EDUCATION （Higher Education R esearch &Appraisal ）
“单⽚机原理及应⽤”是电⽓⼯程及其⾃动化类专业⼀门很重要的专业基础课，在课程体系中起着承前启后的纽带作⽤。该课程以数字电路与数字逻辑、模拟电⼦技术和C 语⾔程序设计为前期基础课，
同时对嵌⼊式系统和DSP 技术有重要影响。随着单⽚机与嵌⼊式系统技术的飞速发展，单⽚机在电⼦信息类⼯程应⽤中的作⽤⽇益显著，其教学质量的好坏，甚⾄能够左右学⽣的就业。
“单⽚机原理及应⽤”
⽴体化实践教学体系以培养应⽤型、创新型⼯程⼈才为⽬的，以基于⼯作过程的项⽬制作为导向，全⽅位打造理论与实践⼀体化的教学模式，产学研合作，让学⽣接受单⽚机⽅⾯的⼯程锻炼，全⾯提⾼学⽣的职业能⼒，达到与企业的⽆缝对接。
⼀、优化配置教学团队与⽴体化教学资料
教学团队处于教学和科研的第⼀线，团队的建设⽔平直接影响到教学质量、科研⽔平和社会服务能⼒，最终影响学校的形象和声誉，因此，优化教学团队具有⾮同寻常的重要性和紧迫性[1]。“单⽚机原
理及应⽤”课程的教学团队以⾼级教师为主，以讲师和实验师为辅，⼤部分是具有博⼠或硕⼠研究⽣学历的中青年教师。团队
以教研室、实验室和实训中⼼等为依托；以课程、专业、基地为建设平台，在教学改⾰实践中形成⼀个团结合作的共同体。教学团队的⼤部分教师都有在企业⼯作的经
历，或跟企业合作的产学研项⽬，能够在教学中密切联系实际，紧跟单⽚机技术发展的新形势，理论联系实践，搞好教学。团队⼈员经常参加⼀些单⽚机与嵌⼊式系统类课程的研讨会，定期开展教学研究，探讨教学⼯作。⽼教师起到传帮带的表率作⽤，为新教师在教学、科研和职称评定等⽅⾯提供帮助。
⽹络与多媒体技术的发展，为⽴体化教材的建设提供技术保障。教学团队⼀直注重建设⽴体化教学资料，除了搞好纸质教材、
教辅材料外，还将授课的电⼦课件、教学视频、软件⼯具等上传⾄BlackBoard 课堂，形成⼀套完善的⽴体化教材。课本的选取与建设是教学的重要环节，⽬前绝⼤多数单⽚机教材脱离教学学时实际，内容忽略应⽤需求，编写思路较少考虑学习者的认知规律[2]。本课程选取李晓林编写、电⼦⼯业出版社出版的《单⽚机原理与接⼝技术（第2版）》为主要教材，该书除了具有传统的单⽚机教材所介绍的基本知识外，还引⼊C51程序设计、Proteus 及KeiluVision 软件使⽤、单⽚机应⽤系统设计以及实验项
⽬等，将原理讲解与应⽤实践较好地结合在⼀起[3]。另外，根据实际需要，教学团队专门编写为现有软硬件实验设备、学⽣情况量⾝定做的《单⽚
机原理及应⽤实验指导书》
、《单⽚机学习辅导书》、教学⼤纲、考试⼤纲、实验⼤纲和课程设计⼤纲。为了给学⽣⽇后从事单⽚机应⽤系统开发打下扎实的基础，所有教
收稿⽇期：2011-10-13
作者简介：朱向庆（1979—），男，⼴东梅州⼈，嘉应学院电⼦信息⼯程学院通信⼯程教研室主任，讲师，主要从事单⽚机
与嵌⼊式系统、
通信原理研究。基⾦项⽬：嘉应学院第⼋批新世纪教育教学改⾰⼯程项⽬“单⽚机原理及应⽤课程进⾏微型项⽬驱动教学法的研究与实践”（2011-4-18）；嘉应学院第七批新世纪教育教学改⾰⼯程重点项⽬“⼯科本科教育全过程创新⼈才培养体系的构建”（2009JGZ12）
单⽚机原理及应⽤课程⽴体化实践教学体系的建设
朱向庆，胡均万，王⼩增，杨冬涛
（嘉应学院，⼴东梅州514015）
