單片機(jī)原理教學(xué)改革的研究和探索

摘要：針對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況，以提高教學(xué)效果和學(xué)生應(yīng)用能力為目的，對(duì)單片機(jī)原理這門課程在教學(xué)上提出了一些改革方案。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；教學(xué)改革；教學(xué)手段

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）20-0037-02

單片機(jī)原理是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，是大學(xué)工科類多個(gè)專業(yè)的必修課。然而在教學(xué)中的效果并不理想，學(xué)生普遍認(rèn)為單片機(jī)理論教學(xué)較抽象、難入門，學(xué)習(xí)起來(lái)枯燥無(wú)味。為了改變現(xiàn)狀，作者從提高學(xué)生應(yīng)用能力的角度出發(fā)，對(duì)單片機(jī)的教學(xué)進(jìn)行了一系列的研究，提出了幾點(diǎn)改革意見(jiàn)。

一、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在單片機(jī)課堂教學(xué)過(guò)程中，要善于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并應(yīng)注重理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，多展示實(shí)際應(yīng)用的例子來(lái)體現(xiàn)單片機(jī)在當(dāng)今社會(huì)的廣泛運(yùn)用。俗話說(shuō)得好“興趣是最好的老師”。教師在講述具體知識(shí)點(diǎn)之前，可以列舉大量單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)例，如在講述數(shù)碼管的顯示原理時(shí)，先介紹一下數(shù)碼管的應(yīng)用，如交通燈控制、數(shù)字鬧鐘的顯示等這些日常可見(jiàn)的廣泛運(yùn)用。教師在教學(xué)中不僅僅充當(dāng)傳授知識(shí)的角色，更重要的是想方設(shè)法激起學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的強(qiáng)烈興趣，這樣學(xué)生才能在課內(nèi)、課外利用一切資源去學(xué)習(xí)和實(shí)踐。在教學(xué)開(kāi)始，可以適當(dāng)給他們展示一些用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的小制作，例如LED流水燈等，告訴學(xué)生這些都是不難實(shí)現(xiàn)的，給予他們一定的信心。

二、注重結(jié)合前沿科技

單片機(jī)行業(yè)與其他計(jì)算機(jī)行業(yè)一樣，發(fā)展非常迅猛，在教材的選擇上也應(yīng)當(dāng)注意內(nèi)容的實(shí)用性和先進(jìn)性。長(zhǎng)期以來(lái)單片機(jī)的教學(xué)主要以MCS-51系列8位單片機(jī)為例，現(xiàn)如今世界上許多公司都推出了功能更強(qiáng)大的產(chǎn)品，包括16位甚至32位的單片機(jī)，這些產(chǎn)品在實(shí)際項(xiàng)目中也應(yīng)用的非常廣泛。因此，在教學(xué)中，要保持與時(shí)俱進(jìn)，在課內(nèi)穿插介紹現(xiàn)今單片機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀和新型芯片的功能。在課堂中結(jié)合實(shí)際工程提出一些與之密切相關(guān)的問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極思考與討論，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的印象，并能學(xué)以致用。

教師應(yīng)多向?qū)W生推薦課外學(xué)習(xí)資源，例如優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)視頻、專業(yè)論壇等，便于學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸，開(kāi)闊自己的視野，了解現(xiàn)如今單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，為學(xué)生獨(dú)立完成單片機(jī)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。

在傳統(tǒng)單片機(jī)課堂教學(xué)中，通常側(cè)重于基本原理的講解，且大多數(shù)教材中講述的編程語(yǔ)言采用匯編語(yǔ)言。然而在實(shí)際的單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，c51才是編程采用的主要語(yǔ)言。兩種編程語(yǔ)言對(duì)比起來(lái)，c51具有可讀性強(qiáng)、可修改性好、開(kāi)發(fā)效率高、周期短等優(yōu)勢(shì)。因此，為了便于學(xué)生今后從事單片機(jī)行業(yè)時(shí)能更快上手，在介紹匯編語(yǔ)言的同時(shí)，最好能加入c51語(yǔ)言編程的相關(guān)知識(shí)。由于學(xué)生已經(jīng)在大一學(xué)習(xí)過(guò)c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程，只需要在課堂上加以引導(dǎo)，學(xué)生就能夠很快學(xué)會(huì)c51語(yǔ)言編程。在實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)中，基于keil uVision平臺(tái)進(jìn)一步讓學(xué)生鍛煉軟件編程能力。在使用了兩種編程語(yǔ)言完成實(shí)踐內(nèi)容之后，學(xué)生普遍認(rèn)為用c51來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)單片機(jī)項(xiàng)目，思路更清晰，程序更簡(jiǎn)潔。

在現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容安排中，對(duì)并口擴(kuò)展和RS232串口總線介紹較多，對(duì)I2c、ISP及USB接口技術(shù)涉及的較少，而現(xiàn)如今并行通信和串口通信已經(jīng)不再是單片機(jī)與PC機(jī)通訊方式的主流，有些筆記本電腦上甚至沒(méi)有設(shè)計(jì)串口。為此，教師可根據(jù)實(shí)際需要，在課堂上適當(dāng)向?qū)W生介紹一些當(dāng)前社會(huì)和企業(yè)中比較流行的硬軟件技術(shù)，讓學(xué)生緊跟時(shí)代的步伐。

