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【摘要】针对目前农业院校单片机课程存在的问题，提出了从教学内容、教学方式、实践教学和考核方式等方面进行教学改革。实践表明，教学改革提高了学生的学习积极性，培养了学生的创新能力和综合能力，取得了良好的教学效果。
【关键词】农业院校 单片机 教学改革 项目法
【基金项目】四川省高教教学改革（2014-450-60）。
【中图分类号】TP368.1-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0022-02
随着计算机技术、控制技术的不断提高，传统农业正向着智慧农业方向发展。单片机技术与农业设施智能化检测、作物生长自动监控以及农业装备机电一体化等方面不断融合，因此，对农业院校电子类、机械类、环境类等专业毕业生单片机开发水平的要求不断提高。单片机原理与应用课程作为高等农业院校工科类专业的主要专业课程，处于承上启下的核心地位。为了提高单片机课程的教学质量，发挥学生的主观能动性，培养创新思维的能力，笔者根据多年的课程教学实践，对单片机课程的教学内容、教学方法、实践教学、考核方式等方面进行了一系列的改革，取得了良好的教學效果。
1.农业院校单片机课程教学中存在的问题
目前，农业院校单片机课程教学中存在的主要问题有：
1）课程涉及电路、模电、数电、C语言、检测技术等课程，知识牵连性比较广泛，个别学生基础知识薄弱，导致在单片机课程学习中存在问题，产生厌学情绪。
2）课程内容多，概念抽象，学生对知识点不能很好理解。
3）教学过程中没有突出农业院校专业特色和优势，没能将教学内容与新型农业技术结合，无法充分调动学生的学习积极性。
4）实验教学手段单一，缺乏理论和实践的联系。
5）成绩评定多以最终卷面成绩决定，不能综合反映学生对知识的掌握情况。
根据以上问题，结合农业院校人才培养目标的实际情况，对单片机课程进行全面改革是很有必要的。
2.课程改革的具体措施
2.1设置合理项目，整合教学内容
针对传统教学内容多，实例分散，教学目的不明确，学生对知识点难以掌握的情况，课堂教学上采取项目教学法。项目教学法是将单片机课程的知识点按教学项目进行整合，围绕项目展开教学活动，学生在教师指导下分组合作自行组织完成项目。学生在项目学习过程中，既学习了单片机的基本知识，又提高了解决实际问题的能力。为了突出农业院校专业特色，项目选取具有实际意义的农业特点课程项目，例如以目前应用较多的远程温室测控系统的设计作为主项目，如图1所示。由于项目较大，将该项目划分为7个子项目，每个子项目均包含单片机相关知识点（如表1所示）。考虑到部分学生基础知识薄弱，项目安排上采取由易到难、逐步递进的方式。通过项目法的引入，使学生在学习中更能理解单片机的原理和该课程用途，激发学习热情，更好培养学生的工程意识。
2.2丰富课堂教学方式，提高教学效果
课堂教学中，改变“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的形式。建立“以学生为中心、以项目学习为主线、以素质培养为目标”的新型教学模式。根据划分的项目确定课程知识点，由知识点确定相关章节。对每个知识点设置思考题，通过启发方式，激发学生对所讲知识深入思考。选择课程的重点难点，提出讨论的问题，先让学生找答案，再进行讨论，培养学生独立思考能力。在讲授书本知识同时结合当前一些具有代表性、应用性的问题，使课堂学习的基础知识和实际应用紧密联系。
建立完善课程网站，将教学资源网络化，便于学生课后对知识的消化理解。丰富和完善电子课件，对于知识难点增加动画、虚拟实验平台模拟，让枯燥的理论知识变得生动有趣。
2.3改进实践教学，培养创新意识
