《单片机原理及应用》课程
自评报告
陕西理工学院电气工程系《单片机原理及应用》课程组 二○一○年三月
目 录
第一部分 课程简介
第二部分
课程内容与体系的改革 第三部分 实验教材
第四部分 自评结果和评分依据 第五部分 存在的主要问题及整改措施 附件：自评评分依据 《单片机原理及应用》课程自评报告
第一部分 课程简介
单片机技术广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器等各个工业领域。因此，单片机原理及应用是工科院校各专业学生的一门重要的应用技术课程，对电类学生尤为重要，通过该课程可以了解工业高新技术，培养综合的工程设计能力。学生在课程设计、毕业设计、科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入工作后，更会广泛接触到单片机的工程项目。近几年，一些用人单位直接把单片机应用技术测试作为人才选用的条件。显然，提高该门课程的教学质量，对培养学生的综合应用能力，提升学生在人才需求市场中的竞争能力，具有重要意义。
《单片机原理及应用》课程是自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术等专业的一门专业技术基础课。单片机应用技术包含着广泛的内容（基本原理、接口技术、开发方法、开发工具、控制技术等），而且构成完整的知识体系。也就是说，缺少某一个方面或某一个环节的知识，将会影响实践应用能力。再者，单片机产品及其应用技术发展日新月异。在一门课程的有限教学时间内，如何让学生比较系统全面的掌握单片机应用知识，同时能反映比较新的应用技术，培养学生的工程设计能力，必须加强课程建设力度，在课程内容与课程体系上进行重大改革。
《单片机原理及应用》课程在自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术3个本、专科专业中开设学时为40-60学时。多年来，该课程组师资队伍建设稳步提高，教学和实验条件逐步完善，现已形成了相对稳定的较高教学水平的师资队伍和完全满足实验教学条件的实验平台。
目前，《单片机原理及应用》课程组共有6名课程主讲教师和多位实验技术人员，其中教授1人、副教授2人、讲师3人，研究生5人，实验师多人，承担校内相关3个专业本、专科学生的单片机原理及应用课程教学与实验任务。
《单片机原理及应用》课程组在多年的具体教学与实践过程中，在课程建设和教学改革方面取得了较为显著的成效。从2000年开始，课程改革小组注重教育思想和教学观念的转变，开展了课程教学内容、课程体系、教学方法及教学手段的改革研究与实践，对课程的教学内容与体系进行了优化。目前已初步建立了以培养学生工程素质和综合应用能力为教学目标的新的课程体系，在教材建设、实践性教学环节建设方面取得了可喜的成果。李建忠教授把课程组研究的理论成果变成了现实成果，编著的《单片机原理及应用》（第二版被评为国家十一五规划教材）一书被全国30多个省市的100多所高校采用，在国内产生较大影响。组织的实践教学环节在本院多届学生中也取得了显著的成效。
《单片机原理及应用》教学仪器设备丰富，实验开出率100%，同时开设一定的设计性、综合性实验。实验室规章制度健全，管理人员到位，教学服务及时，为实验课程教学提供了有力保障。
随着“单片机原理及应用”课程内容和课程体系改革的进行，课程教学质量逐步明显提高。伴随着教学质量的提高，浮现出了许多科研项目。例如，智能型家用有毒气体探测语音报警呼救装置、机车防带电过分相装置、消失模浇注充型速度的微机化测试的研制，科研项目的进行又推动了教学质量的进一步提高。教师在教学中，结合自己的科研生动地讲解原理、方法、技术。近几年课程组成员结合自己的科研项目，在单片机应用技术方面发表论文多篇。
第二部分 课程内容与体系的改革
教材是教育思想、教育理念体现的载体，是一门课程教学内容与体系、教学方法及手段的集中表现。一本好的教材不能局限在知识的传递上，还应表现在科学思维方法、获取知识的方法、综合能力和创新设计能力培养方法的传递上，便于运用新的教学方法和手段组织实施教学。这是课程组改革研究的一个理论成果。
