單片機原理及接口技術課程的教學研究

摘要：單片機原理及接口技術是一門實踐性很強的課程，許多內容要通過實踐教學才能掌握。本文分析了該課程的教學現狀，找出理論教學和實踐教學中存在的不足，從教材選擇、教學方法、實踐教學和考核方式等方面對教學進行改革。

關鍵詞：單片機；改革；實踐；考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）36-0062-02

從上個世紀70年代第一只單片機面市，短短三十多年的時間，單片機技術已成為計算機技術的一個重要分支，由于單片機體積小、性價比高、控制能力強等優點，廣泛應用到工業控制、機電一體化、儀器儀表、消費產品、汽車、航空航天、辦公自動化和通信等各個領域。在就業形勢日益嚴峻的情況下，對我校機電類學生來講，如果學好單片機原理及接口技術這門課程，學生就有更多的就業機會，對以后的個人發展具有十分重要的作用。但是如何使他們在短短的一學期學好這門課，是我們需要解決的主要問題，本文在教學內容、教學方法、實踐環節、考核方式等方面進行有益的探索。

一、教學內容的改進

在單片機的開發過程中，常用的編程語言有匯編語言和C語言，每種語言有各自的特點。匯編語言編程具有代碼緊湊、運行效率高、可直接對硬件內部進行控制等優點，但匯編語言也有一些缺點比如語句抽象、編程效率低，學習周期長，可移植性差。而C語言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統硬件的控制。另外用C語言來編寫目標系統軟件，會大大縮短開發周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規模更大、性能更完備的系統。因此，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。但我們還在一成不變地進行匯編語言的學習，甚至教科書上也沒有提及到C語言的單片機編程。因此為了學生畢業后能夠更好的適應社會，滿足企業的需要，我們要合理選擇教材，教學內容轉為以C語言教學為主，匯編為輔，同時兼顧兩者的混合編程。這樣既使學生容易學習，又適應了企業單片機開發的需求。

二、教學方法的改進

1.提高學生的學習積極性。興趣是學好任何一門課程或技術的基礎，所以，激發學生興趣異常重要。針對這門課程在有限的教學課時內，學生難學，老師難教的特點，我們更新思想，轉變觀念，從提高學生對課程的學習興趣出發，對于單片機課程來說，采用實例法教學是必不可少的。總結這么多年的教學經驗，我個人認為第一次課簡單介紹一下單片機，然后可以舉一些學生常見的、經常用到的單片機應用的具體產品，比如學生經常見到的智能電子秤、智能存包柜、出租車計價器等。通過分析產品的原理，循序漸進地培養學生的學習興趣。另外第一次課除了講些實例以外可以給學生演示一下流水燈的實驗，準備焊接好的實驗板，用仿真器仿真流水燈的工作過程，再給學生講解一下單片機的I/O口控制發光二極管點亮的原理，激發學生學習這門課程的興趣。

2.轉變觀念，擺脫傳統授課方式。一直以來，對于這門課程的教學都存在著偏重理論而忽視實踐的問題，教師基本上都是按照傳統的方法按章節授課，很少涉及實踐部分的內容，造成了理論與實踐嚴重脫節，調動不起學生的學習積極性，直接影響到授課效果，更談不上培養學生的創新意識了。有的即使開設了實驗課，實驗設備的陳舊也使得學生一開始學到的知識就是過時的，無法直接應用于實際工作當中。所以，探討新的教學方法勢在必行。單片機教學采用形式多樣的教學方法，形式多樣的教學方法可以激發學生思維，使教學方法不局限于傳統，傳統的以教師為中心，教師講、學生聽、記筆記的教學方式，應結合更多的教學方法，講授法、練習法、實驗法、演示法等。

3.課余時間通過網絡學習。學生課下可以利用網絡資源進行自主學習，現已將教學資源全部傳到校園網絡教學平臺，學生可以網上下載課件、學習資料。另外通過網絡問卷、網上答疑，教師可及時了解學生的學習情況并給予指導。除此之外，給學生介紹多種形式的專業網站和參考資料、促進學生自主學習。如常用單片機、電子網站、論壇：21IC中國電子網（http：//www.21ic.com）、周立功單片機世界（http：//www.zlgmcu.com）、凌陽單片機（http：//www.unsp.com.cn）；著名電子公司、雜志網站：單片機愛好者（http：//www.mcufan.com）等。每次給學生布置一些作業讓學生通過網絡去查找資料，進行學習。這樣作業不會枯燥無味，通過網絡學習可以增加同學們的知識面，網站上的一些資料可以更好地幫助學生學習這門課程。

