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摘要：根据单片机系统的特点，讨论高等职业学校单片机应用系统项目式教学的师资队伍和教材建设、实验室建设、教学实践环节等问题，并就如何建立适合高职类院校特点和社会需求的单片机教学体系提出了建议。
关键词：单片机系统项目式教学应用能力
一、引言
单片机应用系统的学习过程就是应用系统的开发过程，是一个基于实用的认知过程。为了使高等职业类院校的学生在学完单片机技术这门课程的同时，也能进行单片机实用产品的开发和研究，课程教学应该在单片机应用系统的学习过程中贯穿实用产品的开发与研究，在开发中熟悉、掌握单片机的基本知识和应用方法。
一般课程采用的是任务型教学方法，整个过程大致可以总结为：确定任务目标、进行任务分析、讲授相关知识、任务实施并完成等几个步骤。这种方法可以适合于各种课程的知识与技能教学。单片机系统教学如果也采用这样的教学方法就不能体现其实用性，不能把单片机应用系统的学习过程贯穿于实用产品的开发与研究中，达不到理论联系实际的教学效果。单片机应用技术课程的最大特点是实用性，这就从理论上决定了本课程的学习可以不同于其他理论课或理论基础课，它可以和实践紧密联系起来进行学习。但是在实际教学实践中，能够实现理论和实际的紧密联系并不是一件轻松的事情。
怎样才能实现上述目的，提高高职院校单片机系统的教学质量呢？首先应该构建项目式教学平台，进行项目式教学是实现上述目的的最好途径。基于项目的单片机系统教学过程大致可分为：项目引入、相关知识学习、项目实施、知识拓展等几个环节，其教学体系以培养学生应用能力为核心，以项目为驱动，以教师教材为基础，以实验为手段，以考核和课程设计为保证，整个教学体系如图1所示。
基于项目进行单片机应用技术理论学习和操作的方法，也可以应用在其他嵌入式系统课程的教学中。
二、建立适合项目式教学的师资队伍，选择合适教材
良好的教师队伍和恰当的教材是保证项目式教学正常运行的基本条件。
1.建立适合项目式教学的师资队伍
单片机应用系统教学过程是一个以教师为主导的学习过程。讲授单片机应用技术课的应该是具有一定项目开发和实践经验的教师，而不是刚毕业参加工作没有开发经验的研究生或者大学生。单片机系统教师应当定期进行培训、调研、学习，到公司和企业去进行项目和产品开发，学校要加强与企业的联系，以保证教师知识的先进性和提高教师的业务水平，还可以聘用企业、行业、科研单位人员到高校兼职，担任任课教师。
2.选择适合项目式教学的教材
在组织单片机系统教学中，教师选用的教材要和项目式的教学方法配套，切忌选择经典式的任务式教学所用的教材。因为二种教材在教材定位、编写原则、书籍特色等方面有所不同。以项目式为基础的教材一般以项目、模块或者课题为单元划分整书结构，而任务型教学以理论知识的系统性学习为基础按章节形式划分整书结构，虽然二者内容相同，并且都可以由浅入深的组织教学，但侧重点不同，前者突出实用、实验、科研，后者侧重理论、连贯、系统。从培养学生应用能力的目标来看，前者突出实际运用，更易达到学以致用的目的。
三、实验室建设是项目单片机教学体系得以实施的平台
单片机应用系统的学习离不开实验。项目式教学的内容以最新的研究成果和企业的实际案例为学习单元，培养的是学生的实际操作能力，用理论指导操作，在操作中强化理论，最终将理论最大限度地运用于实践是单片机应用技术课程教学的目的，而这一切都是以实验为基础的。
单片机应用技术的学习过程可能要在实验室花费大半的时间。传统的单片机实验室由实验箱构成，应用的软件种类少，硬件改动难，只能做一些基本的实验，已经不能满足现代单片机的学习需求。
新型的实验室以软件和硬件相结合的方式，突出软件的调试、仿真功能，培养学生的动手能力。将Keil、Wave、Proteus、Protel等软件、仿真器和编程器贯穿用于教学中。使用的一般过程是用Keil、Wave、MPLAB-IDE等软件（根据芯片种类选一种）进行程序设计、软件调试和仿真，用Proteus对硬件电路进行设计和仿真，最后用Protel绘制电路原理图和印制版。由于单片机软件种类较多，比如PCB设计主流软件有Protel、PADs、Cadence Allegro、Mentor WG等，学习时可根据实验室现有装备情况、市场需求、学生就业趋向等进行选择。
四、课内课外相结合，鼓励学生主动学习
单片机应用系统授课时间大约32～40学时，在这么短的时间里实现产品的开发与研究几乎是不可能的，这就需要扩展教学时间，使教与学由课堂内延伸到课堂外。项目式教学以实践为入口，注重实用，利用人的好奇心，有利于激发学生的学习兴趣，反过来，对单片机应用技术的兴趣又激励着学生能主动利用课余时间学习，使二者之间形成良性循环，为基于项目式单片机系统的教学目标的实现提供可靠的保证。
