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单片机课程在基于CDIO教育理念的教学改革初期，笔者想到了日新月异的单片机发展史：由最初的4位单板机，发展到现在32位可以移植操作系统的嵌入式ARM内核，单片机的运算速度越来越快，功能集成度越来越高，那么对于高校工科专业而言，如今选择哪一款单片机作为初学者最适合入门的机型成为首要问题。大多数高校在学生学习单片机之前都开设了“微型计算机原理与接口技术”这门课程，主要学习8086/8088CPU的结构原理与汇编语言程序设计，这与后来开设的单片机课程在理论上有很多相似之处，容易造成学生混淆，增添学习负担，加之8086/8088现在已经没有太大实用价值，同时以8086/8088作为主讲机型的课程存在实践教学和实际应用脱节以及教学效果不理想的问题。因此笔者认为有必要对“微型计算机原理”“微型计算机接口与应用”“单片机原理与应用”三门课程的内容进行整合。
那么该选择哪一款单片机作为主讲机型？它跟8086/8088系列CPU有什么区别和联系？能否让初学者快速入门且可以独立完成属于自己风格的智能产品设计？综上问题，笔者最终在对单片机课程教学改革的首要问题之一单片机机型的选取问题中，还是选择了51系列单片机。在选取了51系列单片机作为该课程的主讲机型后，传统的该机型的教学手段不适应快速发展的信息时代对学生掌握该课程的基本要求，那么单片机课程的教学手段就必须做出根本性的改变。而选取一本合适的教材也是该课程教学改革的重要任务，因此笔者参阅了大量的51系列单片机教材后，选取由高等教育出版社出版，郑郁正教授编著的《单片微型计算机原理与接口技术》为“单片机原理与应用”的主讲教材。
一、课程总体教学改革
单片机课程的教学改革是基于CDIO教育理念模式，即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），这种模式突破了传统的以学科知识传授为主的人才培养模式，更加适应产业界对工程人才的需求。在该理念的引导下，单片机课程在过去近一年的时间里，已经做出了以下几个方面的教学改革：
（1） 构建“单片机原理与应用”课程理论与实践一体化的教学体系，吸收世界先进的工程教育理念，以学生为核心，合理安排理论课程与实践课程，尤其是增加了实践课时，让学生在更多的实践过程中对该课程的核心内容进行熟练掌握。并反过来在理论教学中以“单片机开发板”为教学工具，实时把理论知识当堂给学生用实践的方式展示出来，加深学生对理论知识的印象。
（2） 突出学生的主体地位，把课堂还给学生。教师和学生处于同等地位，在学生自主发现问题的同时，与老师、同学一起讨论后解决问题，让课堂真正成为“说课”式的教学模式。
（3） 建立多样的教学评价体系。该课程的教改方向、所取得的教改成绩以及需要解决的教改问题都已经有了一个对照改革目标所进行的评估与反馈的教学评价模式，以便持续改进。当然建立教学评价体系是为了更好地指导改革确保落实、自我提高、持续改进、方便比较、促进交流、积累经验便于推广等。
（4） 撰写具有应用实例背景的剧本式教案，针对该课程的特点联系生活实际。很多电子产品的设计都可以利用单片机来完成，包括产品的硬软件设计等，因此以电子产品设计案例为主撰写剧本式教案与相应的PPT，可以大大激发学生的学习兴趣。
（5）教师可以以团队项目制为主增加设计任务，布置一些基于单片机的电子线路设计任务以及电子产品设计任务作为该课程的实训内容，让学生实现实训内容的基本要求，这不仅增加了学生对单片机课程学习的成就感，而且也带动了他们的其他相关课程的学习和掌握。
以上单片机课程的教学改革措施在具体的实施过程中一开始是很困难的，但是随着教学改革的深入，学生对这门原本很枯燥难懂的课程会很快入门，因为教学改革的初期学生在面对一种全新的教学模式以及了解到该课程与生活相关的电子产品设计紧密相连时，都会表现出一种浓厚的学习兴趣和高涨的学习热情。另外，笔者在理论课堂上利用“单片机开发板”为教辅工具，巧妙地把单片机难懂的学习技巧简化，直接引出课程重难点让学生举一反三，融会贯通，因此学生在“说课”式的课堂教学模式下，轻松地掌握了单片机诸多理论知识。
二、课程实践与实训教学改革
1.实践环节的教学改革
单片机课程教学改革的主要手段之一就是单片机理论教学采用了“单片机开发板”等教辅工具，而单片机课程的实践教学便是基于这个教辅工具展开，这相当于把在实验室才能教学的内容搬到了理论课堂上，即：提出单片机课程的某个知识点，围绕这个知识点衍生出的硬软件知识都可以一并在课堂讲授。例如：在讲授单片机某个接口电路原理及其C51语言（汇编语言）的编程方法时，都可以事先在理论课堂上结合多媒体启发式地给学生进行讲解，而后在实验室里让学生复现其课堂内容，并要求加入自己的软硬件设计思路，这样使得学生对这个知识点的印象更加深刻，理解更加透彻，从而不再感到枯燥难懂。
