单片机综合性实验项目设计及实践教学研究

. .. 单片机综合性实验项目设计与实践教学研究 【摘要】本文分析了综合性实验项目设计课程的作用和特点。以中等职业学校单片机课程实践教学为例，对于如何充分发挥综合性实验项目设计课程的作用进行一些分析和探讨，提出了几点看法和意见。

【关键词】单片机，综合性实验，项目设计 综合性实验项目设计课程一般作为职业学校高年级的专业课中所设置的一个重要的教学环节，也有一些学校不开设综合性实验项目，而是直接以最后的毕业设计来取代。然而综合性项目设计课程本身对于专业课教学来说具有重要的价值，它的作用不容忽视。如果教学计划安排合理，教师指导适度，那么综合性项目设计课程完全可以大有作为。本文以中等职业学校单片机课程教学为例，对于如何充分发挥综合性实验项目设计课程的作用进行一些分析和探讨。 一、职业学校的单片机专业课教学现状分析 职业教育是以就业为导向的，其人才培养的特殊性不同于普通教育。中等职业学校的单片机学科的教学也不同于其他学科教学，由于单片机目前被广泛应用在工业自动化控制，具有广泛的市场需求和重要的实用价值，在教学上不仅要培养学生扎实的理论基础知识，更应注意学生动手、创新能力的培养，所以必须突出教学过程中的实践教学。 综合性实验项目设计课程是单片机教学中的重要环节，但是在过去的实践中，由于种种原因，它的作用往往得不到充分发挥。在传统的教学思想和方 - 2 -

法引导下，存在对单片机实践教学的“轻视性”。比如，反映到对学生学习的评价上，以学生理论学习的考试成绩作为衡量标准，因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就不少教师和学生对实践环节的轻视心理，往往就会在课程安排、在教与学的过程等各个方面导致理论与实践的脱节，而综合性实验项目设计这一原本可以在学生实践综合能力训练方面发挥重要作用的教学环节，更是难以得到落实和充分利用。 重视理论学习，可使学生系统掌握知识体系结构，本无可厚非，但是当前中等职业学校不能再以学历为导向，而是以市场、就业为导向，各个用工单位着重于考察学生的动手操作等实践能力，从近年的就业形势上明显看到这一点。 中职类学校的生源普遍存在缺乏自信心，纪律涣散，思想上不求上进，知识基础薄弱、学习积极性低甚至厌学情况严重等问题，面对有相当难度的单片机课程，他们当中很多人无所适从。而单纯的理论知识灌输，可能只会使学生增加厌学情绪，而不能较好地掌握实际技能，所以在单片机实践教学改革方面十分值得探讨。要改变这样的现状，不仅仅要求教师具备较强的专业应用能力，关键是要根据学生特点在教学上采取行之有效的好方法。 二、综合性实验项目设计的定位 类似毕业设计，综合性实验项目设计课程要求学生在一段时间内，在占用较多课时的情况下，完成覆盖多门专业课程知识的综合性设计课题，从而有机整合自己的专业知识，培养并提高自己的综合实践能力。综合性实验项目不可能像毕业设计题目一样让学生有充分的时间对大量的新知识、新理论进行资料收集和分析消化。所以，在设计题目时要立足于对学生已有理论知识的综合和应用，适当加入一些新的相关知识，锻炼学生的学习能力；同时 - 3 -

还需要为学生留出一定的发挥和创新空间，而不是规定学生应该做什么。综合性实验项目设计不必像毕业设计的要求那么严格，但是每个设计课题应具有一定的创新性和实践性，总体水平要与毕业设计相当。当然，这要根据学生对知识的掌握程度和实践创新能力的实际水平来决定，不能脱离实际。 三、如何实施综合性实验项目设计的教学 把综合性实验项目设计课程定位为专业课教学过程中不可缺少的重要环节，不能流于形式，从教学计划到实施教学都必须采取从易到难、循序渐进、因材施教的方法。 项目设计课程的重心需放在对学生已有理论知识的综合和应用方面，不仅要求学生牢固掌握理论知识，如单片机内部结构和编程基础等都要比较熟练地掌握，而且还需要结合电子、电工技术基础等多门专业课程的理论知识，对学生的知识基础和实验动手能力的要求都比较高。因此，首先第一步从选题开始就应该从简单的方案入手，由教师设定若干个单片机技术基础应用的题目，拟定设计要求甚至可以提供总体方案和设计流程，使学生较容易开展初步设计。如果在学生刚学完本课程，知识掌握不熟练和实践经验缺乏的情况下，就马上开发复杂系统，这样不仅会使课题无法开展，而且会让学生知难而退，学习兴趣必然也会大打折扣。在学生掌握了设计入门的技巧，尝试到了设计的乐趣，提高了实践能力后，应该适当地提高课题难度，进一步培养学生的分析问题、解决问题、动手操作和学习创新等方面的能力。 同时应注重因材施教，针对不同程度的学生，不能采取一刀切的教学模式，这就要求教师在选题、指导等方面多下功夫。即使是同等水平的学生，也可以给予多种设计题目让他们自由选择，甚至可以让学习能力较强的学生 - 4 -

