２０１２年第３期 淮南师范学院学报 Ｎｏ．３，２０１２ 第１４卷（总第７３期） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＡＩＮＡＮ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．７３，Ｖｏ１．１ ４ 单片机课程研究性教学的探索与实践 徐锋 （淮南师范学院电气信息工程学院，安徽淮南２３２０３８） ［摘要］基于研究性教学的单片机课程开发与教学的新模式，采取多种发挥学生自主学习的教学 方法提高了学生的创新与实践能力，是高校培养高水平应用型人才的有效途径。 【关键词】单片机课程；研究性教学；教学方法 ［中图分类号】Ｇ６４２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号】１００９—９５３０（２０１２）０３—０１０１—０２ 引言 用与开拓创新能力的培养．而单片机的学习是微观 探究性教学是著名教育家施瓦布于２０世纪中 的．本着教与学两方面共同努力的思想．单片机教 叶提出的一种全新的教学方法．要求在教师精心设 学的改革势在必行 ｌ ２ｌ 计指导下．通过预先的设计和组织．引导启发学生 研究性教学是指学生在教师的指导下．为获得 在学习中发现问题．进行探讨和研究．寻求出解决 科学素养．以类似科学探究的方式所展开的学习活 方法…。单片机作为一门应用性实践性很强的专业 动．是教师在现实材料的基础上．创设一种类似于 课程，在高校教育质量工程和素质人才培养的新形 学术研究的情境。构建一个开放性的活动课程 通 势下如何将研究性教学切实应用于单片机课程的 过学生自主地发现问题、实验、调查、信息搜集 教学活动中。引导学生从理论学习走向实际应用． 与处理、表达与交流等探索活动．获得知识与技能． 达到培养学生综合素质和创新能力的课程建设目 体验发现与创造。发展情感与态度的教学方式和教 标．是一个非常有价值的研究课题 学过程。研究性教学的目的在于启发学生探究的动 一、研究背景 机．鼓励学生在探究过程中的表现．以增进学生科 相比单片机技术日新月异．单片机市场日益多 学探究能力的发展 １３１ 元细分的今天．我国大部分高校的单片机教学现状 教育部２００５年一号文件《关于进一步加强高 与与效果并不尽如人意，主要存在以下几点问题： 等学校本科教学工作的若干意见》中指出：推动研 首先是基本上都采用的５ｌ单片机作为教学芯 究性教学，提高大学生创新能力 文件中提出了研 片，教师和学生对其他系列型号的单片机陌生．应 究性教学的内容和要求．比如实验室和图书资料室 该考虑与市场上日益多元化的单片机接轨：教材繁 向学生开放．建立大学生尽早进入实验室研究的基 杂重复，各有侧重．多数教材内容跟不上单片机技 本制度和运行机制，增加综合性与创新性实验．积 术的发展．与课程应用性的特点不契合 极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式 其次是教学手段单一．大多还停留在“黑板＋粉 学习方式．让大学生通过参与教师科学研究项目或 笔”或者多媒体ＰＰＴ的阶段．教授效率不高．填鸭式灌 自主确定选题开展研究等多种形式进行初步的探 输，互动少，使得学生被动疲惫．教学效果难如人意 索性研究工作等等。文件对研究性教学内涵的阐述 再次是传统验证性实验教学方法单一．组织容 与教育部的本科教学水平评估对教学的评判标准 易，学生照方抓药，不利于学生自主性的培养．即使 是一致的．目的是提高大学生自性主学习和研 是设计性实验也与社会要求的单片机应用设计过 究的能力。 程相差甚远．大多数学生难以真正掌握单片机的设 二、单片机课程的研究性教学 计与调试技术 将研究性教学引入单片机课程教学．即在教学实 最后是考核方法多数采取卷面考试的简单方 践中以教师为主导．在教学设计与过程中引入研究性 法，不能全面客观地考察学生真实的学习水平与技 教学方法，实现学生对知识的自主学习、自主建构。 术能力．知识仍然停留在纸面上 （一）研究性课程设置 综上，单片机目前的教学现状与技术一线存在 单片机课程建设要以培养具备一定专业能力 着一定的脱节与差距．不利于对学生单片机实践应 的应用型人才为目标．邀请技术一线的企业与教育 【收稿日期］２０１１－１２—２７ 【作者简介】徐锋（１９７７一），男，淮南师范学院电气信息工程学院讲师，硕士，研究方向：电子信息工程。 １０２ 淮南师范学院学报 第１４卷 专家参与课程开发．以职业资格为课程标准．改革 养学生的创新能力和专业素养 完善课程体系与教学内容．重视内容与技能的有机 在实验室建设方面可以校企合作、工学结合为 整合．强化学生能力的培养 基础．向学生提供一定技术支持的开放式实训基 本文提出一个以智能巡航机器人为工程对象 地．让学生组团自主地进行拓展训练．同时鼓励参 的项目案例为主线的单片机课程配置方案 即以单 加各类电子设计竞赛、科技创新比赛，鼓励学生进 片机工程师的典型工作任务为依据．组织序化教学 行项目设计与新产品开发 内容．形成以功能分类的模块化的课程结构 （四）研究性教学评价 具体模块划分为：单片机开发环境与机器人智 考试不是目的而是一种教学手段．可以将单片 能：单片机输出接口与伺服电机控制；机器人巡航 机课程设计作为主要的考核评价手段．课程设计的 动作控制；单片机输入接口与机器人触觉导航：单 选题既要考虑对知识体系的综合覆盖．又要强调灵 片机Ｉ／Ｏ接口与机器人红外线跟踪：定时／计数器 活性、开拓性；既可以是教师指定的题目，也可以是 与机器人距离检测：机器人应用单片机ＵＡＲＴ实 由学生根据个人兴趣提交的经过教师认可的题目 现串行通信控制：ＬＣＤ模块与机器人集成技术：温 在设计过程中，教师承担辅助指导任务．