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学资料介绍的程序开发语⾔都从传统的纯汇编或以汇编为主向以C51为主以汇编为辅转变，加强Proteus和Keil这两个软件的实践应⽤，删除部分与实际脱节较严重的存储器和I／O⼝扩展等部分的内容，增加新型单⽚机的介绍，真正实现与企业接轨。
⼆、开展多维⽴体课堂教学
课堂教学是实践教学体系中最重要的环节，其质量的好坏直接影响学⽣的学习态度与学习效果。在传统教学⼿段的基础上开展多维⽴体课堂教学，可全⾯提升教学质量。
（⼀）教学⼿段多样化
“⿊板＋粉笔”的固有模式容易让学⽣感到枯燥乏味，对学习产⽣厌倦、抵触情绪；“⿊板＋多媒体＋展⽰台＋实物”的形象化教学是现代化教学的发展趋势。⿊板是教学的重要媒质，在⿊板推理的过程中，能够让学⽣紧跟教师的思路；多媒体投影仪可放映PPT幻灯⽚、录像和Flash动画，显⽰计算机上“Prot
eus＋Keil”软件的仿真效果，充分利⽤计算机图、⽂、声、像并茂的功能；展⽰台呈现单⽚机系统的硬件实物。同时，借助⽹络资源开设BlackBoard课堂、教学博客、QQ讨论等，引导学⽣⾃主学习、协作学习，达到课内课外教学的联动、实践教学和理论教学交叉互动。
教师在课堂上要杜绝纯粹放映教材出版社所提供PPT课件的⾏为，要以电影制⽚⼈的艺术⼼态对所有素材进⾏精⼼准备、裁剪。在形式上吸引学⽣眼球，才能让学⽣对内容产⽣兴趣。当然，课件也不要做得过于花哨，以免喧宾夺主。教师要引导学⽣在学习单⽚机过程中“善假以物”，利⽤多媒体教会学⽣合理使⽤单⽚机开发的⼩⼯具，例如：单⽚机⼩精灵、串⼝调试助⼿、LED字型码发⽣器等。
（⼆）构建和谐课堂
本课程包含很多复杂烦琐的软硬件知识，⼤部分内容都不容易理解。若采⽤⼀⾔堂和满堂灌的填鸭式教学，将影响学⽣学习的积极性。构建和谐课堂可拉近师⽣距离，使得学⽣“亲其师信其道”，在⼼理上接受教师，其学习的积极性就会很⾼，迟到、旷课、上课打瞌睡、开⼩差等现象也随之减少。
课堂教学以教师为主导，学⽣为主体，开展讨论式、启发式教学，则可充分调动学⽣的主观能动性，变“要我学”为“我要学”。为了不让学⽣对单⽚机产⽣畏惧⼼理，教学内容的选择上有意淡化理论教学，加强实⽤性知识讲解，甚⾄可以采⽤先实践、后理论的⽅式，让学⽣先“知其然”，再带着疑问探讨“其所以然”。
教师在课堂教学中要尽量采⽤幽默化、形象化的教学语⾔，到单⽚机理论知识与现实世界的相同相似点，⽤通俗易懂的语⾔给学⽣讲解，可起到事半功倍的效果。⽤⼼琢磨和恰当运⽤教学语⾔，多采⽤⽐喻和举例，把枯燥的知识浅显⽣动地传授给学⽣。这样的课堂教师讲授轻松，学⽣也爱听，且在不经意间就理解掌握
难懂的概念[4]。
（三）模块教学
培养应⽤型⼈才，授课内容要以实⽤为⽬的，原理性的知识“够⽤”即可，要避免“讲的不⽤，⽤的不讲”，造成教学与实践背离、理论与应⽤脱轨。在课程教学中，讲解完基本原理后，应⽤部分采⽤任务驱动的模块教学⽅法，把内容分为：中断、定时器／计数器、串⾏通信、显⽰和键盘、AD和DA等五⼤部分，引导学⽣采⽤“Pro-teus＋Keil”设计相应的系统，真正做到“⽤什么，讲什么，学什么”。
模块教学以知识点为主线，内容不局限于课本，且要紧跟业界主流技术发展，及时将先进知识引⼊课堂，确保教学内容的实⽤性和新颖性。模块教学的⽬的是“授之以渔”，教会学⽣⼀种⽅法，会⽤⼀种单⽚机，学⽣⾃然也会⽤其他单⽚机[5]。
三、推⾏多元化实验教学