为了能更好地引导和帮助学生的课内、外学习，教师和实验员有必要采取一些辅助手段。比如：一是开放实验室。教师可以安排责任心强的学生负责课余时间实验室的管理，基本做到宿舍不熄灯，实验室不关门，给好学的学生提供实验条件。二是对学生进行分组。教师以项目为基础进行教学非常有利于学生分组学习，因为可以以项目本身作为分组的标准，当然也可以选择其他的分组方法。主要分组方法有：
一是以项目为标准划分：同一项目分组、不同项目分组。
二是从学生层次上划分：可分为强弱互助型小组、 强强联合型小组、弱弱共济型小组等。例如强弱互助型小组是把基础较好、学习能力较强的学生和基础较弱、各方面表现欠佳的学生组成一个学习小组。这种小组实行“一对一”互帮互学办法，促进后进学生更快地进步。这种学习小组非常适合于日常教学的各个环节，教师做好引导工作，制定合适的激励措施，真正达到全组同学共同努力、共同提高的目的。
三是按学生兴趣划分小组。教师在平时多观察学生的个性，把兴趣相近的学生组成一个小组。这种分组方法特别适合建立各种课外兴趣小组时使用，因为小组成员志趣相同，更容易凝聚成一个充满合作精神的团体。
五、改革考核形式，实行项目特色考核
改革期末评分方法，实现教考分离是项目式教学特有的一种评分方法。由于单片机应用技术课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的，因此考核也应针对几方面的能力进行考核，考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施，关系到教师如何教和学生如何学。在期末考核时，教师应结合学生平时的表现，进行综合评定。例如：
平时：60%～80%——基于项目的成绩。
考试：20%～40%——基于测试和测验。
基于测试和测验的成绩主要在学期末进行评定。由专业教师根据教学大纲编制试题库，题库分应知和应会两方面内容。期末考核也分为应知和应会二部分内容。应知考试是对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；应会是对学生的编程、制版、调试等进行操作考核，应会考试要求学生现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度按评分标准现场评分。
基于项目的成绩，主要是对学生在实验操作、课题开发与研究过程中的表现状况、进行状态、完成速度与完成质量等方面情况以分数形式体现的综合评价。整个考核主要是对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力，综合运用能力的考核，可以用直接参照、加权平均、综合评分等方法进行打分。这一成绩应该在整个分数中占较大比例。由于每一个项目除了教师讲授、演示外，许多工作由学生动手、教师指导来完成，每一个课题的成功都离不开学生的努力和创新，学生的发挥在项目开发中会表现的淋漓尽致，这种评分的价值甚至比考试更加重要，尤为客观和真实。
六、增加课程设计，进行项目自主开发或产品的开发
产品的开发过程实际上是把一个大的项目分解成若干个小的项目进行开发，一些小的项目是单片机项目，另一些小的项目不一定是单片机项目，而是产品相关的其他领域项目。基于项目的教学方法可以以课程设计的完成作为课程教学结束的标志，课程设计中要贯穿单片机相关的实用产品开发，最后要有经过调试的、完整的电路原理图、仿真电路图、源程序清单、参考印制版图。在设计和开发过程中，教师加强学生的能力培养，包括元器件应用、传感器应用、电子技术应用、电路设计、执行机构设计、编程控制设计等综合能力。课程开发的经验和过程也完全可以在毕业设计时采用。有实践经验的教师更容易组织此类教学，此类教学也更能培养学生的学习兴趣，提高单片机系统课程的教学效果，培养出实用型人才。
参考文献：
[1]史成芳,程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术,2010(12).
[2]冯毅，何建民，刘湘屏. 基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报,2011(3).
[3]屠志恋.单片机教学改革的研究与实践[J].职业,2011(9).
[4]宋东亚.项目教学法在单片机教学中的应用[J].价值工程,2011(36).
[5]李志杰.新形势下嵌入式系统教学体系探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2010(12).
