《單片機原理及應用》課程改革與實踐

摘 要： 根據電子信息類人才培養方案，本文對《單片機原理及應用》課程進行全面改革，采用“理論講授、實驗練習、課程設計、電子實習”四階段教學新模式，使該課程的教學更適應社會的需要。

關鍵詞： 《單片機原理及應用》 課程改革 教學實踐

《單片機原理及應用》課程是一門面向應用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程，在通信類專業整個課程體系中，單片機知識處于承上啟下的核心地位，一般通信系統和智能儀器儀表的實現都離不開單片機。隨著計算機相關技術的快速發展，以單片機為最小系統開發的產品層出不窮，為了適應新世紀對電子信息類人才的培養需要[1]，《單片機原理及應用》課程教學需不斷更新。

本課程是一門綜合性、實踐性很強的課程，通常分為理論教學與實踐教學兩部分[2]。從理論教學來說，基本以教師課堂講授為主，由于該課程接口芯片多、內容抽象、編程難度大，對初學者來說入門較難，學生無法深入理解芯片的原理和指令與程序的運行。從實踐教學來說，實驗內容多為驗證性實驗，學生只需要觀察和分析實驗結果，沒有充分發揮自主學習能力，教學效果有限。

現依據多年來的教學實踐過程，摸索出一套基于“理論講授、實驗練習、課程設計、電子實習”四階段的教學新模式，現談談此模式下的改革措施。

一、改革課程內容

以知識為基礎，以能力為核心，構建“基于應用對象的單片機硬件設計及編程”課堂教學新方法，確保教學內容的合理性、實用性和先進性。打破傳統的循序漸進式的教學方法，以典型項目實例分解模塊，以各個模塊構建知識，前后連貫，層層遞進。最后，將前述內容以應用實例進行綜合，達到以“應用”為主線連接所學知識內容的目的，加深學生對教學內容的理解和運用。

對教材內容進行選擇與結構優化，體現新知識、新技術、新方法，力求“適用、通用、實用、易用”。在突破傳統教材框架的方面進行了一些嘗試與探索，考慮了教材內容編排的基礎性、系統性，引入了反映最新科技發展的知識。內容選材上，選用了STC89C52RC系列單片機作為介紹微處理器的重點，加深對單片機組成與工作原理的理解；在內容上淡化芯片內部組成，從編程所需角度介紹功能，強化其接口連線、應用及總線連接技術，為應用單片機硬件開發奠定基礎；從實用的角度著重介紹了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全雙工單片MODEM、高速并行USB接口芯片與單片機接口電路的設計和使用方法。

編寫“單片機應用案例”講義，將整個單片機工程開發的過程以案例形式進行講解，從硬件電路的設計到開發工具、環境的使用方法，再到具體的應用案例，同時運用匯編語言和C語言的編程方法，系統培養了學生的單片機產品開發工程應用能力。

二、注重實驗環節，培養創新能力

為了建立面向21世紀的通信專業教學新體系[3]，必須重新認識課堂教學與實驗教學的關系。我們認為，課堂教學和實驗教學是相輔相成的，二者都是學生學習與掌握知識的重要手段，其先后順序也不是固定的。在課程設置上，我們不求按部就班，而求高效率地向學生傳輸知識，充分調動學生的積極性和主動性，變被動學習為主動學習。以課程內容中的案例為基礎，開發“單片機教學、實驗、設計系統板”，將理論知識的講述和硬件電路的現場調試相結合，使學生對單片機的整個開發有了直觀的認識，加強了對理論知識的理解。

實驗過程[4]從軟件和硬件兩方面入手，軟件實驗通過編寫程序，上機調試并運行，提高學生編程的能力；硬件實驗能夠實現學生設計硬件，編寫接口程序，完成控制任務的目的。以單片機實習項目的開發和調試代替理論考試，系統考查學生的應用能力和解決實際問題的能力。

實驗內容既要滿足基本教學實驗的要求，又要為課程設計和實習實訓所用，通過這3個環節從基礎到簡單再到復雜的實踐過程，從驗證性實驗向設計性實驗過渡，提高學生獨立思考解決問題的能力。

三、教學與科研相結合

要求教師能力雙向發展。《單片機原理及應用》是一門面向實際應用的課程，要突出學生的工程應用能力。因此，要求教師盡可能做到雙向發展，充實理論知識、發展教學能力；多動手實踐，提高工程應用能力。

鼓勵學生參與電子競賽。通過這個創新性平臺，使學生靈活運用所學知識，并了解設計開發項目的過程，為以后的學習和工作奠定良好基礎。

鼓勵學生參與科研[5]。在培養學生基本技能的基礎上，鼓勵學生參與老師的科研項目，在承擔力所能及的工作的基礎上，積極嘗試難度更大的工作，鍛煉學生的學習能力和解決問題的能力。

參考文獻：

[1]謝斌，沈慧芳，李民生.電子信息工程專業應用型人才培養的幾點思考[J].科技廣場，2011（7）：254-256.

[2]艾德才.大學計算機硬件教學內容改革勢在必行[J].計算機教育，2005（3）.

[3]樊楊祖.高職通信服務類專業定位及建設路徑探究[J].職業與教育，2009，5：120-121.

[4]鄒逢興.創新教學是提升教學質量的永恒動力[J].中國高等教育，2004（22）：34-36.

[5]施衛東.《微機原理》課程的改革與實踐[J].武漢商業服務學院學報，2007（21）：62-64.

基金項目：甘肅省“十二五”教育科學規劃項目（GS[2011]GHBG089）。