传统的实践教学模式一般是先理论教学后实验教学，并且多为验证性实验。这种方式仅能让学生掌握单片机的编程方法，不能培养学生综合能力和创新精神。对此，在实践教学中采取实验操作台、虚拟实验平台、课程设计和创新实验等多种方式结合的实践教学方式，满足不同程度的学生需求。
在实验课堂上通过实验操作台完成基础验证性实验内容，让学生掌握单片机的基本知识。为了弥补实验课时间固定、实验设备有限的局面，引入Proteus和Keil两个仿真软件，设计虚拟仿真平台，并给出设计性实验题目，让学生课余时间自行设计、自主实验，培养学生的综合能力。按课程设计教学大纲的基本要求，对课堂项目教学法内容进行扩展，教师布置一定难度的课题，让学生独立设计课题的硬件电路原理图、PCB图及程序编写，并能进行功能演示，写出课程设计说明书，以此激发学生的创新思维。结合教师的科研项目，选取部分有潜力并有兴趣的同学进入创新实验，完成具有工程意义的项目，以此带动学生的科研兴趣。
2.4 强化课程训练、改革评价方法
选择科学的考核形式，是准确评价学生学习的关键，也是改进教学工作的基础。由于课程知识点多、概念抽象、实践性强的特点，传统的闭卷考核只能在一定程度上考查学生对知识点的记忆能力，而对学生的思维能力、动手能力和创新能力能难以考查。因此，必须结合课程训练，设计多样化的考核方式。
考试成绩由5%平时成绩、10%课后作业、20%课程实验、15%设计报告和50%卷面成绩组成。1）平时成绩由学生上课出勤率（至少三次随机抽点）、回答问题的情况（回答问题积极性与正确率）构成。考核学生的纪律性和学习积极性。2）课后作业是学生完成老师布置的习题（至少三次）。考核学生对基本知识的掌握情况。3）课程实验包含实验课现场完成情况和每次课后提交的实验报告。考核学生动手能力和学习能力。4）设计报告是课程结束后，学生按照4到6人为一组，根据规定的题目按组完成的一份单片机应用系统设计报告。该设计报告包含设计思路、硬件电路绘制、软件编程等内容。主要考核学生的协作能力、创新能力、设计能力和团队合作能力。让学生在学完课程后，熟悉单片机的设计开发流程。5）卷面成绩是课程结束后的综合考试。考试内容将覆盖课程全部知识点，考核学生对课程总体知识的掌握情况。最后，为鼓励学生的创新意思，额外设置创新加分项。主要针对实验有创新，协助教师完成科研成果，参加单片机竞赛获奖或者发表了相关论文等情况，教师在总分不超过100分的情况下最多额外加10分。考核方式的多样化，有利于综合评定学生的成绩，提高了学生的综合素质。
3.结论
实践表明，通过课程改革，激发了学生学习单片机课程兴趣，提高了课程教学质量，培养了学生综合实践能力和创新能力。我校农业电气化、农业机械专业的学生近年来参加全国或全省科技竟赛，获奖作品中基本全部都是基于单片机开发的。教师指导学生在核心期刊上发表了多篇和单片机相关的科研论文，并取得了多项专利。在今后改革中，以下方面还需要进一步完善：1）教师应加强园艺学、作物学、畜牧学和食品科学方面的知识，扩大项目的选题范围；2）根据授课学生专业，合理设置项目难易程度；3）考评机制中中，可将教师测评和学生自评、学生互评结合起来，让考评更加合理，从而更大化提高教学质量。
参考文献：
[1]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009，（03）：80-81
[2]单长虹，龚学余，黄智伟.优化电子信息类课程体系培养大学生创新能力的研究与实践[J].南京：电气电子教学学报，2007，29（2）：76-78
[3]翟红云，凌艺春.电子设计竞赛促进下的单片机教学改革初步探索与研究[J].广西大学学报（增刊）：自然科学版，2008，33（6）：365-367
[4]张迎辉.任务驱动项目教学法在”单片机应用技术”教学中的运用[J]，教育探索，2013，（6）：43-44