自定课题而教师从旁指导，提高学生学习的自主性，也使得综合性实验更加多样性，这有利于发挥学生的思维能力和专业特长。 四、努力发挥综合性实验项目设计教学的作用 单片机技术教学是为了更好的使学生将所学到的单片机理论知识转化为适应社会发展潮流和就业需要的实际能力的一种教学活动，就业市场就是教学活动的指挥棒，就业市场欢迎的既懂理论，又懂实践，有一定的研发经验，开发过一定项目或产品的实用型人才。 把综合性实验项目设计作为教学的重要环节，要防止把完成设计任务作为单纯的教学目的来开展教学活动，而是应该把它当作一种重要手段，通过完善教学计划和指导方法，把综合性实验项目设计的优势充分发挥出来。对学生而言，可以培养兴趣、巩固知识、提高技能、锻炼思维、增强信心、形成良好习惯等；对教师而言，可以锻炼专业应用能力，提高教学水平，积累教学经验，多出教研成果。综合性实验项目设计的优势是多方面的，传统的理论和实践教学根本无法与之比拟。 我们应该着重在以下几个方面努力综合性实验项目设计与实践教学的作用。 （一）促进系统学习，温故知新。 在课程学习完之后，马上进行综合性实验项目设计，使学生既能对所学的理论知识进行巩固，还能够对该门课程重新认识，从而巩固该课程的知识体系的完整性。教师讲清该系统应能完成的功能之后，让学生动脑动手去设计，针对该系统所用到的知识，自觉地去查找相关的书籍、资料，从中可以温故知新，并且对该门课程的认识会更上一个台阶，达到学以致用的目的。当然，这对学生学习的自觉性要求也是比较高的。 - 5 -

（二）培养学生的动手、创新能力，形成自主学习的好习惯。 通过综合性实验项目设计，将学生的依赖、被动学习转化为主动学习。当课程任务布置后，教师适当进行提示和指引，讲授一些简单的方法，其余问题学生通过和同学讨论，给学生一定的时间和空间，让他们自己去感受，分析，思考，独立提出解决问题的方案，从而摆脱对教师的依赖性。 另一方面，对于同一个问题不止一种解决办法，不同的人其思维方式不一样，会出现各种各样的方法，有些是预料之中，有些可能不在预料之中，其中也不乏有教师甚至不知道的方法，学生的动手创新能力从而得以提高、锻炼。 （三）帮助学生树立自信心，培养学生的竞争参与意识和协作精神 当今社会是竞争的社会，关键就是人才的竞争，培养学生的竞争参与意识，我们不同责无旁贷，只有这样，才能充分产生主动性，只有这样才能最大的发挥学生的潜能，使其全身心投入到学习中来，从而起到事半功倍的效果。 现在职业学校有一部分学生由于基础差，在学习方面也容易产生自卑心理，缺乏竞争参与意识，例如很多知识没掌握好，也不问同学、老师，学习方面很懒散。针对这样的情况，我们可通过综合性实验项目设计，从简单的题目入手，让学生展示自己的特长，体会成功的喜悦，以此增强学生的自信心，从而主动参与到实践设计中来，形成良性循环。 教师不仅在授课的同时，也给学生分析当前的就业形势，增加学生将来参与社会竞争的危机感和紧迫感。在进行综合性实验项目设计时，有针对性地进行分组，鼓励小组与小组之间进行比赛，看一看哪一小组设计的功能齐全，方便实用。通过循序渐进地引导，有意识地激发学生的积极性、主动性， - 6 -

最大限度的发挥学生的潜能，无形之中就培养学生的参与竞争意识。同时，通过分组实训，组内的同学群策群力，攻克一些难度大的问题，从而强化了学生的集体意识，培养了学生的团结协作意识，也促进了他们共同进步。在实训中，既有竞争又有合作，其课程功能将超出了单纯的技能培养本身，对学生综合素质的提高也是非常有利的。

综合性实验项目设计是对单片机这门课教与学两方面的综合检验和实践拓展。在学生进行实训的时候，教师要熟悉项目课题的各个环节，学生可能会向教师询问各种各样的问题。有的问题是教师熟悉的，有的教师并不熟悉，对于不熟悉的问题教师也要进行资料查询后才能给学生作答复。教师的专业水平也能不同程度的得以提高，从而整体提高专业教师的师资水平。这就是通常所说的“教学相长”。 通过综合性实验项目设计，教师和学生都会倍感压力，也由此激发教与学的热情，教学是否能出好效果，出好成绩，就看能不能把综合性实验项目设计的优势充分发挥出来。总之，只要计划周全，配套设施到位，教学组织有力，设计的题目水平与中职教学程度相当，形成一个完整的教学训练体系，那么单片机综合性实验项目设计在中职学校专业实践教学中必将大有可为。

参考文献 [1] 钟良骥，关于单片机实践教学的探讨，中国科教创新导刊, China Education Innovation Herald, 2007年13期。 [2] 诸刚，单片机技术实践教学改革的思考，《工业职业技术学院学报》-2007年6卷2期,99。