[6]宁爱民，兰如波.单片机应用技术[M].北京:北京理工大学出版社,2009.
（作者单位：山西省晋中市晋中学院）
关键词：单片机系统项目式教学应用能力
一、引言
单片机应用系统的学习过程就是应用系统的开发过程，是一个基于实用的认知过程。为了使高等职业类院校的学生在学完单片机技术这门课程的同时，也能进行单片机实用产品的开发和研究，课程教学应该在单片机应用系统的学习过程中贯穿实用产品的开发与研究，在开发中熟悉、掌握单片机的基本知识和应用方法。
一般课程采用的是任务型教学方法，整个过程大致可以总结为：确定任务目标、进行任务分析、讲授相关知识、任务实施并完成等几个步骤。这种方法可以适合于各种课程的知识与技能教学。单片机系统教学如果也采用这样的教学方法就不能体现其实用性，不能把单片机应用系统的学习过程贯穿于实用产品的开发与研究中，达不到理论联系实际的教学效果。单片机应用技术课程的最大特点是实用性，这就从理论上决定了本课程的学习可以不同于其他理论课或理论基础课，它可以和实践紧密联系起来进行学习。但是在实际教学实践中，能够实现理论和实际的紧密联系并不是一件轻松的事情。
怎样才能实现上述目的，提高高职院校单片机系统的教学质量呢？首先应该构建项目式教学平台，进行项目式教学是实现上述目的的最好途径。基于项目的单片机系统教学过程大致可分为：项目引入、相关知识学习、项目实施、知识拓展等几个环节，其教学体系以培养学生应用能力为核心，以项目为驱动，以教师教材为基础，以实验为手段，以考核和课程设计为保证，整个教学体系如图1所示。
基于项目进行单片机应用技术理论学习和操作的方法，也可以应用在其他嵌入式系统课程的教学中。
二、建立适合项目式教学的师资队伍，选择合适教材
良好的教师队伍和恰当的教材是保证项目式教学正常运行的基本条件。
1.建立适合项目式教学的师资队伍
单片机应用系统教学过程是一个以教师为主导的学习过程。讲授单片机应用技术课的应该是具有一定项目开发和实践经验的教师，而不是刚毕业参加工作没有开发经验的研究生或者大学生。单片机系统教师应当定期进行培训、调研、学习，到公司和企业去进行项目和产品开发，学校要加强与企业的联系，以保证教师知识的先进性和提高教师的业务水平，还可以聘用企业、行业、科研单位人员到高校兼职，担任任课教师。
2.选择适合项目式教学的教材
在组织单片机系统教学中，教师选用的教材要和项目式的教学方法配套，切忌选择经典式的任务式教学所用的教材。因为二种教材在教材定位、编写原则、书籍特色等方面有所不同。以项目式为基础的教材一般以项目、模块或者课题为单元划分整书结构，而任务型教学以理论知识的系统性学习为基础按章节形式划分整书结构，虽然二者内容相同，并且都可以由浅入深的组织教学，但侧重点不同，前者突出实用、实验、科研，后者侧重理论、连贯、系统。从培养学生应用能力的目标来看，前者突出实际运用，更易达到学以致用的目的。
三、实验室建设是项目单片机教学体系得以实施的平台
单片机应用系统的学习离不开实验。项目式教学的内容以最新的研究成果和企业的实际案例为学习单元，培养的是学生的实际操作能力，用理论指导操作，在操作中强化理论，最终将理论最大限度地运用于实践是单片机应用技术课程教学的目的，而这一切都是以实验为基础的。
单片机应用技术的学习过程可能要在实验室花费大半的时间。传统的单片机实验室由实验箱构成，应用的软件种类少，硬件改动难，只能做一些基本的实验，已经不能满足现代单片机的学习需求。
新型的实验室以软件和硬件相结合的方式，突出软件的调试、仿真功能，培养学生的动手能力。将Keil、Wave、Proteus、Protel等软件、仿真器和编程器贯穿用于教学中。使用的一般过程是用Keil、Wave、MPLAB-IDE等软件（根据芯片种类选一种）进行程序设计、软件调试和仿真，用Proteus对硬件电路进行设计和仿真，最后用Protel绘制电路原理图和印制版。由于单片机软件种类较多，比如PCB设计主流软件有Protel、PADs、Cadence Allegro、Mentor WG等，学习时可根据实验室现有装备情况、市场需求、学生就业趋向等进行选择。
四、课内课外相结合，鼓励学生主动学习
单片机应用系统授课时间大约32～40学时，在这么短的时间里实现产品的开发与研究几乎是不可能的，这就需要扩展教学时间，使教与学由课堂内延伸到课堂外。项目式教学以实践为入口，注重实用，利用人的好奇心，有利于激发学生的学习兴趣，反过来，对单片机应用技术的兴趣又激励着学生能主动利用课余时间学习，使二者之间形成良性循环，为基于项目式单片机系统的教学目标的实现提供可靠的保证。
