森林工程專業(yè) 《單片機原理與應用》課程的 “綜合教學法”

王海濱，薛 偉，郭艷玲

(1.東北林業(yè)大學工程技術學院，哈爾濱150040;2.東北林業(yè)大學機電工程學院，哈爾濱150040)

隨著微電子技術的進步，極大地推動了我國電子信息產業(yè)的發(fā)展，應用于國民經濟各個行業(yè)、各個領域，使我國進入一個網絡化、智能化、信息化的嶄新時代［1］。為更好發(fā)揮微電子技術所帶來的效益，作為知識傳播的窗口——廣大高等院校均設立相關專業(yè)，學習、傳授、普及相關知識和技術，旨在擴大微電子技術的應用;對于一些其它行業(yè)的理工科專業(yè)，也均設置此類課程，其主要目的是將微電子技術更好地應用于本行業(yè)，促進本行業(yè)、本專業(yè)的發(fā)展，其主要表現(xiàn)形式是設置了一些實踐性強、應用面廣、易于掌握的課程，并以選修課的形式出現(xiàn)［2］。其中，開設最為普遍、最為常見的課程是《單片機原理與應用》。這門課程在許多學校、許多專業(yè)開設，開設目的各不相同，講解內容、授課重點、授課方式形式各異［3］。在此筆者基于森林工程專業(yè)的特點和森林工程專業(yè)學生的知識結構，結合多年來的授課經驗和對這門技術的理解，談談自己對這門課程所采取的授課方法、講解重點及授課技巧。

1 課程培養(yǎng)目標

教師在講授一門課程之前，首先應了解和熟悉所講的課程內容及它的應用和發(fā)展，其次是明確授課對象是隸屬于哪一專業(yè)，針對這個專業(yè)，明確所講課程在本專業(yè)的地位和作用，設置此課程的目的，以此為基礎設定課程培養(yǎng)目標。下面介紹森林工程專業(yè)現(xiàn)狀及本門課程培養(yǎng)目標的制定。

森林工程是隨著人們不斷利用森林資源來滿足人類生存的需要而逐步發(fā)展起來的，森林工程專業(yè)在我國林業(yè)工程建設和經濟發(fā)展中具有十分重要的地位。它為有效合理地利用和發(fā)展森林資源、保護森林生態(tài)環(huán)境、推動區(qū)域經濟發(fā)展提供了重要的理論和技術支撐，也是我國培養(yǎng)森工企業(yè)管理與技術人才的搖籃［4］。然而隨著天然林保護工程的開展，在振興東北老工業(yè)基地的新形勢下，對森林工程科技人才提出了更高的要求，學生的就業(yè)領域已不僅僅局限于林業(yè)，而是林產品加工行業(yè)以及相關的農林機械、儀器儀表、檢測儀器設備等其它行業(yè)［5］。為適應新形勢發(fā)展需求，在森林工程專業(yè)開設《單片機原理與應用》課程，旨在提高學生們對微電子技術的認識和了解，能夠在未來的工作中結合本行業(yè)的需要將微電子技術應用于實際工作中。立足于本專業(yè)，為更好地講解本門課程，達到教學目的和教學要求，以提高學生的實際動手能力和實踐應用能力作為本門課程的培養(yǎng)目標。

2 授課方法的確定

為了達到更好的授課效果，在授課前了解學生的知識架構是十分必要的［6］?？v觀森林工程專業(yè)課程體系、教學大綱，不難看出機械類課程很多，學時充裕;電子類課程及軟件類課程學時不多，課程緊湊。在實際授課中所表現(xiàn)出來的效果也是這樣，學生們對機械知識十分熟悉，對電類知識了解不是很充分。

比如一門課程的特點。從狹義上講，《單片機原理與應用》是一門課程;從廣義上論， “單片機”是一門技術，這門技術主要包含三方面的內容:單片機芯片內部結構及組成、芯片外圍電路、芯片自身編程指令。前兩部分統(tǒng)稱為單片機系統(tǒng)的硬件，后一部分稱之為單片機系統(tǒng)的軟件。通常在授課時，將單片機系統(tǒng)的軟硬件分成幾章，采用板書或是多媒體的形式逐一講解，這對于電氣自動化專業(yè)或是機電一體化專業(yè)的學生能夠普遍接受的，原因在于這些專業(yè)的課程體系中設置了學時充裕的電子類、軟件類課程，具有一定的知識儲備。對于森林工程專業(yè)的學生，由于在前期相關課程設置相對較少，如果照搬其它學校、其它學院、其它專業(yè)的授課方式和授課方法，將達不到預期授課效果和課程培養(yǎng)目標。應當采用一種切實有效、符合學生現(xiàn)有基礎的授課模式比較好。