[5]吴爱萍，盛党红.应用型本科院校单片机原理与应用课程教改探索[J].中国现代教育装备，2010（11）：69-70
【关键词】农业院校 单片机 教学改革 项目法
【基金项目】四川省高教教学改革（2014-450-60）。
【中图分类号】TP368.1-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0022-02
随着计算机技术、控制技术的不断提高，传统农业正向着智慧农业方向发展。单片机技术与农业设施智能化检测、作物生长自动监控以及农业装备机电一体化等方面不断融合，因此，对农业院校电子类、机械类、环境类等专业毕业生单片机开发水平的要求不断提高。单片机原理与应用课程作为高等农业院校工科类专业的主要专业课程，处于承上启下的核心地位。为了提高单片机课程的教学质量，发挥学生的主观能动性，培养创新思维的能力，笔者根据多年的课程教学实践，对单片机课程的教学内容、教学方法、实践教学、考核方式等方面进行了一系列的改革，取得了良好的教學效果。
1.农业院校单片机课程教学中存在的问题
目前，农业院校单片机课程教学中存在的主要问题有：
1）课程涉及电路、模电、数电、C语言、检测技术等课程，知识牵连性比较广泛，个别学生基础知识薄弱，导致在单片机课程学习中存在问题，产生厌学情绪。
2）课程内容多，概念抽象，学生对知识点不能很好理解。
3）教学过程中没有突出农业院校专业特色和优势，没能将教学内容与新型农业技术结合，无法充分调动学生的学习积极性。
4）实验教学手段单一，缺乏理论和实践的联系。
5）成绩评定多以最终卷面成绩决定，不能综合反映学生对知识的掌握情况。
根据以上问题，结合农业院校人才培养目标的实际情况，对单片机课程进行全面改革是很有必要的。
2.课程改革的具体措施
2.1设置合理项目，整合教学内容
针对传统教学内容多，实例分散，教学目的不明确，学生对知识点难以掌握的情况，课堂教学上采取项目教学法。项目教学法是将单片机课程的知识点按教学项目进行整合，围绕项目展开教学活动，学生在教师指导下分组合作自行组织完成项目。学生在项目学习过程中，既学习了单片机的基本知识，又提高了解决实际问题的能力。为了突出农业院校专业特色，项目选取具有实际意义的农业特点课程项目，例如以目前应用较多的远程温室测控系统的设计作为主项目，如图1所示。由于项目较大，将该项目划分为7个子项目，每个子项目均包含单片机相关知识点（如表1所示）。考虑到部分学生基础知识薄弱，项目安排上采取由易到难、逐步递进的方式。通过项目法的引入，使学生在学习中更能理解单片机的原理和该课程用途，激发学习热情，更好培养学生的工程意识。
2.2丰富课堂教学方式，提高教学效果
课堂教学中，改变“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的形式。建立“以学生为中心、以项目学习为主线、以素质培养为目标”的新型教学模式。根据划分的项目确定课程知识点，由知识点确定相关章节。对每个知识点设置思考题，通过启发方式，激发学生对所讲知识深入思考。选择课程的重点难点，提出讨论的问题，先让学生找答案，再进行讨论，培养学生独立思考能力。在讲授书本知识同时结合当前一些具有代表性、应用性的问题，使课堂学习的基础知识和实际应用紧密联系。
建立完善课程网站，将教学资源网络化，便于学生课后对知识的消化理解。丰富和完善电子课件，对于知识难点增加动画、虚拟实验平台模拟，让枯燥的理论知识变得生动有趣。
2.3改进实践教学，培养创新意识
传统的实践教学模式一般是先理论教学后实验教学，并且多为验证性实验。这种方式仅能让学生掌握单片机的编程方法，不能培养学生综合能力和创新精神。对此，在实践教学中采取实验操作台、虚拟实验平台、课程设计和创新实验等多种方式结合的实践教学方式，满足不同程度的学生需求。
