應用驅動型單片機理論教學培養新思路

摘要：針對應用型高校應用型人才培養目標，結合目前單片機理論教學中存在的不足，提出了從選用教材和理論課堂教學模式兩個環節以“應用型”培養為宗旨，目的是能真正培養出社會所需要的應用型人才。通過實踐證明了這種思路是有效的，不僅激發了學生很高的學習興趣，還真正培養了學生單片機方面的動手實踐能力和創新能力。該思路為后續實踐教學打下了良好的基礎。

關鍵詞：應用型；單片機；理論教學；新思路

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0166-01

單片機理論部分知識點零碎、內容抽象難懂、章節與章節之間沒有因果聯系。如果僅僅采用以“板書”為主的傳統教學模式，按照教材的編寫順序：先講單片機的結構與工作原理，然后是指令系統等，最后才是單片機應用系統開發技術。除了板書教學之外，目前也有很多老師在課堂中引入了多媒體、實物演示等，盡管這些方法在節省時間和課堂信息量方面比板書教學在一定程度上有了較大改進，但是仍然是以抽象的理論為主，實物演示特別少，實物演示也只是在學生面前一晃而過，具體如何做學生仍然覺得遙望不可及。通過實際調研發現，本課程的理論教學主要存在以下兩點不足：第一，選材不當。選用的教材都是以匯編語言講解為主，而實際應用時大多數采用C語言編程實現；第二，理論教學與實際應用相脫節。授課模式單調、內容抽象難懂。為了彌補以上不足，培養出大量社會所需要的應用型人才，我們從選用教材和課堂教學模式兩個環節進行了改革與實踐。

一、應用驅動型地選用教材

高校教材不僅是教學內容和教學方法的知識載體，也是高校實行教與學的基本工具，同時還是培養創新人才的重要保證。因此，如何科學地、合理地選用高校教材直接關系著其教學效果的好壞。眾所周知，單片機原理與應用是一門專業技術性很強的課程，對于應用型高校來說，其教材的選用也應當以“應用”為前提條件。

學習單片機這門課關鍵是學會如何使用單片機，而單片機的使用主要包括硬件電路和軟件編程兩方面。牽涉單片機的軟件編程常采用的語言有兩種：即匯編語言和C語言。目前，不論是研究型高校還是應用型高校，選用的單片機原理與應用教材幾乎都是采用匯編語言講解和設計程序實例的。而匯編語言是一種采用助記符表示的面向機器的低級語言，盡管采用該語言編寫的程序概念清晰、對硬件資源操作很方便、編寫的程序代碼短，但是，匯編語言難理解，使用起來比較繁瑣費時，可讀性和可移植性都很差，而且匯編語言程序在編寫時應用系統設計周期長，調試和排錯也比較難。高級語言與自然語言更接近，而與硬件功能相分離，便于廣大用戶掌握和使用；C語言不僅具有高級語言使用方便的特點，也具有匯編語言直接對硬件進行操作的特點，且對系統的功能描述與實現簡單，程序的閱讀、修改和移植都比較方便，特別適合于編寫復雜一些的程序。

針對應用型高校培養應用型人才的目標，綜合以上匯編語言和C語言的優勢和不足，選用兼顧匯編語言和C語言兩種語言講解的教材比較好，比如《單片機原理與應用及C51程序設計》。這樣，在課堂上講解單片機原理的同時介紹單片機C語言程序設計，通過用匯編語言和C語言編程對比，使學生能夠快速掌握并使用C語言，同時理解匯編語言是如何操作硬件的。

二、應用驅動型的理論教學模式

如何徹底地面向應用型展開理論部分的教學，本文提出了主要從以下兩方面入手：一方面拓展教學內容，打破教材的章節順序；另一方面根據授課內容需要，采用合適的教學手段。具體做法如下：

（一）拓展教學內容，打破教材的章節順序

眾所周知，作為一名教師要想上好每一堂課，僅僅參考選用的教材是遠遠不夠的，教材也只是用來參考，教材上的內容也不一定全講，教材以外的知識也不一定不講。而且教材編排的章節順序也不一定全部適合授課。尤其是單片機這門課，在理論部分的授課過程中要想突出其實用性很強的特點，就必須拓展教學內容，打破教材的章節順序。如介紹P0、P1、P2、P3四個并行口時，可以通過Proteus硬件仿真和keil軟件編程實現并行口控制發光二極管；然后，講單片機常用接口，如單片機與鍵盤、LED顯示器、繼電器等的接口；最后，要講幾個完整的單片機系統開發的實例，如電子時鐘、數字顯示溫度計等的開發。這樣，每講一個實例，學生都會邊學邊做，在做的過程中還會提一些問題，有的還會來個小創新，為今后獨立動手開發系統邁開了重要一步。

（二）采用合適的教學手段

為了突出單片機原理與應用實用性強的特點，采用多媒體技術、proteus硬件仿真和keil軟件編程以及實物演示等多種手段相結合。根據授課內容的需要，能結合圖片、動畫展示講解的內容不用純文字敘述，比如單片機的品種與應用、堆棧操作過程以及中斷系統等；能用proteus硬件仿真和keil軟件編程演示的內容盡量避免用圖片和文字敘述講解，比如并行輸入/輸出接口的應用與編程、串行口的應用與編程、LED數碼管動態顯示方式等；能用實物簡單演示的，可以先通過proteus和keil仿真，然后再實物演示，比如并行輸入/輸出接口的應用（跑馬燈）、外部中斷、鍵盤功能等。采用多種教學手段不僅可以把抽象的知識準確、生動地闡述清楚，還能使學生由被動的聽變為主動的做，讓學生從感性認識上升到理性認識，同時，還鍛煉了學生的動手實踐能力，激發學生有更高的學習興趣。

三、結束語

在面向應用型選用教材和面向應用型理論教學模式兩個環節緊密結合的基礎上，“應用”貫穿于理論教學的全過程，不但讓學生由“被動”的聽變為“主動”的做，還讓學生徹底掌握了單片機應用系統開發的全過程，同時鍛煉了學生查資料解決問題的能力，為今后畢業設計和工作奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]樓然苗，王世來.單片機實踐教學改革與應用型人才培養[J].中國大學教學，2009，3：80-81.

[2]喬吉新.淺談單片機的教學方法與教學手段[J].中國校外教育，2011，4：79-80.

[3]謝維成，楊加國.單片機原理與應用及C51程序設計[M].北京：清華大學出版社，2010，7.

[作者簡介]趙水英（1980-），女，河南開封，碩士，助教，研究方向：嵌入式應用系統、電力系統。