传统的实验⽅式是在实验箱上进⾏验证性实验，学⽣只要按指导书连⼏根简单的导线、写⼏⾏程序代码即可完成实验，其学习主动性不能很好地被激发。且受资⾦等因素限制，硬件实验设备的更新速度⽆法跟上单⽚机技术的飞速发展，实验箱显得有点落伍。本课程实验教学采⽤“实验箱＋计算机软件仿真＋课程设计”的新思路，除了⽤实验箱做实验，还开辟虚拟实验室，
⽤“Proteus＋Keil”做仿真实验，同时提⾼综合性、设计性实验的⽐重。
（⼀）课程设计
课程设计以实物制作为⽬的，同时注重与前期课程（模电、数电、C语⾔、Altium Designer）及后续课程（嵌⼊式系统）的联系。例如，电源、数码显⽰部分可在模电和数电课程设计中提前做好，整个系统的电路板在Altium Designer课程设计中先做好，这样可节省时间，避免资源的浪费。同时，⿎励学⽣在课程设计中使⽤嵌⼊式实时操作系统Small RTOS51或µC／OS-II，为学习嵌⼊式系统打下基础。
（⼆）开放性实验
⾼校的实验室⼤多数只能提供学⽣进⾏课程实验，根本不对学⽣随时开放，这样学⽣得不到充分的练习，只能是纸上谈兵[6]。为了给学⽣创造更多的动⼿机会，电⼦信息⼯程学院斥资采购30套XL400型5
1单⽚机实验板，10套⼩强51＋AVR单⽚机实验板和4套凌阳SPCE061A单⽚机实验板，并⾃制30套STC单⽚机实验板，它们集实验、仿真和下载三⼤功能为⼀体，均可以完成20个左右实验。74套实验板被派发到每个学⽣宿舍，免费借给学⽣使⽤，让学⽣有条件在宿舍做单⽚机硬件实验，还可以根据兴趣学习51、AVR和SPCE061A 三种单⽚机中的⼀种或多种。
（三）⾃制教仪
在学习单⽚机的过程中，不少学⽣都会从⽹上购买各种⼩型单⽚机实验板。这样做的好处是能够直接使
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⽤，缺陷是学⽣对单⽚机系统的硬件了解不够深⼊，且购买的实验板往往价格较贵。从降低学⽣的学习成本、提⾼学⽣动⼿能⼒的⾓度出发，我们设计出⼀套硬件可剪裁，最多能够完成20个项⽬的多功能STC单⽚机实验板。统⼀电路板⼚制作PCB 板，再到⽹上采购元器件。学⽣以⾃愿为原则购买PCB板，根据需要购买部分或者全部器件。⾃制实验板，只需要花70元，远低于市场价格。单⽚机、液晶显⽰板、温度传感器、点阵等较贵重器件都是可插拔的，学⽣能够在其他地⽅重复使⽤这些设备。通过⾃⼰动⼿焊接实验板，调测硬件系统，能够加深学⽣对硬件电路的理解，提⾼学习效果。
四、延伸拓展第⼆课堂
第⼆课堂是第⼀课堂的延伸拓展，第⼀课堂主要实现“教和学”的功能，第⼆课堂则达到“做和练”之⽬的。在第⼆课堂中，教师从第⼀课堂的“讲师”向“咨询师”转变，主要⽬的是培养学⽣的兴趣，引导学⽣以玩的⼼态学单⽚机。
我们积极创造条件帮助学⽣申请学⽣学术基⾦，通过导师制让学⽣参与开放实验室项⽬，参加教师的科研，到创新实验室做项⽬，参加学校科技创作⼤赛和省挑战杯⼤学⽣课外学术科技作品竞赛。在课余时间利⽤⾃制的STC单⽚机学习板举办⼩型竞赛，提⾼学⽣学习单⽚机的积极性。利⽤课程见习组织学⽣到校外实习基地、⼯⼚参观，加强与企业的产教合作，让学⽣主动加强⾃⾝的⼯程素养。
五、⽤考核⽅式引导学⽣动⼿