2.实训环节的教学改革
当学生逐步掌握了单片机课程理论知识及实践方法后，就可以逐渐形成属于自己的基于51系列单片机的电子产品设计风格，因此在单片机课程的实训教学中提出若干电子产品设计题目及其设计要求，让学生以团队合作的形式完成，这样既可以锻炼学生的团队合作能力，又可以锻炼学生实际的动手能力，尤其是在设计制作产品的过程中，学生需要针对产品设计要求，进行产品的市场调研、产品的设计方案论证、产品电路的器件选型等，按照公司研发生产一条龙的模式亲历实践一遍，最后再编写技术文档或者实训报告。
由于學生专业课程的基础不同，对专业知识的理解力不够，不同学生所表现出来的设计水平一开始是参差不齐的，但是随着单片机实训教学的深入，学生在产品调试的过程中会发现越来越多的问题，且这些问题环环紧扣，所涉及的知识面也越来越广，已经不单单只局限于单片机本身的范畴，而是更加灵活地只把单片机作为产品开发工具，设计出不同功能要求的电子产品，这使得学生的设计思维达到了实质训练，更是体现了各学科的专业知识综合应用的优势，单片机课程基于CDIO教学理念的教学改革的目的之一也就在于此。 三、课程考核体系改革
1.课程的理论考核改革
单片机课程教学改革对学生的期末成绩评定打破了传统的成绩评定方法，把该课程的理论考试由原来的闭卷考试只考单一的基础知识，改成了现在的开卷考试，考核单片机的应用和设计。例如：在试卷考核内容的编排上，除了少量基础知识外，大部分考核内容是基于单片机的电子产品设计题或者是基于单片机的接口线路设计题，需要学生完成其硬件设计和软件编程。在考试过程中，学生不仅可以查阅所带教材而不必死记单片机枯燥的理论知识，而且还可以训练自己查阅相关资料的技能。这部分考核成绩占期末总成绩的50%。
2.课程的实验考核改革
单片机课程的实验考核成绩占期末总成绩的30%，以实验室“单片机开发板”为主要考核工具，在开发板上编写软件程序，实现板上某个电路模块的功能，根据该功能的达成度给出成绩。学生同样可以查阅相关资料，完成单片机课程的实验考核。
结合平时对学生出勤率的考核以及课后作业的批改，促使学生慢慢养成一个良好的单片机课程学习习惯。根据该课程的综合问卷调查显示，绝大部分学生都非常认可这种理论和实验考核方式，这样会给他们带来轻松愉快的学习氛围。他们一致认为单片机课程的教学改革更能注重能力的培养，而不再是传统的一张试卷定“生死”的模式。因此，单片机课程考核体系也是单片机课程教学改革的目的之一。
四、课程教学改革的影响
1.课程教学改革对其他学科的影响
单片机课程的教学改革会带动学生学习其他学科的学习热情，掌握其他学科的基础知识，因为单片机课程教学注重的是实践，而实践以产品设计和接口电路设计为主，这样必然会涉及其他学科知识的综合应用，例如：“模拟电子技术”“数字电子技术”“计算机控制原理”“自动控制原理”“电路分析”“C语言程序设计”“汇编语言程序设计”以及相关EDA软件工具等学科知识的综合应用。一项好的课程教学改革举措，不仅要看它本身的教学改革手段与教学改革成效，而且更要看重它与其他学科的交叉融合点，看重它能否促进其他学科一起探索学生容易接受的教学方法，看重它能否一起培养学生的综合素质能力以及学生的思维方式，如果能满足以上这几点，笔者认为这才是一项好的课程教学改革。
2.课程教学改革对学生学科竞赛的影响
有了单片机课程的教学改革经验，学生在较全面地掌握51系列单片机的理论知识和应用实践之后可以自主学习更高级别的单片机，其学习方法和实践方法跟学习51系列单片机是一样的。有了单片机的实践经验，学生在参加学科竞赛时就会加入基于单片机的控制方法，其中包括控制电路的设计和控制算法的设计，这样大大简化了竞赛方案的论证和选取，提高了系统设计效率。例如，学生在参加全国大学生电子设计竞赛、物联网竞赛、机器人竞赛、信息技术应用大赛等学科竞赛时，几乎都是以单片机为核心控制器件展开系统设计。因此学生的学科竞赛是检验单片机课程教学改革成效的试验田，且取得了不错的成绩。
当然单片机课程的教学改革步伐肯定不是一蹴而就的，也不会是一帆风顺的，打破传统的教学模式需要慢慢进行，脚踏实地地慢慢探索，步伐不能迈得太大，欲速则不达。通过该课程教学改革项目的实施，笔者在遇到教学改革问题时，也在不断地改进改革的方法和手段，采取不同的措施，积极吸取同事们的宝贵意见和建议，这些都可以作为以后单片機课程的教学改革经验传承下去。
参考文献：
[1]郑郁正.单片微型计算机原理及接口技术[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]许维蓥，郑荣焕.Proteus电子电路设计及仿真（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2014.
