学生创新实践能力培养的单片机教学方法的改革论文
单片机从问世以来，对于人类的生活和社会的进步起到了巨大的推动作用。单片机的飞速发展也在越来越多地促进人类文明的进步。对于当今接受工科高等教育的人群来说，掌握单片机的实用技能，更好地利用单片机带来的优势;掌握单片机的开发技能，更好地设计实用产品;掌握单片机系统的维修维护技能，更好地发挥单片机的作用，都是必要的。
目前，单片机被广泛地应用于生产、生活的各个领域，在控制系统、测试系统上发挥着作用。如机床设备上的电子控制，能够使劳动生产率提高并保证产品质量;汽车电子控制系统和电控技术的完善，也在促进汽车的智能化、舒适化的发展;家电产品中的电控系统更是不可或缺的，为人类生活质量的提升提供了高效快捷的方法。
单片机课程是电子技术专业学生必修的一门重要专业基础主干课程，也是一门理论与实际密切结合的课程;是学生必修的一门重要专业基础主干课，也是一门理论与实际密切结合的课程，同时还是学生进行完整的智能电子产品开发必修的课程之一。学生对该课程内容掌握的程度直接影响其专业课程的学习和专业技能的提高，对于人才素质的培养起着举足轻重的作用，因此，对于单片机课程在工科专业的设置是必要的;另外，对于单片机知识的了解、学习、掌握也都是必要的。这就对于单片机教学如何顺利地开展，教师教学能力的提高，学生学习程度的深化，提出了更高的要求。本文正是在实践教学经验的基础上，总结了近年来单片机教学的问题和弊端，在与时俱进的思想引导下，提出了基于学生创新实践能力培养的单片机教学方法的改革思路。
一、单片机教学中存在的问题分析
2010 年，教育部基于国务院《国家中长期教育改革和发展规划纲要(201—2010 年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020 年)》的相关内容，提出了卓越工程师培养计划。该计划的主要目标是：面向工业界、面向未来、面向世界，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源基础，增强我国的核心竞争力和综合国力。
笔者依据十余年的单片机教学经验，总结了单片机教学中存在的问题，目的是根据存在的普遍问题找到解决方法，更好地促进单片机教学。
1.传统的书本知识讲解方式。现在仍然在单片机的教学中存在单纯的书本知识教授的实例。教师在课堂教学中，按部就班，照本宣科地把书本知识灌输给学生。这种方法对于学生兴趣的培养不利，单片机课程本身就是枯燥难懂的理论知识，这种讲述方式不可能给学生以直接的'刺激以激发学生的学习兴趣。有文献指出单片机课程具有如下特点：实践性强，课程本身对学生的理论基础要求不是很高，它侧重于具体技术在工程中的应用。但是这种认知也是有局限的，基础和理论知识必不可少，只是把精力完全放在理论知识的教授与学习上，对于单片机的掌握是远远不够的。
2.单片机知识的孤立讲解，与前续知识的衔接困难。单片机技术是与数字电子、模拟电子、计算机基础等理论知识密切相关的学科，孤立的讲解一定是不见成效的，如何使前续知识可以融合于后续的单片机学习也是教学环节必须注意的问题。
3.学生学习兴趣难以保证，课堂教学质量难以保证。基于以上的教学现状，学生的学习状态可想而知，完全是晦涩的知识传授，学生不知道学到什么程度，怎么学以致用，导致学生的学习主动性不高，很多学生对单片机的学习是知难而退，提不起兴趣，干脆放弃。
4.单片机的实验环节设置不足。几个学时的实验环节，基本上只能满足演示实验的时间要求，因此，学生的实际动手能力培养流于形式。
5.现有考核形式的弊端，以试卷的形式考核单片机知识的掌握无疑是不恰当的。这种考核形式也是与采用传统的教学方法的弊病之一，对于学生的考核还停留在对于知识点的记忆上，而忽视了单片机教学是要学以致用的宗旨。
二、单片机教学方法改革的系统化措施
注重能力培养无疑是单片机教学的重中之重，单片机课程在所有的工科专业课程中是最容易与实践结合的一门课程，对于学生自主学习能力的培养，创新思维的锻炼，实践能力的拓展都具有积极的意义。关于单片机教学的几点改革意见可以概括为：
