单片机实践环节的教学与管理探究

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  引言:单片机作为嵌入式应用的典型智能核心器件,广泛得被应用在各种智能仪器仪表、家用电器、工业控制,军事航空等所有涉及智能化控制的领域。现代单片机技术的开发和应用已经达到了一个非常高的水平。

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  目前,各类职业高等院校都将《单片机原理与应用》这门课程作为学生学习和掌握单片机技术的主要途径,面向电子、计算机、自动化等电类专业以及一些有相关知识需求的非电类专业学生开设。很多大型企业招聘电类专业学生时把单片机开发能力作为一个衡量专业人材素质的重要指标,这对我院现阶段《单片机原理与应用》课程的理论教学和实践教学提出了新的考验。

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  文中介绍了作者教师兼职实验员在单片机实践环节的教学和管理过程中发现的问题,结合学院应用型人才培养方案以及培养适应企业需求的高素质人才为目标,总结单片机实践环节的教学和管理经验,提出了合理可行的建议和举措。

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  一、单片机实践环节的教学

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  《单片机原理与应用》的先修课程主要有计算机基础、编程语言、数字电路和模拟电路等,这些课程知识量大且晦涩难懂,加之我院学生自身底子薄,对基础知识掌握不扎实,真正能学好单片机技术并应用的学生真是凤毛麟角。该课程虽原理抽象,但对实践依赖性大,只要能在实践环节上进行合理的改进,帮助学生建立兴趣,树立信心,将晦涩难懂的理论知识在实践环节中进行简化,激发学生的学习动力,应该能收到一个较好的教学效果。

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  (一)单片机实践环节教学的现状

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  我院给电子、计算机等专业开设了《单片机原理与应用》课程,安排在大三第一学期,共68课时,经过一次课程改革之后将实践环节增加到34课时,和理论课时一样,加大了实践环节教学的力度,较以前的少学时实践环节课时安排相比,学生的实际动手能力有所提高,教学效果有所改善,但实践的力度还是不够。单片机实践环节采用的教材为学院实验室单片机教师结合学生特点自编教材,内容从简入深,针对性强,学生反应较好。但考察学生综合应用单片机的内容较少,更谈不上和企业需求接轨了;实践环节所用仪器设备有计算机,实验箱等,软件配有Proteus,Multisim等,实践环节的教学主要就是在教师的指导下,学生利用仿真软件搭建硬件电路图,然后编制程序进行调试,依次完成实践教材里的相关实验,基本停留在仿真阶段,学生不接触实物;在实践环节中教师很深刻得体会到学生缺乏兴趣,没有信心和动力,只是机械的完成一门课程,忽略了在单片机实践环节中应该积累到的素质。

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  (二)可行的建议和举措

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  针对我院学生单片机实践环节教学中的突出问题,结合作者多年的实践教学经验,提出应对的建议和举措。”会开车的人不一定精通汽车原理”用这个通俗易懂道理帮助学生建立学好单片机的信心,告诉学生要学好单片机,掌握单片机技术,没有特别扎实的基础也可以,可以先学习应用,在需要的时候再琢磨相关的理论知识,以用带学。现代企业招聘电类专业员工时除了要求具备较高的单片机开发和应用水平外,还必须要有团队合作能力,以及克服困难和极强的抗压能力。而我们的学生在单片机实践环节中提不起兴趣,畏难情绪严重,解决这个问题最好的举措就是和我院毕业生以及其就业企业合作,不定期让企业一线的工程师和学生做沟通,以就业为动力,培养学生的学习兴趣和迎难而上克服困难等优秀品质。学生除了完成实践教材上的实验内容外,基本没有其他形式作为补充,为了能加强学生实践环节的力度,应该加入课程设计,电子综合设计等。给学生选购合适的开发板,购置各类元器件,指导学生从”系统仿真—焊接实物—产品调试—最终成品”完成整个流程,从模仿开始,让学生真正参与其中。给学生展示高年级学生的作品和一些新的单片机技术应用的成果,建立学生学习的兴趣;其次组织学生参加各类竞赛,让学生走出去,和更多的单片机爱好者交流,取长补短积累经验。对有能力和需求的学生,结合其他实验室的设备和仪器,引导学生做一些以单片机为核心器件的实用嵌入式系统,为学生就业做好素质积累。

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  二、单片机实践环节的管理

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  (一)目前实践环节的管理

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  作为单片机实验室的兼职管理员,为了能做好实验室管理工作,服务教师和学生,提高学生单片机实践环节的效果,具体做好下面各项工作:

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  根据我院学生底子薄基础不扎实的特点,结合单片机课程的教学大纲自编实践教材,提前印刷并及时发放给教师和学生,在使用过程中全面收集反馈资料,进行修订,保证实践教材的适用性;提前做好实践所需设备检查并进行软硬件调试,为各开课班级安排实践,保证实践环节正常进行;实践环节完成后由值日学生和管理员对设备进行检查并回收,为下一次实践做好准备;和各个仪器设备厂家保持联系,保证实验室仪器设备能及时维护并更新换代,使单片机实践环节在新技术的支撑下进行。

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  (二)改进的建议和举措

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  为了能好的发挥单片机实验室的作用,提高我院学生单片机实践能力,结合日常单片机实践环节的管理经验,提出下列想法和举措:

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  单片机实验室平时除了承担单片机实践环节外基本处于闲置状态,仪器设备利用率不高。解决这种不合理的现状,最好的办法就是开放实验室,对有需求的学生开放。如做课程设计,电子综合设计,毕业设计以及各类竞赛项目的学生,给他们提供仪器设备及适当的辅导,使他们在课外有地方,有环境来继续加强实践。

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  单片机实验室虽然有部分设备可以及时更新换代,但大部分设备还是比较老旧,而且仪器设备种类有限,跟不上新技术的发展,更不能满足有深层次需求的学生,解决这种尴尬的现状,就是利用兼职实验室管理员的身份,和新建的嵌入式实验室等联合,为学生提供新技术和新设备;主动和仪器设备厂家联系,让他们派有丰富实践经验的项目工程师为学生做相关的培训,着实提高学生实践操作能力。

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  这些想法和举措除了需要实验室管理员付出比较大的精力外,还要相关部门领导给予支持,还得让更多的学生参与到管理工作中来,这样才能保证管理工作能更好的服务单片机实践环节。

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  三、结束语

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  单片机是一门实践性极强的课程,真正要让学生掌握好单片机技术关键在于做好实践环节的教学,实践环节教学不单是对理论课的验证性辅助教学,更是对理论教学的渗透和提高。结合我院在单片机实践环节的教学和管理中出现的问题给出合理可行的建议和举措,能在以后的《单片机原理和应用》课程中取得比较理想的效果。