张晓培 蒋庆华 庄 远 鲁 娟
（北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，广西 钦州 535011）
C 语言程序设计（简称C 语言）和单片机技术及应用（简称单片机）这两门课程是机电类专业必须开设的专业基础课程，主要目标是培养学生的机电控制系统设计能力。这两门课程是相辅相成的，C 语言是单片机应用技术的主要开发语言，然而在以往的教学过程中，两门课程是分学期开设的。学生在学习C 语言程序设计课程时，由于课程知识点繁多等特点，学习效果不太理想，同时经过一年的时间间隔，学生在学习单片机课程时，C 语言的知识遗忘的也差不多了，造成在上单片机课程中补习C 语言知识，由于学时的限制，单片机本身的内容涉及的浅且有限[1]，造成了两门课程学习效果都不理想的现状。本文现通过分析北部湾大学机械与船舶海洋工程学院“C 语言”和“单片机”教学中存在的问题，以探求课程内容的整合和课程资源的建设。
1.1 课程开设现状
为了解决两门课程分不同学期开设，学生学习间隔时间过长等问题，我校机械类专业课程组把C 语言程序设计和单片机技术及应用两门课程放到一个学期开设，合为一门课程，即C 语言与单片机技术及应用。
1.2 存在的问题
1.2.1 课程内容融合度不高
两门课程的整合在一定程度上解决了学习间隔时间长的问题，但是课程内容的融合度不高，基本是两门课程进行了加法，没有从根本上解决两者内容的有效融合。首先，教材选用两本教材，谭浩强主编的《C程序设计》和高玉芹主编的《单片机原理与应用及C51 编程技术》。其次，内容分为上篇和下篇，上篇主要讲授C 程序设计中的算法、数据类型、三种基本结构、数组和函数等，程序设计案例中以数学计算的程序为主，容易使数学基础差、逻辑思维不强的学生失去学习的兴趣；
下篇主要讲授单片机的硬件资源和单片机的外围扩展模块的应用等，传统的教学从单片机CPU 到系统、从指令到软件、从方案到产品的整体设计思想[2]，侧重点是单片机理论体系结构，其中的大量专业术语和寄存器的功能讲解，使得学生懵懵懂懂。综上所述，该课程知识点衔接性不强，两部分内容融合度不高是该课程存在的主要问题。
1.2.2 课程资源不匹配
随着“互联网+”的发展，线上线下混合式教学也在高校广泛应用，该门课程采用异步SPOC 的模式进行教学，然而现在中国大学慕课资源里面，C 语言程序设计和单片机技术及应用都是一门独立的课程，没有兼顾两者的课程资源，这是该门课程线上线下教学课程改革的一个突出的问题。
基于以上原因，把C 语言和单片机教学内容有效地融合起来，开发适合我校机械类专业学时的课程资源迫在眉睫。
2.1 课程目标及学时分配
依据人才培养方案的要求，通过两门课程的学习不仅需要培养学生在Visual C++集成环境下，能够编写简单的C 程序，并具有基本的纠错和调试程序的能力，还要使学生具备应用单片机进行机电控制系统设计的基本技能。鉴于上述课程目标不能在讲授单片机课程的同时，本着够用的原则进行C 语言知识的讲授，所以在进行课时的分配时，不能厚此薄彼，同时又要兼顾线上线下课时的分配。其中C 语言部分和单片机部分都有理论和实验，其次线上课时主要分配到各自的理论教学过程中。C 语言与单片机技术及应用课程总计80 学时，其中理论56 学时，实践24 学时。C语言与单片机课时的分配可以根据该门课程的课时总量进行调整，教学模式采用线上、线下相结合的方式开展。本课程的学时分配如图1 所示。
图1 学时分配
2.2 课程内容融合
根据C 语言课程内容，将C 程序基础、三种基本结构、函数、数组等作为主要侧重点，将指针、用户自己建立数据类型、对文件的输入输出作为辅助教学内容[3]；
根据单片机内容将硬件体系结构、中断、单片机接口扩展技术（键盘、LED 等）作为侧重点，将串行接口技术、存储器扩展技术、汇编语言作为辅助教学内容。
由于51 系列单片机开发中使用C51 程序语言来进行开发，C51 语言基本语法与标准C 相同，是在C语言的基础上增加了一些51 系列单片机专用的数据类型和语法。鉴于上述问题，在C 语言与单片机技术及应用课程C 语言的教学内容的基础上增加C51 的数据类型等。主要的有以下几个方面：
（1）常用的库函数，如_crol_（）等。
（2）数据类型。在C 语言的基础上增加了4 个数据类型，分别为bit、sbit、sfr 和sfr16。
（3）数据存储类型。如data、xdata 和idata 等。
（4）中断函数。如void timer0（）interrupt 1{}。
（5）单片机经常使用的头文件，如#include＜reg51.h〉。
以上内容可以融入C 语言教学对应的知识点中，作为知识的拓展。
在理顺课程知识点内在联系的基础上，通过案例驱动的方法，在单片机知识点的学习过程中增加C 语言知识的运用频率，形成系统化教学模式，降低以单片机为核心的机电控制系统的学习难度，激发学生学习兴趣，提高学习质量。如在单片机知识的讲解中重点找出C 语言的知识点所在，在进行单片机设计开发中，巩固C 语言知识点，具体如表1 所示。
表1 单片机技术及应用案例中C 语言知识点的应用
2.3 教学实施
由于课程采用线上线下混合式教学，本课程线上线下需要从整体上规划学生的学习路线和学习过程，做到线上与线下、网络与面授的有效结合。所以在对课程进行知识梳理的同时，完成知识的解构和重构，对C 语言中未涉及的知识单元，主要采用线上学习，对于抽象性强的知识则采用“线上+ 线下”的教学模式，即以学生为中心，线上知识学习、测验和互动；
线下教学围绕着实验为主，教师在课堂上组织课堂教学活动，进行知识深化旧知导入→展示参与→示范新知→促进迁移，并通过实验的开展加深对知识的理解。
针对我校C 语言与单片机技术及应用课程内容和线上教学资源存在的问题，本文探索把C 语言和单片机的知识有效融合，推进教学改革，开展了以“案例驱动为方法，学生自学为主体、教师讲授为引导”的线上线下混合式教学实践[4]。在保证两个知识体系原有内容的基础上，适当地调整教学内容顺序，同时在单片机内容教学上设计与C 语言知识点融合度高的仿真案例，通过案例教学，提高学生学以致用的能力，并借助于单片机硬件仿真效果的演示，使学生对抽象的代码有直观的认识，有效地提高学生学习的积极性。教学实践证明，改革后的C语言与单片机技术及应用不仅解决了C语言与单片机内容融合度不高的问题，同时还完善了该课程的线上教学资源。
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