1.从课程导入环节入手，设置实物展示与学生制作的产品展示环节，形象直观地告诉学生，通过单片机课程的学习，能学到什么，通过学习可以做什么。激发了学生的学习兴趣，学生才有可能在学习碰到困难时，正视困难，不逃避，不半途而废。这节导入课，对于单片机这门比较特殊的课程来说，是关键，是必不可少的环节。
2.克服传统教学的弊端，做到知识讲授与掌握程度的最大化。这就要求对课堂的教学时间的有效利用，教师对于教授内容的合理设计，有效地利用教学视频，与应用仿真软件的有效结合，丰富学习的手段，取得高效的学习收获。
3. 学生自主学习能力培养的必要性。单片机的实际应用特征决定，对于单片机的学习不能单纯局限于对课堂时间的利用，课下的消化理解，实践动手，都是必不可少的环节。学生要有效地利用网络学习资源，对于疑难问题寻根溯源，对于相关软件进行学习与操作，对于单片机开发系统进行实际操作，这样才能真正地学好单片机，用好单片机。
4.依靠开展学习兴趣小组，以团队学习的形式，巩固课堂知识。仅凭学生吃大锅饭喝大锅粥，使所有学生都能够在单片机学习中得到好成绩是不现实的，特别是对于非计算机电子专业的学生而言。依靠学生的兴趣选择，成立针对不同目标的学习兴趣小组，划分的依据可以是以对于课程掌握要求一类，做实际的不同产品设计一类。团队学习的形式可以实现优势互补，取长弊短，促进共同学习，小组之间也可以以实际的产品开发等成果进行交流，进而带动其他学生的学习积极性。
5.对于单片机学习的教学政策支持，也是尤为关键的。对于电子控制技术发展在社会生活各个环节的普及，使得单片机越来越重要，工科院校的各类专业不仅要开设单片机课程作为专业必修课，更要在实验条件、师资上给予重视和支持，老师教得好，有方法，可以更好地引导学生。实验条件和配套设施的购置和使用，使学生的动手能力得到锻炼。学校的学生创新项目的立项和资助上也应该向单片机控制方向的课题倾斜，让学生有更多的机会实现自己的创新思维，把idea 转化为产品。鼓励学生积极参加和参与各类各项的单片机方面的比赛，提升学生的实践能力和动手能力将不再是纸上谈兵。
三、单片机的有效学习法总结
对于有效的单片机学习方法进行总结，具体的学习过程按照理论学习→入门→能力训练→创新与实践→产品开发与设计→产品成果的过程进行，其中理论学习与能力训练作为基础环节，两者相辅相成，在同步的学习中，找到单片机的学习技巧，培养技能，从编程软件的运用，硬件设计的环节获得能力提升。但是，单片机的学习不会只局限于理论学习能力和虚拟软件的应用能力，就连单片机开发板也只能作为学习单片机的工具。对于产品的开发设计环节要求学生首先有一个创新思想的切入点，对于某个产品进行实际的设计理念，从硬件设计，到硬件系统的合理搭建，再进行相关的软件编程。而实现产品的功能，最终，进行性能的可靠性调试，完成了单片机产品的设计。设计的产品成果可以充分体现学生的学习能力，学生的创新性思维，学生的实践能力。
近几年的教学实践证明了从教学方法进行改革和采用系统化的学习方法可以有效地促进学生对于单片机学习效率的提高。学生的实际产品成果，包括了汽车电动窗帘、药丸分装机、菌袋打孔机、自动装卸系统设计等。这些成果也充分证实了单片机的教学方法和学习方法的有效性，可以提高学生的学习能力，发挥学生的创新能力和实践能力，使得学生更早地接触产品设计，促进了能力培养。
四、结论
对于单片机课程的掌握和良好运用无疑是一项巨大的工程，无论从教学方面而言，还是对学生的个体而言，学生的创新能力和实践能力的培养都被蕴含在具体的产品设计与开发中。对于当代大学生实现知识体系的完善化、系统化，通过单片机课程的学习和单片机控制产品的开发，无疑是一个好的切入点和有效手段。因此，今后工科学校的学生和教师不妨从单片机的学习入手，突破大学生实践创新能力培养的瓶颈。
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