鼓励 度及其他传感器扩展与智能机器人 这种以项目实 学生团队进行全方位、多路径的方案设计与论证， 践为主的教学内容很容易将教学情境与工作过程 激发学生创新欲望。拓宽理论知识，锻炼学生 相结合．实现教与学的一体化。 面对、分析与解决问题。如对于某一选题可以针对不 （二）研究性课堂教学 同型号芯片的选型采取不同的硬件电路设计方案 研究性课堂教学要求教师引导学生自主设计、 学生团队通过分析讨论选择出最优方案．并通 制作和拓展案例．掌握大量实用方法、技巧和经 过分解任务进行小组内部的分工协作．最终完成各 验．让学生在真实的环境中学以致用。善教者必善 具特色的作品．并以Ｐ 答辩的形式进行考核评价。 问．在课堂教学中应围绕单片机工作原理与案例设 三、结语 计．将课程内容有重点分层次地进行讲述．适时向 作为教师要积极研究课程内容．发掘研究性课 给学生提出问题．激发学生的问题意识．培养学生 题，在教学过程中引入案例教学、任务驱动等多种 自主探究的学习习惯 阁如在讲解单片机循环结构 研究性教学方法：要善于引导学生自主学习，在探 程序设计时．可以提出一个ＬＥＤ流水灯的延时设 究过程中充分体现教学互动的思想．充分调动学生 计问题．让学生以分组的形式进行设计方案的讨 的主观能动性．使得学生能够全身心投入到设计实 论．教师根据学生讨论方案提出具有典型性的可行 践的过程中去 方案．并进行验证性讲解，。单片机技术内容日新月 异．作为教师需要让学生能够了解当前有关单片机 参 考 文 献 技术的最新资讯．同时鼓励学生在技术论坛上多与 其他学生与研究人员进行交流 『１１韦斯特伯里．科学・课程与通识教育——施瓦布 （三）研究性实验教学 选集［Ｍ１．北京：中国轻工业出版社，２００８：６ 实验教学既要配合理论教学．又要一定程度上 『２］，蔡十华．单片机原理与应用课程教学改革 “抛开”理论．既依据理论体系又强调实践探索，突 的探讨［Ｊ］．江西教育学院学报（综合），２００５，６（３）： 出应用性、体现趣味性，从一般演示模仿的验证性 ９５－９８ 式样到实现学生的自主拓展实验设计．提升学生的 『３１唐超颖，姜斌．“自动控制原理”课程的探究性教 动手能力．达到切实掌握单片机应用技术的要求。嘲 学实践［Ｊ］．电气电子教学学报，２００７，（６）：９１—９３ 这里可以将与单片机教学内容相应的子模块如“伺 『４１张秀军等．普通高校《细胞生物学》研究性教学实 服电机与机器人运动控制”等作为实验选题．这些 践与体会 医学教育探索，２００８，７（６）：５７４ 课题既是针对一个知识点的专项题目．也是对之前 『５１范培明．如何在探究型课堂中运用设疑导学艺术 所学知识的综合运用。在实验安排上．．除了验证性 ｆＪ］．考试周－？ｌｊ，２００７，（１ｏ）：６９—７１ 的操作之外．还可在下达技术要求的基础之上．让 『６］罗建，李艳梅．单片机原理及应用教学改革ｆＪ１．四 学生在开放式实验室中自行设计开发．即由验证性 川师范学院学报（自然科学版），２００３，３（１）：４４— 实验拓展为分析设计的综合性实验．使学生在“做 ４７ 中学”．引导学生在实验中思考。自己动手发现 『７１李爱娟．基于三式递进的程序设计探究教学研究 和解决问题．自主建构课程的知识与能力体系．培 与实践『Ｄ１．江苏：扬州大学，２００９：９ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｂａｓｅｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ＸＵ Ｆｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｒｙ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｗａｙ ａｎｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ——ｂａｓｅｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅ ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｂｒｉｎｇｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｓｔｕｄｙ ｍａｋｅｓ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｆｏｓｔｅｒ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙ，ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｔａｌｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｖｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ２ １＂ｃｅｎｔｅｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｒｉｃｕｌａ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｒｅｓｅａｒｃｈ—ｂａｓｅｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