为了能更好地引导和帮助学生的课内、外学习，教师和实验员有必要采取一些辅助手段。比如：一是开放实验室。教师可以安排责任心强的学生负责课余时间实验室的管理，基本做到宿舍不熄灯，实验室不关门，给好学的学生提供实验条件。二是对学生进行分组。教师以项目为基础进行教学非常有利于学生分组学习，因为可以以项目本身作为分组的标准，当然也可以选择其他的分组方法。主要分组方法有：
一是以项目为标准划分：同一项目分组、不同项目分组。
二是从学生层次上划分：可分为强弱互助型小组、 强强联合型小组、弱弱共济型小组等。例如强弱互助型小组是把基础较好、学习能力较强的学生和基础较弱、各方面表现欠佳的学生组成一个学习小组。这种小组实行“一对一”互帮互学办法，促进后进学生更快地进步。这种学习小组非常适合于日常教学的各个环节，教师做好引导工作，制定合适的激励措施，真正达到全组同学共同努力、共同提高的目的。
三是按学生兴趣划分小组。教师在平时多观察学生的个性，把兴趣相近的学生组成一个小组。这种分组方法特别适合建立各种课外兴趣小组时使用，因为小组成员志趣相同，更容易凝聚成一个充满合作精神的团体。
五、改革考核形式，实行项目特色考核
改革期末评分方法，实现教考分离是项目式教学特有的一种评分方法。由于单片机应用技术课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的，因此考核也应针对几方面的能力进行考核，考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施，关系到教师如何教和学生如何学。在期末考核时，教师应结合学生平时的表现，进行综合评定。例如：
平时：60%～80%——基于项目的成绩。
考试：20%～40%——基于测试和测验。
基于测试和测验的成绩主要在学期末进行评定。由专业教师根据教学大纲编制试题库，题库分应知和应会两方面内容。期末考核也分为应知和应会二部分内容。应知考试是对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；应会是对学生的编程、制版、调试等进行操作考核，应会考试要求学生现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度按评分标准现场评分。
基于项目的成绩，主要是对学生在实验操作、课题开发与研究过程中的表现状况、进行状态、完成速度与完成质量等方面情况以分数形式体现的综合评价。整个考核主要是对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力，综合运用能力的考核，可以用直接参照、加权平均、综合评分等方法进行打分。这一成绩应该在整个分数中占较大比例。由于每一个项目除了教师讲授、演示外，许多工作由学生动手、教师指导来完成，每一个课题的成功都离不开学生的努力和创新，学生的发挥在项目开发中会表现的淋漓尽致，这种评分的价值甚至比考试更加重要，尤为客观和真实。
六、增加课程设计，进行项目自主开发或产品的开发
产品的开发过程实际上是把一个大的项目分解成若干个小的项目进行开发，一些小的项目是单片机项目，另一些小的项目不一定是单片机项目，而是产品相关的其他领域项目。基于项目的教学方法可以以课程设计的完成作为课程教学结束的标志，课程设计中要贯穿单片机相关的实用产品开发，最后要有经过调试的、完整的电路原理图、仿真电路图、源程序清单、参考印制版图。在设计和开发过程中，教师加强学生的能力培养，包括元器件应用、传感器应用、电子技术应用、电路设计、执行机构设计、编程控制设计等综合能力。课程开发的经验和过程也完全可以在毕业设计时采用。有实践经验的教师更容易组织此类教学，此类教学也更能培养学生的学习兴趣，提高单片机系统课程的教学效果，培养出实用型人才。
参考文献：
[1]史成芳,程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术,2010(12).
[2]冯毅，何建民，刘湘屏. 基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报,2011(3).
[3]屠志恋.单片机教学改革的研究与实践[J].职业,2011(9).
[4]宋东亚.项目教学法在单片机教学中的应用[J].价值工程,2011(36).
[5]李志杰.新形势下嵌入式系统教学体系探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2010(12).
[6]宁爱民，兰如波.单片机应用技术[M].北京:北京理工大学出版社,2009.
（作者单位：山西省晋中市晋中学院）