在实验课堂上通过实验操作台完成基础验证性实验内容，让学生掌握单片机的基本知识。为了弥补实验课时间固定、实验设备有限的局面，引入Proteus和Keil两个仿真软件，设计虚拟仿真平台，并给出设计性实验题目，让学生课余时间自行设计、自主实验，培养学生的综合能力。按课程设计教学大纲的基本要求，对课堂项目教学法内容进行扩展，教师布置一定难度的课题，让学生独立设计课题的硬件电路原理图、PCB图及程序编写，并能进行功能演示，写出课程设计说明书，以此激发学生的创新思维。结合教师的科研项目，选取部分有潜力并有兴趣的同学进入创新实验，完成具有工程意义的项目，以此带动学生的科研兴趣。
2.4 强化课程训练、改革评价方法
选择科学的考核形式，是准确评价学生学习的关键，也是改进教学工作的基础。由于课程知识点多、概念抽象、实践性强的特点，传统的闭卷考核只能在一定程度上考查学生对知识点的记忆能力，而对学生的思维能力、动手能力和创新能力能难以考查。因此，必须结合课程训练，设计多样化的考核方式。
考试成绩由5%平时成绩、10%课后作业、20%课程实验、15%设计报告和50%卷面成绩组成。1）平时成绩由学生上课出勤率（至少三次随机抽点）、回答问题的情况（回答问题积极性与正确率）构成。考核学生的纪律性和学习积极性。2）课后作业是学生完成老师布置的习题（至少三次）。考核学生对基本知识的掌握情况。3）课程实验包含实验课现场完成情况和每次课后提交的实验报告。考核学生动手能力和学习能力。4）设计报告是课程结束后，学生按照4到6人为一组，根据规定的题目按组完成的一份单片机应用系统设计报告。该设计报告包含设计思路、硬件电路绘制、软件编程等内容。主要考核学生的协作能力、创新能力、设计能力和团队合作能力。让学生在学完课程后，熟悉单片机的设计开发流程。5）卷面成绩是课程结束后的综合考试。考试内容将覆盖课程全部知识点，考核学生对课程总体知识的掌握情况。最后，为鼓励学生的创新意思，额外设置创新加分项。主要针对实验有创新，协助教师完成科研成果，参加单片机竞赛获奖或者发表了相关论文等情况，教师在总分不超过100分的情况下最多额外加10分。考核方式的多样化，有利于综合评定学生的成绩，提高了学生的综合素质。
3.结论
实践表明，通过课程改革，激发了学生学习单片机课程兴趣，提高了课程教学质量，培养了学生综合实践能力和创新能力。我校农业电气化、农业机械专业的学生近年来参加全国或全省科技竟赛，获奖作品中基本全部都是基于单片机开发的。教师指导学生在核心期刊上发表了多篇和单片机相关的科研论文，并取得了多项专利。在今后改革中，以下方面还需要进一步完善：1）教师应加强园艺学、作物学、畜牧学和食品科学方面的知识，扩大项目的选题范围；2）根据授课学生专业，合理设置项目难易程度；3）考评机制中中，可将教师测评和学生自评、学生互评结合起来，让考评更加合理，从而更大化提高教学质量。
参考文献：
[1]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009，（03）：80-81
[2]单长虹，龚学余，黄智伟.优化电子信息类课程体系培养大学生创新能力的研究与实践[J].南京：电气电子教学学报，2007，29（2）：76-78
[3]翟红云，凌艺春.电子设计竞赛促进下的单片机教学改革初步探索与研究[J].广西大学学报（增刊）：自然科学版，2008，33（6）：365-367
[4]张迎辉.任务驱动项目教学法在”单片机应用技术”教学中的运用[J]，教育探索，2013，（6）：43-44
[5]吴爱萍，盛党红.应用型本科院校单片机原理与应用课程教改探索[J].中国现代教育装备，2010（11）：69-70