那么该选择哪一款单片机作为主讲机型？它跟8086/8088系列CPU有什么区别和联系？能否让初学者快速入门且可以独立完成属于自己风格的智能产品设计？综上问题，笔者最终在对单片机课程教学改革的首要问题之一单片机机型的选取问题中，还是选择了51系列单片机。在选取了51系列单片机作为该课程的主讲机型后，传统的该机型的教学手段不适应快速发展的信息时代对学生掌握该课程的基本要求，那么单片机课程的教学手段就必须做出根本性的改变。而选取一本合适的教材也是该课程教学改革的重要任务，因此笔者参阅了大量的51系列单片机教材后，选取由高等教育出版社出版，郑郁正教授编著的《单片微型计算机原理与接口技术》为“单片机原理与应用”的主讲教材。
一、课程总体教学改革
单片机课程的教学改革是基于CDIO教育理念模式，即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），这种模式突破了传统的以学科知识传授为主的人才培养模式，更加适应产业界对工程人才的需求。在该理念的引导下，单片机课程在过去近一年的时间里，已经做出了以下几个方面的教学改革：
（1） 构建“单片机原理与应用”课程理论与实践一体化的教学体系，吸收世界先进的工程教育理念，以学生为核心，合理安排理论课程与实践课程，尤其是增加了实践课时，让学生在更多的实践过程中对该课程的核心内容进行熟练掌握。并反过来在理论教学中以“单片机开发板”为教学工具，实时把理论知识当堂给学生用实践的方式展示出来，加深学生对理论知识的印象。
（2） 突出学生的主体地位，把课堂还给学生。教师和学生处于同等地位，在学生自主发现问题的同时，与老师、同学一起讨论后解决问题，让课堂真正成为“说课”式的教学模式。
（3） 建立多样的教学评价体系。该课程的教改方向、所取得的教改成绩以及需要解决的教改问题都已经有了一个对照改革目标所进行的评估与反馈的教学评价模式，以便持续改进。当然建立教学评价体系是为了更好地指导改革确保落实、自我提高、持续改进、方便比较、促进交流、积累经验便于推广等。
（4） 撰写具有应用实例背景的剧本式教案，针对该课程的特点联系生活实际。很多电子产品的设计都可以利用单片机来完成，包括产品的硬软件设计等，因此以电子产品设计案例为主撰写剧本式教案与相应的PPT，可以大大激发学生的学习兴趣。
（5）教师可以以团队项目制为主增加设计任务，布置一些基于单片机的电子线路设计任务以及电子产品设计任务作为该课程的实训内容，让学生实现实训内容的基本要求，这不仅增加了学生对单片机课程学习的成就感，而且也带动了他们的其他相关课程的学习和掌握。
以上单片机课程的教学改革措施在具体的实施过程中一开始是很困难的，但是随着教学改革的深入，学生对这门原本很枯燥难懂的课程会很快入门，因为教学改革的初期学生在面对一种全新的教学模式以及了解到该课程与生活相关的电子产品设计紧密相连时，都会表现出一种浓厚的学习兴趣和高涨的学习热情。另外，笔者在理论课堂上利用“单片机开发板”为教辅工具，巧妙地把单片机难懂的学习技巧简化，直接引出课程重难点让学生举一反三，融会贯通，因此学生在“说课”式的课堂教学模式下，轻松地掌握了单片机诸多理论知识。
二、课程实践与实训教学改革
1.实践环节的教学改革
单片机课程教学改革的主要手段之一就是单片机理论教学采用了“单片机开发板”等教辅工具，而单片机课程的实践教学便是基于这个教辅工具展开，这相当于把在实验室才能教学的内容搬到了理论课堂上，即：提出单片机课程的某个知识点，围绕这个知识点衍生出的硬软件知识都可以一并在课堂讲授。例如：在讲授单片机某个接口电路原理及其C51语言（汇编语言）的编程方法时，都可以事先在理论课堂上结合多媒体启发式地给学生进行讲解，而后在实验室里让学生复现其课堂内容，并要求加入自己的软硬件设计思路，这样使得学生对这个知识点的印象更加深刻，理解更加透彻，从而不再感到枯燥难懂。
2.实训环节的教学改革
当学生逐步掌握了单片机课程理论知识及实践方法后，就可以逐渐形成属于自己的基于51系列单片机的电子产品设计风格，因此在单片机课程的实训教学中提出若干电子产品设计题目及其设计要求，让学生以团队合作的形式完成，这样既可以锻炼学生的团队合作能力，又可以锻炼学生实际的动手能力，尤其是在设计制作产品的过程中，学生需要针对产品设计要求，进行产品的市场调研、产品的设计方案论证、产品电路的器件选型等，按照公司研发生产一条龙的模式亲历实践一遍，最后再编写技术文档或者实训报告。