在理论研究的指导下，确定以教材建设为龙头进行课程内容与体系的优化。由于单片机应用技术知识包含的内容广泛，单片机产品及其应用技术发展速度快，如何在有限的计划课时内让学生比较完整的掌握单片机应用技术知识体系，同时了解一些比较新应用技术，吸取了国内外先进的教学思想和教学经验，广泛收集和查阅国内外优秀教材和有关教学资料，又结合我们多年积累的教学经验和教训，比较全面地考虑了各种因素，对课程内容与课程体系进行整体优化，编著了《单片机原理及应用》（第二版被评为国家十一五规划教材）、《单片机原理及应用实践教程》，形成了一套新的课程教学体系。
1 教材内容体系进行了优化组合。既体现了系统全面，包含了基本原理、接口技术、开发方法、开发工具、控制技术等，又进行了浓缩精练，论述严谨透彻 。
2 教材内容的组织上采用“以点见面，触类旁通”的精练浓缩方法。例如，在每一章节前都概述出相关的一般性内容和方法，然后再以具体的内容或典型的实例进行说明。
3 始终贯穿应用观点。例如，在单片机原理的讲解中，着重强调站在应用角度，掌握单片机的功能特性和配置结构。即用户站在单片机芯片外部看它所提供给用户的使用功能和资源，达到正确、合理的使用单片机所提供的硬、软件资源。这不仅给学生强调了达到应用的学习目标，而且给学生树立了一个学习掌握应用知识的正确学习方法界面。这一点经教学实践检验，取得了良好的教学效果。又例如，在应用技术的讲解中，大多数选自生产和科研中的应用实例，使学生学后就能用。
4 注重科学思维方法、获取知识的方法、综合能力和创新设计能力的培养方法的传递。掌握一门学科知识的学习方法，其实质是找出并抓住学科知识的内在联系，形成一个完整体系。该书突出了这方面的特色。例如，在指令系统的讲述中，大多数教材采取按功能类逐条指令罗列讲解，使初学者很难理解记忆。其实，指令系统中有一些操作指令的子集合是具有特征规律的，不同操作指令的子集合之间也具有一些可比性特征规律，在该书的讲述中用归纳、类推、类比方法进行纵向归类，横向类推、比较。这不仅能使学生掌握知识，而且学习了科学思维方法和学习方法。
5 在讲解基础知识的基础上，反映新的应用技术成果。例如，紧密结合基础知识讲解了单片机应用程序开发设计方法。
第三部分 实验教材
在广泛调研现有实验教材经验与问题的基础上，引入新的教育理念，针对现代工程人才的培养模式、人才素质及能力的要求，课程组认为实验教材不能局限在对基础知识的验证上、不能局限在基本实验的操作指导上、不能局限在某一门课程知识的动手实践能力的培养上、不能局限在理论教材的辅助功能作用上，还应给学生提供广阔的、自由灵活的动手实践空间，要培养学生在基本理论知识的基础上能够吸收、使用新技术方法，培养学生一般的工程实践能力和创新设计能力，使实验教材成为相对独立的综合实践能力培养的指导书。在这样的思想指导下，组织编写了《单片机原理及应用实践教程》的，于2001年5月在本院内部印刷使用。在多年的使用中取得了良好的效果。
《单片机原理及应用实践教程》一书主要具有以下特色： （1）知识的系统完整性与实践过程的系统完整性并重 实验内容的编写上紧密结合理论教学，按照单片机原理及应用课程知识的内在联系，保持了知识的系统完整性。从宏观结构上，实验内容分为单片机系统功能、单片机系统扩展、单片机系统配置和综合应用四大实验组。在每个实验组中又按照基础→综合→工程应用的方式安排了多个实验项目，每个实验项目中又按照基本原理、知识提要、基本技术、方法论证、实验结果分析的方式进行组织。这样，使该书成为学习、掌握单片机原理及应用知识的很有价值的参考书。从实践应用过程看，该书宏观上反映了单片机应用系统的开发环境、开发方法、开发过程。在每一个实验项目中，又反映出了一个单片机应用系统立题概要分析、功能结构论证分析、器件选择、硬软件设计、系统调试、性能分析与测试、文档收集与整理的全过程。使学生能够学习、掌握到一个单片机应用系统开发设计过程中各个环节的技术方法。
（2）知识掌握和科学思维能力培养并重