根據以上分析，依據森林工程專業(yè)學生現(xiàn)有知識架構和課程培養(yǎng)目標以及《單片機課程原理與應用》課程的自身特點，確定采用“綜合教學法”授課，即通過全方位、多渠道的授課方法，達到授課目的。主要表現(xiàn)為:在理論知識傳授方面，采用“多媒體授課為主，板書授課為輔”的授課形式;在系統(tǒng)軟件學習方面，采用“課堂在線編程示教”的方式;在課程實踐方面，采用“課后實驗，學以致用”的方法。

3 “綜合教學法”的實施

對于“綜合教學法”的實施，主要包含理論教學和實踐教學兩個方面。

在理論教學方面，針對單片機系統(tǒng)軟、硬件知識結構的差異，采用不同的策略實施“綜合教學法”。

對于單片機系統(tǒng)軟件編程方面，采用“課堂在線編程示教”的授課方式，利用中文版南京偉福開發(fā)軟件，通過多媒體在線編程，同時充分利用軟件的各個觀察窗口向同學展示在程序指令執(zhí)行前、執(zhí)行后單片機內部寄存器、存儲器內容的變化過程，通過反復修改、反復使用編程指令使同學們熟悉對編程指令的理解，掌握編程指令的使用。此外，為改變學生的被動學習狀態(tài)，教師鼓勵學生上課帶筆記本，當教師在講臺上編程時，學生在下面也進行編程，形成“師生互動，共同編程學習”的教學模式。

對于單片機系統(tǒng)的硬件知識傳授，采用多媒體授課形式，“多媒體為主，板書為輔”?？紤]到學生們的基礎知識薄弱，對于單片機芯片自身的結構及組成，采用同PC機類比比較的方式進行講解，盡量采用通俗易懂的語言，逐步擴大使用專業(yè)術語;對于單片機芯片內部管腳輸出電路的工作原理，由于此部分內容不易理解且不影響學生們對單片機的實際應用，故不做講解，概括性地說一下，告訴學生們如何使用。此外，對于單片機系統(tǒng)的外圍電路，采用模塊化思想，按照具體功能將系統(tǒng)外圍電路分解成幾個功能單一、結構和工作原理簡單的模塊逐一講解，最后合為一體在進行講解。實踐證明，采用這種自下而上的方法授課效果明顯。

在實踐教學方面，為了達到預定的培養(yǎng)目標，使學生們具備一定實踐應用能力，將微電子技術、單片機技術應用于自己的專業(yè)領域，在“綜合教學法”授課的過程中，穿插設置了一些實驗項目，在每一個實驗項目中設置不同的任務，同時對學生們分組，學生以小組的形式進行組內分工，相互配合，獨立完成實驗教師布置的任務，通過對實驗項目的實際演練，學生們不僅熟悉如何使用單片機，而且將單片機的軟硬件部分聯(lián)系起來，感受到了用“以軟帶硬、以硬帶軟、軟硬結合，優(yōu)勢互補”的方法來搭建系統(tǒng)的技巧，清晰地認識到單片機系統(tǒng)軟硬件的內在邏輯關系，提高了學生們的實踐動手能力。同時，通過組內分工，也培養(yǎng)了學生們的與人溝通能力和團隊合作能力。

4 結束語

通過在授課過程中展開全方位的“綜合教學法”:“多媒體為主、板書為輔”，“師生互動、課堂在線編程示教”，“小組配合、實戰(zhàn)演練完成實驗項目”等，使學生們具備了一定的編程能力和單片機系統(tǒng)設計能力，盡管距離一名單片機編程高手和系統(tǒng)硬件工程師還有一段距離，但已能夠將所學知識應用于自己的專業(yè)，為深造其它結構更為復雜的微型電子芯片和相關的微電子技術奠定了基礎，達到了教學大綱的要求，實現(xiàn)了預定的培養(yǎng)目標。

［1］馬金祥，何一鳴.單片機課程實踐能力培養(yǎng)方法的探討［J］.常州工學院學報，2007，20(3):87 －90.

［2］王洪亮，智立甫.單片機課程實驗教學改革初探［J］.石家莊職業(yè)技術學院學報.2006，18(6):72 －73.

［3］鄭建華.單片機虛擬實驗系統(tǒng)構建的研究［J］.福建電腦，2007(3):30－31.

［4］薛 偉，辛 穎，楊鐵濱，等.基于現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的森林工程創(chuàng)新復合人才培養(yǎng)體系建立［J］.森林工程，2010，26(6):89 －91.

［5］朱永林，曹 軍，董希斌.森林工程專業(yè)新型體系的建立與實踐［J］.中國林業(yè)教育，2006(6):24 －26.

［6］周向紅，李建軍.單片機實踐教學的探討與研究［J］.實驗技術與管理，2007，24(7):120 －122.