三、改善教學(xué)手段

單片機(jī)課程信息量大，抽象性強(qiáng)，采用多媒體教學(xué)手段加以輔助，會(huì)起到事倍功半的效果。傳統(tǒng)教學(xué)中，一些老教師習(xí)慣用板書教學(xué)，很難將抽象的概念具體化、形象化。實(shí)踐表明，恰當(dāng)運(yùn)用多媒體，能提高教師的教學(xué)效率，能豐富單片機(jī)課程的教學(xué)過(guò)程，還可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

此外，在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硬件設(shè)計(jì)是最基本也是最重要的環(huán)節(jié)，而一般理論課堂難以輔助硬件進(jìn)行教學(xué)。proteus和keil軟件的出現(xiàn)可以滿足對(duì)單片機(jī)進(jìn)行隨堂硬件電路搭建和程序編寫的需求，實(shí)時(shí)的觀察仿真運(yùn)行結(jié)果。教師可以在教學(xué)過(guò)程中講解教材中的實(shí)例，現(xiàn)場(chǎng)編程及繪制電路圖，并進(jìn)行仿真和驗(yàn)證，這是在傳統(tǒng)的單片機(jī)理論課教學(xué)中無(wú)法做到的，不僅能大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性和主動(dòng)性，還有助于學(xué)生牢固地掌握相關(guān)知識(shí)。

同時(shí)，學(xué)生還可以通過(guò)proteus開(kāi)展實(shí)驗(yàn)板以外的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，不受到時(shí)間、空間、元器件資源的限制，任何設(shè)計(jì)都能夠驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

單片機(jī)作為一門實(shí)踐性課程，想要學(xué)好它必須理論結(jié)合實(shí)踐，多動(dòng)手。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，要采取理論和實(shí)驗(yàn)同步的方式，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作，加深對(duì)理論知識(shí)的鞏固和深入。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生反映收獲非常大，在完成任務(wù)的過(guò)程中碰到的一些不可預(yù)知的問(wèn)題會(huì)激發(fā)學(xué)生的探索欲，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，進(jìn)一步對(duì)學(xué)到的知識(shí)加以鞏固，這一系列的過(guò)程會(huì)給學(xué)生帶來(lái)極大的滿足感和成就感。

然而，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)大部分都是基于實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的一些驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，不足以提高學(xué)生能力，應(yīng)該從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)逐漸過(guò)渡為設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)。在課程設(shè)計(jì)中，開(kāi)展一些設(shè)計(jì)性題目，由學(xué)生從設(shè)計(jì)電路、繪制PCB板、動(dòng)手焊接、編寫程序到調(diào)試都是獨(dú)立完成。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)部分學(xué)有余力的學(xué)生開(kāi)展一些大型綜合性實(shí)驗(yàn)，在原有的功能上進(jìn)行拓展。

五、開(kāi)展課外興趣小組

現(xiàn)如今大學(xué)生普遍在學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自我控制能力上較差，以小組為單位將有興趣的學(xué)生集合起來(lái)，小組成員之間相互監(jiān)督和制約，這樣就容易長(zhǎng)期堅(jiān)持下來(lái)。并且一個(gè)人想要完成大型課題是比較困難的，經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)中任務(wù)的分配，每個(gè)人完成不同的工作，碰到問(wèn)題可以集體討論，起到共同學(xué)習(xí)的作用。

教師應(yīng)該鼓勵(lì)和組織團(tuán)隊(duì)小組參加全國(guó)各類專業(yè)競(jìng)賽，例如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯、全國(guó)大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)電子專業(yè)人才設(shè)計(jì)與技能大賽等，提升學(xué)生綜合能力，增加見(jiàn)識(shí)，同時(shí)也有利于參賽隊(duì)伍之間師生的交流。

六、結(jié)束語(yǔ)

學(xué)習(xí)單片機(jī)原理目的就是讓學(xué)生初步掌握單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，教師不能僅僅以教會(huì)學(xué)生理論知識(shí)為目標(biāo)，更重要的是提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)還能針對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)處理和調(diào)試。另外教師還應(yīng)將當(dāng)前單片機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀并及時(shí)介紹給學(xué)生，以便拓寬學(xué)生的知識(shí)面，更好地適應(yīng)社會(huì)的需求。

本文針對(duì)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程的特點(diǎn)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、注重結(jié)合前沿科技，改善教學(xué)方法和手段、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系以及開(kāi)展團(tuán)隊(duì)建設(shè)等幾個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革的研究和探索，提出了一些有利于改善教學(xué)效果、增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力的思考和建議。經(jīng)實(shí)踐表明，在實(shí)施了教學(xué)改革的幾點(diǎn)方案之后，能提高教師課堂教學(xué)效率，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，改善教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的創(chuàng)新能力，更利于為社會(huì)培養(yǎng)更多高能力、有開(kāi)拓進(jìn)取精神的探索創(chuàng)新型人才。

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