在每个实验项目中都提示出所依据的基本原理知识，所采用的方法和技术，通过实验来加深对基本知识的理解，达到熟练掌握。在每个实验项目后，提出一些很有价值的思考问题，主要围绕实验现象观察与分析，培养学生科学细致地观察与分析问题的方法和能力。每个实验既给出了参考方案，又要求学生在参考方案的基础上自行设计、调试，充分发挥学生的主观能动性和创造力、有意识地培养学生对工程问题的分析与设计方法。每个实验都要求学生按照严格的格式写出实验报告，在实验报告中深入细致地分析、论证有关实验现象与结果，通过实验报告的书写，培养学生严谨求实的科学方法和态度。
（3）既面向验证性实验又面向开放性、设计性实验
根据单片机原理与应用的知识结构，实验内容分为单片机系统功能、单片机系统扩展、单片机系统配置和综合应用四个实验组。每个实验组又按照基本原理、技术、方法的应用，综合应用、工程设计的思路方式安排了多个实验项目，为学生提供了广泛的实验内容，即可以供课程实验使用，也可以供开放实验、设计实验使用。
（4）实验教学的目标确定在以下几个方面：
验证基本理论、方法和技术。通过验证性实验，使学生加深对基本理论、方法和技术理解，能够熟练应用，并使学生进一步认识到：基本理论、方法和技术来源于实践，又对实践有强大的推动作用，在实践中得到发展，得到创新。
基本实践能力的培养。基本实践能力包含：掌握小型单片机应用系统开发研制所采用的基本环境、方法、手段及所使用的仪器设备。
综合工程实践能力的培养。综合工程实践能力包含：掌握复杂单片机工程应用系统开发研制所采用的先进的环境、方法、手段及所使用的仪器设备，并能进行工程决策分析。
创新设计能力的培养。创新设计能力包含：在一些关键的技术环节上能够激发出超常的思想方法或采用前沿性的技术手段分析解决问题。
（5）实验教学的实施方式
根据现代工程人才的培养模式、人才素质及能力的要求，我们设计出了形式多样的实验教学方式。
指导型实验。这类实验纳入单片机原理及应用课程的教学计划和教学大纲，在老师的指导下，进行规定要求实验，实验后要写出实验报告。实验目标是基本实践能力的培养。
开放型实验。这类实验是学生根据自己的要求自发地进行实验，实验室必须随时满足学生的实验要求。在这种实验中，学生可根据自己的情况实现多种目标。
设计型实验。这类实验学生带着自己的设计问题，进入实验室进行调试或测试，一般结合课程设计、毕业设计、大学生科技活动项目进行。实验要有明确的目标，主要培养学生综合工程实践能力和创新设计能力。
第四部分 自评结果和评分依据
为了进一步提高课程教学质量，努力做好课程建设与评估，电气工程系专门成立了院系、教研室（课程组）两级评估领导小组，负责对申报课程的指导、监督和审查。课程组全体任课教师认真学习、领会相关课程建设与评估精神，认真对照精品课程建设评估指标体系的各项要求，总结多年来课程建设的成果，结合课程建设过程中存在的实际问题，进行了认真细致地资料整理、自查自评。通过本次自查自评活动，真正达到了“以评促改，以评促建”的目的。
自评结果：Q=102分（≥100），符合并达到了校级精品课程的条件。 详见附件：课程自评表。
第五部分 存在的主要问题及整改措施
1.网络教学和资源共享方面还需进一步的丰富和完善。实现与本课程相关的信息查询、辅导答疑、作业练习等多种功能，方便学生网上学习。
2.实验教学设备更新不够，试验教学手段还不够丰富、不够先进，理论教学内容和体系还需要进一步整合、优化；
3.进一步加大教学改革力度，转变教育教学理念，探索高教理论，不断改进和提高教师的理论与实践教学方法和手段。
同时还需要认清形势，剖析自我，虚心向兄弟院校学习先进的课程建设经验，弥补自己的差距和不足，加快课程建设步伐，使《单片机原理及应用》课程教学全面上台阶、上水平。
附件：自评评分依据
1 师资结构：19分/20 1.1师资结构：A级，4分/4 课程组职称结构合理，有教授、副教授、讲师、高级实验师、实验师共8人，主要由教授、副教授、讲师上课。
1.2教学水平：A级，5 分/6 教学水平高，高、中级职称教师均开课2门以上；教学工作量饱满，教案齐全；有教改及科研项目。
