單片機課程教學(xué)模式探討

摘要： 單片機課程是一門多理論、實踐性較強的課程，在教學(xué)中要把握好理論教學(xué)、實踐教學(xué)、考核各個環(huán)節(jié)。本文從這三個方面對單片機課程的教學(xué)模式進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 單片機課程 理論環(huán)節(jié) 實踐環(huán)節(jié) 考核環(huán)節(jié)

隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機具有體積小、性價比高、可靠性好等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器、數(shù)據(jù)采集、通信及家用電器等領(lǐng)域，其在教學(xué)及產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的熱點。單片機技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)中的一項不可缺少的重要技術(shù)，是電子類專業(yè)和機電類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)，同時也是一門非常重要的專業(yè)課。掌握有關(guān)單片機的組成和工作原理以及系統(tǒng)的擴展和接口技術(shù)，能夠為從事和開發(fā)與電子信息和通信領(lǐng)域相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)的研究工作打下較為扎實的基礎(chǔ)。

單片機課程是一門多理論、重實踐的課程，其理論知識和實踐能力對于單片機課程的學(xué)習(xí)都非常重要，因此在教學(xué)過程中如何將這兩個環(huán)節(jié)把握好就顯得尤為關(guān)鍵。

一、理論教學(xué)方面

單片機課程是一門實踐性很強的課程，它主要體現(xiàn)在硬件和軟件的緊密結(jié)合，要編制單片機的應(yīng)用程序就必須很好地了解單片機的硬件結(jié)構(gòu)，所以在理論教學(xué)過程中需要重點給學(xué)生介紹硬件方面的知識以及基本的指令系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師習(xí)慣于以“單片機簡介→硬件結(jié)構(gòu)→編程指令→系統(tǒng)擴展”這種按部就班的方式去進(jìn)行講解，這種模式符合單片機課程的特點。但是在實際的教學(xué)過程中會遇到許多問題，如：單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象、指令功能多、程序編寫困難造成學(xué)生難懂的問題，很難提高學(xué)生的實踐能力，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。

為了提高學(xué)生的實踐能力，可以把理論教學(xué)從傳統(tǒng)模式過渡到一種模塊化教學(xué)的模式。單片機這門課程的模塊化教學(xué)方式具有很強的靈活性，一個模塊可以是一個單元的知識，可以是幾個單元的組合，甚至可以是一本書的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學(xué)設(shè)計使學(xué)生由學(xué)期末的反饋變成模塊的反饋，有利于教師對學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。比如說，我們可以將單片機的基礎(chǔ)知識設(shè)置成一個主模塊，在這個主模塊下包括單片機的結(jié)構(gòu)和引腳說明，存儲器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)這幾方面內(nèi)容。通過實物演示及多媒體教學(xué)方式讓學(xué)生對單片機有一個簡單認(rèn)識，然后在后續(xù)的模塊中選擇一些好的實例作為模塊，使學(xué)生更好地掌握單片機的中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器，并學(xué)會用指令對接口進(jìn)行編程。

總的來說，模塊化教學(xué)的含義及特點是詳細(xì)分析、概括、總結(jié)了單片機課程的所有內(nèi)容，改變了原有課程體系的束縛，打破了原有章、節(jié)的順序，根據(jù)高職學(xué)生的素質(zhì)和能力，根據(jù)理論和實踐相統(tǒng)一的特點，把單片機課程分為若干個主模塊，每個主模塊下又分為不同的子模塊，并根據(jù)不同的模塊采取了與之相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段。與傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式相比，模塊化教學(xué)模式能更好地使學(xué)生掌握單片機的理論知識。筆者通過一段時間的教學(xué)嘗試，取得了較好的成效。