由于學生专业课程的基础不同，对专业知识的理解力不够，不同学生所表现出来的设计水平一开始是参差不齐的，但是随着单片机实训教学的深入，学生在产品调试的过程中会发现越来越多的问题，且这些问题环环紧扣，所涉及的知识面也越来越广，已经不单单只局限于单片机本身的范畴，而是更加灵活地只把单片机作为产品开发工具，设计出不同功能要求的电子产品，这使得学生的设计思维达到了实质训练，更是体现了各学科的专业知识综合应用的优势，单片机课程基于CDIO教学理念的教学改革的目的之一也就在于此。 三、课程考核体系改革
1.课程的理论考核改革
单片机课程教学改革对学生的期末成绩评定打破了传统的成绩评定方法，把该课程的理论考试由原来的闭卷考试只考单一的基础知识，改成了现在的开卷考试，考核单片机的应用和设计。例如：在试卷考核内容的编排上，除了少量基础知识外，大部分考核内容是基于单片机的电子产品设计题或者是基于单片机的接口线路设计题，需要学生完成其硬件设计和软件编程。在考试过程中，学生不仅可以查阅所带教材而不必死记单片机枯燥的理论知识，而且还可以训练自己查阅相关资料的技能。这部分考核成绩占期末总成绩的50%。
2.课程的实验考核改革
单片机课程的实验考核成绩占期末总成绩的30%，以实验室“单片机开发板”为主要考核工具，在开发板上编写软件程序，实现板上某个电路模块的功能，根据该功能的达成度给出成绩。学生同样可以查阅相关资料，完成单片机课程的实验考核。
结合平时对学生出勤率的考核以及课后作业的批改，促使学生慢慢养成一个良好的单片机课程学习习惯。根据该课程的综合问卷调查显示，绝大部分学生都非常认可这种理论和实验考核方式，这样会给他们带来轻松愉快的学习氛围。他们一致认为单片机课程的教学改革更能注重能力的培养，而不再是传统的一张试卷定“生死”的模式。因此，单片机课程考核体系也是单片机课程教学改革的目的之一。
四、课程教学改革的影响
1.课程教学改革对其他学科的影响
单片机课程的教学改革会带动学生学习其他学科的学习热情，掌握其他学科的基础知识，因为单片机课程教学注重的是实践，而实践以产品设计和接口电路设计为主，这样必然会涉及其他学科知识的综合应用，例如：“模拟电子技术”“数字电子技术”“计算机控制原理”“自动控制原理”“电路分析”“C语言程序设计”“汇编语言程序设计”以及相关EDA软件工具等学科知识的综合应用。一项好的课程教学改革举措，不仅要看它本身的教学改革手段与教学改革成效，而且更要看重它与其他学科的交叉融合点，看重它能否促进其他学科一起探索学生容易接受的教学方法，看重它能否一起培养学生的综合素质能力以及学生的思维方式，如果能满足以上这几点，笔者认为这才是一项好的课程教学改革。
2.课程教学改革对学生学科竞赛的影响
有了单片机课程的教学改革经验，学生在较全面地掌握51系列单片机的理论知识和应用实践之后可以自主学习更高级别的单片机，其学习方法和实践方法跟学习51系列单片机是一样的。有了单片机的实践经验，学生在参加学科竞赛时就会加入基于单片机的控制方法，其中包括控制电路的设计和控制算法的设计，这样大大简化了竞赛方案的论证和选取，提高了系统设计效率。例如，学生在参加全国大学生电子设计竞赛、物联网竞赛、机器人竞赛、信息技术应用大赛等学科竞赛时，几乎都是以单片机为核心控制器件展开系统设计。因此学生的学科竞赛是检验单片机课程教学改革成效的试验田，且取得了不错的成绩。
当然单片机课程的教学改革步伐肯定不是一蹴而就的，也不会是一帆风顺的，打破传统的教学模式需要慢慢进行，脚踏实地地慢慢探索，步伐不能迈得太大，欲速则不达。通过该课程教学改革项目的实施，笔者在遇到教学改革问题时，也在不断地改进改革的方法和手段，采取不同的措施，积极吸取同事们的宝贵意见和建议，这些都可以作为以后单片機课程的教学改革经验传承下去。
参考文献：
[1]郑郁正.单片微型计算机原理及接口技术[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]许维蓥，郑荣焕.Proteus电子电路设计及仿真（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2014.