1.3学术水平：A级，6 分/6近3年发表论文篇，人均6篇；主编、参编教材9部；完成省厅级科研项目3项，校级科研基金项目3项，院教改项目7项。
1.4教风建设：A级，4分/4 教风良好；教研室制度健全，坚持教学研究活动，每年教研活动大于18次，有记录；能坚持相互听课、评教；能收集学生对教学的反馈信息，并改进教学；教学组无任何教学事故。
2 教学条件：24分/25 2.1教学大纲：A级，6分/6 教学大纲符合专业培养目标和教学计划的基本要求，并能结合教学计划适时修订、完善；大纲能反映课程体系结构，项目完整，层次清晰，重点、难点突出，要求明确；教学过程中能够严格执行大纲。
2.2教材及教学参考书：A级，7 分/7 选用学校自编国家级规划教材及相应教学参考书，满足不同专业的培养计划要求，使用效果好。
2.3课程教学管理及教学文件：A级，5分/6 教学参考资料丰富、齐全，能反映本课程发展现状；课程有完整的教学工作总结，教师有教学日历和教案。
2.4教学设备和手段：A级，6分/6 使用多媒体、板书讲解和现场教学等手段；与实验室共同开发研制有相应的实验教学设备，且符合本校学生情况，使用效果好，完全能满足正常的教学需要。 3 考核：15分/17 3.1考试说明：A级，3分/3 在教学大纲的指导下，能按要求进行命题考试工作，命题质量高，考分分布合理。 3.2题库(卷库)建设：B级，4分/5 有与教材配套使用的高质量的试题库，试题库完全符合教学要求。 3.3命题与评分：A级，4分/4 考试命题形式多样，有外校试题、教研室组织命题、试题库组题等，全部为考教分离；有评分标准，流水阅卷，有效控制了评分误差。 3.4试卷分析：B级，3分/5 试题内容体现教学大纲的基本要求，难度适中，有一定的可信度和区分度；成绩分布基本合理。 4 教学改革：分/13 4.1教改方案：A级，4分/5 在切实可行的教改计划，且能运用在教学过程中，有一定的总结。 4.2教改效果：A级，7分/8 有专业教改项目的实施，完成教改项目7项，教改效果比较显著，获校教学成果奖二等奖3项。 5 教学效果：21分/25 5.1讲课质量：A级，9分/10 根据师生对讲课质量的综合评价，课程组总体讲课水平较高。 5.2课外指导：A级，5分/6 对学生课外学习有明确具体的要求，并认真落实、检查；坚持课外辅导、答疑，效果较好。
5.3教学获奖情况：A级，4分/4 近几年获院级以上教学成果奖、讲课大赛奖、教案评比奖的人数占课题组人数的70％；有毕业生调查信息表，毕业生反映本课程教学效果优良。
5.4学习质量：B级，3分/5 在严格组织考试、评分的情况下，学生考试成绩真实，客观反映了学生学习的现状；学生基本知识掌握较扎实，但综合解题能力一般。 6 特色指标：A级，16分/20 （1）兼顾教学的典型性和技术先进性
教学内容的典型性有利于学生理解相关基础知识，掌握基本原理和方法，触类旁通。随着单片机应用技术日异月新的发展，在未来的实际工作中又会广泛接触到新技术、新器件。在理论教学和实践充分考虑了典型性问题，同时在每个实验的实现方案中又提示学生在典型性问题的基础上采用一些新器件、新方法自行设计，让学生接触一些先进性技术、方法。
（2）基础训练与实际应用相结合
在注重单片机原理、实用接口技术的基础上、还突出教学内容的实践性和实用性。大多数实验内容都取材于生产和科研实际。综合应用实验集中锻炼学生了解实际系统要求，设计应用系统的能力。有助于开拓视野，强化工程观念，培养创新能力和协作精神，提高综合素质。
（3）注重综合工程实践能力和创新设计能力的培养
大多数实验内容都取材于生产和科研实际，使学生所学就能所用。
每一个实验项目的实验过程都突出一个单片机工程应用系统开发设计的各个关键技术环节，尤其突出调试方法和手段。每一个实验项目中都设置了若干问题，让学生充分发挥主观能动力和创新思维能力进行调试。每一个实验项目除给出参考实验方案外，还提示采用不同的方案、不同的器件、不同的方法自行设计、调试，给学生留下创新发挥的空间。
电气工程系
《单片机原理及应用》课程组
2010.3