三、實踐環節的改進

1.實踐教學。單片機原理及接口技術對于機械工程學院機電類學生來說是一門實踐性很強的專業課，學生不光要有扎實的理論知識，更要有過硬的動手能力，這就要在學習過程中利用一切可以利用的機會去實際操作。目前我們的實驗課安排了10個學時，但是10個學時遠遠達不到鍛煉學生動手能力的目的，根據以往的教學經驗，因為以前做實驗都是直接用實驗箱來做，學生只需要根據電路圖連線，編制程序，觀察實驗結果，學生學完這門課程以后只能根據電路要求編制一些簡單的程序，但是動手能力較差，不會焊接電路板，不會調試電路，甚至有些常見的元器件都不認識，更不用說走向社會從事相關的工作。因此，我院購買了電路板、常用元器件，常用的工具如電烙鐵、萬用表等，給學生提供認識常用元器件、動手搭建電路、焊電路板的機會，給學生講解完注意事項后讓學生帶回宿舍利用課余時間焊接電路板，然后進行仿真調試，增強學生的實際操作能力。

2.第二課堂。實驗室開放是現代實踐教學發展必由之路，在我們的實驗室開放中，除了實驗室管理上的開放，重點體現在開設第二課堂，支持學生課外科技活動，進行了以下幾方面的努力：（1）積極參與電子競賽，提高創新能力。各類大學生電子設計競賽、機電產品創新大賽是展示學生創新能力的極好機會，為了搞好競賽，我們教研室專門抽調幾位教師，在賽前還組織了參賽隊員的集訓。在已參加的幾屆全國電子設計競賽、山東省電子設計大賽、山東省機電產品創新大賽中，我系學生都獲得了優異的成績。通過參加競賽活動，大學生的綜合設計能力和科技制作能力大大提高。（2）自主立項，培養自身獨立設計能力。為了培養學生獨立工作能力和實踐能力，在人力、物力上積極支持學生開展課外科技活動。鼓勵學生自行開發設計線路板，完成課程設計題目。引導學生申請科研立項、找方向、寫材料、定方案、開展項目研究。在每年的科研立項活動中分別獲得多個立項，學生的綜合能力得到提升。

四、改革考核方式

以前單片機的考核方式都是采用閉卷考試的形式，總成績由考試成績加上平時成績組成，考試成績占70%，平時成績占30%，平時成績中有包括課堂考勤、作業、實驗。但是這樣做的后果是學生只注重理論的學習，對實踐學習不能夠引起足夠的重視，因而學完課程后動手能力差，不能單獨進行單片機應用系統的開發，因此改革考核方式勢在必行，除了傳統的試卷考試外，增加實驗技能的考核。閉卷部分的試題包括基本概念、基本理論、編寫程序和畫原理圖，題型可采用填空、選擇、簡答、編程等方式。由于教學大綱上本課程的沒有課程設計，所以實驗技能只能通過平時的實驗課來給學生打分。目前的實驗是要求學生動手制作焊接電路板，然后編程進行仿真，可以根據學生在整個過程中的表現來評分，焊接、編程、仿真、調試等各項能力進行評價。焊接的電路板是否有短路、斷路、虛焊現象，仿真軟件是否熟練、不能實現所要實現的功能會不會調試、會不會查找錯誤進行修改處理等等作為評價的依據。

五、結論

本文從當今社會需求和實際應用的角度出發，本著激發學生學習興趣、擴大知識面以及培養創新精神的原則，對單片機原理及接口技術課程的教學方法、考核方式等各方面進行了改革。教學手段的改革和實驗教學已經在機械類本科班的教學和實驗中得到應用。通過教學實踐，學生不僅掌握了課本中的理論知識，鍛煉了實際動手能力，達到預期的教學效果。

參考文獻：

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基金項目：本課題屬于山東交通學院教研教改基金資助項目，編號JG201224