二、實踐教學(xué)方面

實踐教學(xué)一般分成實驗教學(xué)和課程設(shè)計兩個階段，實踐教學(xué)穿插在理論教學(xué)階段中，通過一定數(shù)量的實驗課，學(xué)生不僅能很好地掌握課堂上所學(xué)的理論知識，而且能達(dá)到舉一反三的目的，因此也達(dá)到了理論教學(xué)的目的。對于實驗課的內(nèi)容應(yīng)該選擇一些實用性強的內(nèi)容進(jìn)行實驗教學(xué)。為增加學(xué)生的主動性，實驗指導(dǎo)書一般只給出簡單的實驗內(nèi)容和要求，以及基本的硬件接線圖，其余的環(huán)節(jié)就由學(xué)生自己在實驗課中獨立完成，如程序設(shè)計和上機調(diào)試。

傳統(tǒng)的單片機程序設(shè)計工具為匯編語言，使用匯編語言編程的優(yōu)點是代碼緊湊，運行效率高，可直接對單片機硬件進(jìn)行控制;缺點是對單片機硬件結(jié)構(gòu)的依賴，語句抽象不易理解，編程功能弱，編程效率低等。過去單片機的教學(xué)和實際開發(fā)中更多地使用匯編語言，但是由于單片機的運行速度的提高，以及存儲器成本的降低，匯編語言的優(yōu)勢不再明顯，大有被高級語言取代的趨勢。基于此形勢，在教學(xué)中使用的開發(fā)語言已實現(xiàn)從純匯編語言向以C語言為主而匯編為輔的轉(zhuǎn)變。如可以使用keil C51uVision集成開發(fā)環(huán)境來進(jìn)行調(diào)試，同時可以結(jié)合Proteus軟件進(jìn)行仿真，使學(xué)生了解單片機開發(fā)的軟件仿真流程，也可以配合硬件實驗箱，完成硬件仿真。

由于實驗學(xué)時的限制，師生在實驗課中只能做一些驗證性和熟悉所學(xué)知識的實驗，大型的綜合性和研究性實驗只有在課程設(shè)計中完成，因此課程設(shè)計就是實踐教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，一般在兩到三周的時間內(nèi)由學(xué)生完成從硬件設(shè)計到軟件設(shè)計、仿真、做出實物的全過程。在課程設(shè)計過程中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生利用學(xué)校圖書館的資源，查閱電子或紙質(zhì)資料，獨立設(shè)計系統(tǒng)方案，利用實驗室開放時間，進(jìn)行硬件環(huán)境的構(gòu)建和軟件的調(diào)試。在調(diào)試過程中，教師可采用啟發(fā)式的方法，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。總之，課程設(shè)計的教學(xué)目的是加深學(xué)生對單片機系統(tǒng)的理解，補充理論教學(xué)和實驗中的不足，既有助于學(xué)生單片機系統(tǒng)概念的建立，又培養(yǎng)了學(xué)生獨立開發(fā)與應(yīng)用單片機系統(tǒng)的能力。

三、考核方面

對于單片機這種實踐性強的課程，不應(yīng)該僅僅使用一張試卷考試的這種形式，而應(yīng)該使用理論考核與實踐考核兩方面相結(jié)合的方式。理論考試可以通過試卷的形式進(jìn)行考核，實踐考核應(yīng)結(jié)合學(xué)生平時的實驗成績，課程設(shè)計的作品，以及口試的形式來完成。口試主要體現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)能力，了解學(xué)生對知識的掌握程度。最后將學(xué)生兩部分的成績進(jìn)行綜合。通過這種考核方式可以全面了解學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

單片機課程作為一門重要的專業(yè)課，對于大多數(shù)學(xué)生來說是有難度的，但是只要我們根據(jù)學(xué)生的實際情況以及學(xué)校的教學(xué)資源合理地安排教學(xué)計劃，應(yīng)用更好的教學(xué)模式，相信一定會取得較好的教學(xué)效果，既可以讓學(xué)生很好地掌握課程內(nèi)容，又可以使單片機課程成為學(xué)生最感興趣的專業(yè)課。

參考文獻(xiàn)：

［1］李朝青.單片機原理及接口技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.

［2］陳貴銀.高職院校《單片機原理及應(yīng)用》課程模塊化教學(xué)討論［J］.武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007.2.

［3］周立功.單片機實驗與實踐［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.