非电类专业的单片机虚拟课堂教学研究

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1、非电类专业的单片机虚拟课堂教学研究　　摘要：针对非电类专业的单片机原理课程教学现状的不足，探讨了非电类专业的单片机虚拟课堂研究方法，采用视频微课等方式，加强学生的课前自学效果；建立单片机虚拟实验室，采用研讨式教学加强课堂教学效果；以工程案例为示范，开发适应非电类专业的单片机实验箱；运用项目组为整体的考核方式，促进学生在实际应用中运用所学单片机知识，以及加强项目组成员间的团队协作能力。该教学方式经近一年的实践和学生反馈调查，效果较好。　　关键词：单片机；虚拟课堂；研讨式教学　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：16

2、74-9324（2014）49-0189-02　　一、非电类专业的单片机原理教学现状6　　单片机原理课程是机械设计制造及其自动化、车辆工程等非电类理工科本科专业的一门重要专业课，是在学生掌握了基础的模拟电子、数字电子技术课程和计算机应用类课程之后，为加强对学生应用能力的培养和结合应用实践场合而开设的体现电子技术、计算机技术等综合应用的一门课程[1-4]。学生在学习本课程的时候，一方面巩固掌握了前续基础课程；另一方面，学会了单片机系统设计的思路和方法，为今后从事相关工作打下了基础；此外，以MCS-51为基础的单片机课程也为今后的

3、单片机、ARM等学习夯实基础，为今后从事机电一体化或嵌入式控制系统的研究及开发打下良好的基础[1，3]。但是，单片机技术日新月异，从早期的8051到现在的8/16/32位单片机、ARM、DSP等，CPU的处理速度越来越快，存储容量越来越大，外围功能接口越来越丰富，编程语言越来越多样化，等等。但是很多高校的非电类专业的单片机课程的教学方式却一直延续至今，没有针对技术发展及应用性需求而做出相应调整。结合我校机械设计制造及其自动化等非电类本科专业的单片机原理教学实际，目前存在的问题及不足主要有以下几点。　　1.课程定位上重视不足，课

4、程设置上存在一定问题。机械设计制造及其自动化专业的核心课程是机械原理、机械设计、机械制造等专业基础课，围绕这些课程展开的课堂教学和实践活动较多，而对于单片机等电类课程则远没有受到如此的重视。首先，课程定位上，单片机原理是任选课，学生有选课与不选课的权利。还有就是本课程一般开设在大三下学期，此时大部分同学的学分已修满，选课人数较少。其次，课程设置上存在一定的问题，单片机原理的前导课程主要为电子技术及C语言程序设计，这些课程均在大二开设，而单片机原理一般在大三下学期开设，这期间并没有开设其他电类课程，而学生对电子技术及编程设计等遗

5、忘较大，导致学习很吃力。再次，单片机原理课程与微机原理课程有一定重叠。开课时间上有重叠，两门课程同属电类及计算机应用类课程，但都在学习大三下学期开设。课程内容上有重叠，两门课程在内容上有很多重叠。从上述可以看出，课程定位上重视不足，设置上也存在一定问题，导致学生对于本课程的选课积极性不高，重视程度不足。6　　2.教学方法已不能满足发展需求，教学内容较为陈旧。课程实验基本上是教师的示范性操作，学生通过简单连线操作就能达到实验效果。这样的教学方法已不适应教学需求，学生基本上都是被动接受，教学效果很有限。其次，教材内容陈旧，没有结合

6、单片机技术发展和应用的现状[1-4]。在编程语言方面，现在大部分高校仍然采用汇编语句为程序设计语言，存在着语句抽象、难理解、编程效率低，学习难度大等缺点，没有适应技术发展趋势采用C语言作为单片机的程序设计语言。在存储系统方面，大部分高校和单片机教材仍然以存储器扩展为重点内容，但实际上现在的单片机种类繁多，极少需要对存储系统进行扩展。在与相关课程的相关性与衔接性方面，现在大部分高校的单片机教学内容和教材缺少与相关课程如微机原理等的联系。　　3.缺少实践教学环节。目前一些高校的非电类工科专业配备了和课程相关的单片机实验箱，学生可以

7、通过实验加深对理论知识的理解。但是，该实验设备一般只综合了十几项实验内容，无法提供高质量的动手环境，学生动脑和动手的机会太少，只是简单接线以实现实验功能。此外，单片机的硬件电路固定在实验板上，学生只能通过改变实验程序而起到灵活变通的效果，具有一定的局限性。　　二、虚拟课堂教学改革研究　　整个教学过程以工程专业认证的要求为目标，围绕着教学准备、教学过程、教学总结及课程考核展开，整个研究内容都强调学生的参与性及参与程度，学生是教学准备、教学过程、教学总结及教学考核的主体。从以下几个方面开展非电类专业的单片机原理教学改革研究[1-5

8、]。6　　1.以视频微课为主体的教学准备过程研究。传统的教学准备一般是教材预习，但是机制等非电类专业由于电类课程学习较少，课程衔接性不够，导致自学困难，课程准备不充分。课题研究提出以视频微课为主体，结合教材预习和外围知识点自学等环节进行教学准备。在课堂教学开展前，将本课讲课内