“会考试，不会做”，这是不少⼯科⽣的通病。要想扭转这个局⾯，最有效的⽅法就是从平时作业、实验及期末考核着⼿，加强实践考核在总评成绩中所占的⽐重。对考核⽅式进⾏⼤胆⾰新，改⾰前后总评成绩计算⽅法如表1所⽰。传统的考核⽅式容易造成不少学⽣死记硬背，学完后甚⾄连简单的跑马灯硬件电路都画不出来，程序也不会编写。新的考核⽅式摒弃笔试，可以培养学⽣的动⼿能⼒。
表1改⾰前后总评成绩计算⽅法
在新的考核⽅式中，总评成绩由四部分构成。（1）平时成绩部分，考勤⽅⾯宽严相济，对屡次迟到、
旷课或者有其他开⼩差⾏为的学⽣，每次违纪都加⼤单次扣分⼒度；作业⽅⾯进⾏优化设计，从传统的纯粹做习题向“习题＋电⼦仿真”改变。为了从源头杜绝学⽣抄袭作业，设计的作业除了提⾼内容的趣味性外，还根据每个学⽣座号的不同，设计不同的单⽚机型号、I／O接⼝、晶振频率、通信速率、数码管颜⾊等参数。这样让学⽣⽆处可抄，即使是参考别⼈的作业，也要思考如何修改，⽽不是纯粹的机械性抄袭。（2）实验要求学⽣提前写好预习报告，结束时由教师当场检查验收，随机提问，实验完毕⽴刻提交实验报告。这样能够提⾼实验效率，避免学⽣课前不预习、课后抄袭报告或编造数据。（3）实物制作⽅⾯⿎励学⽣⼤胆创新，对设计内容不作限制，⾃由选题，利⽤课余时间完成。期末要求每个学⽣都提交⼀篇⼩论⽂，给教师现场演⽰，并进⾏答辩。（4）期末上机考试设计若⼲套难度相当的试题，由学⽣随机抽取，采⽤“Pro-teus＋Keil”仿真软件设计单⽚机系统。
改⾰考核⽅式会增加教师的⼯作量，尤其是平时作业的检查、实物制作及上机考试的检查。学⽣也感觉到这门课“不好混”，平时不下点⼯夫的话，期末很难及格。师⽣共同努⼒的结果，就是教学质量的提⾼，学⽣动⼿能⼒的增强。
构建“单⽚机原理及应⽤”课程实践教学体系后，学⽣对单⽚机的学习热情和钻研精神得到激发，动⼿能⼒⼤⼤提⾼。学⽣利⽤单⽚机设计各种电⼦系统，参加省级、校级竞赛，取得很好的成绩。最近5届的“挑战杯”⼴东⼤学⽣课外学术科技作品竞赛，电⼦信息⼯程学院学⽣获得7个省⼆等奖，4个省三等奖；在2011年全国⼤学⽣电⼦设计竞赛中，电⼦信息⼯程学院学⽣获得1个国家⼆等奖，1个⼴东省⼀
等奖，1个⼴东省三等奖。近两年都有毕业⽣被知名单⽚机企业——
—周⽴功单⽚机公司录⽤。
单⽚机的品种繁多，开发⼯具各不相同，在有限的教学时间内，不可能让学⽣掌握所有的单⽚机知识。建设实践教学体系是繁
杂的⼯程，要符合由简单到复杂的认知规律；要切记防⽌浮躁，也要教导我们的学⽣防⽌浮躁。我们能够做到的仅仅是利⽤现有条件创造⼀个平台，引领学⽣⼊门，指出⼀个⼤致正确的前进⽅向。
（注：本论⽂受到嘉应学院⾃动化校级特⾊专业建设项⽬资助）
参考⽂献：
［１］夏玲．⾼职教学团队建设中不同层级的作⽤探讨［Ｊ］．教育前沿：理论版，２００９，（９）．
［２］林⽴，张俊亮，曹旭东等．单⽚机原理及应⽤——
—基于Ｐｒｏｔｅｕｓ和ＫｅｉｌＣ［Ｍ］．北京：电⼦⼯业出版社，２００９：１．［３］李晓林，⽜昱光，阎⾼伟．单⽚机原理与接⼝技术［Ｍ］．北京：电⼦⼯业出版社，２０１１：１．
［４］朱向庆．“单⽚机原理及应⽤”教学改⾰探索［Ｊ］，⾼教论坛，２００９，（５）．
［５］邵贝贝．试论将µＣ／ＯＳ－ＩＩ⽤于单⽚机教学［Ｊ］．单⽚机与嵌⼊式系统应⽤，２００４，（３）．
［６］张春晶，孙⽴宏．单⽚机教学⽅法的改⾰与研究［Ａ］第６届全国⾼等学校电⽓⼯程及其⾃动化专业教学改⾰研讨会论⽂集（上册），２００９：５６３－５６５．
[责任编辑李爱华]
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