《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)實(shí)踐的創(chuàng)新

摘 要 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》作為一門核心基礎(chǔ)課程，是電子類專業(yè)的必修課。傳統(tǒng)的教學(xué)方式大多以理論為主，實(shí)驗(yàn)課程跟不上技術(shù)的發(fā)展和要求，使得理論與實(shí)踐出現(xiàn)脫節(jié)。因此，對(duì)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新勢(shì)在必行。本文結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了創(chuàng)新《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)的方法策略。

關(guān)鍵詞 單片機(jī) 教學(xué)實(shí)踐 創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

單片機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用極大地推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)等領(lǐng)域有極大的應(yīng)用。單片機(jī)由于其具有體積小、價(jià)格低廉、高性能等特點(diǎn)，使其迅速得到了廣泛應(yīng)用，是工業(yè)控制、機(jī)電一體化等領(lǐng)域必不可少的主要部件之一。在高校開設(shè)的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是電子類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生了解單片機(jī)原理及單片機(jī)開發(fā)的主干課程。隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，單片機(jī)在設(shè)備控制中的作用也越來(lái)越突出，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)控制的關(guān)鍵技術(shù)。因此，對(duì)于機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)等電子類專業(yè)來(lái)說(shuō)，掌握單片機(jī)的基本原理和實(shí)踐操作是大學(xué)生的重要任務(wù)。由于《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門以理論為引導(dǎo)，突出實(shí)踐操作的一門基礎(chǔ)課程，其主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，課程的理論內(nèi)容比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)之初難以理解，對(duì)其基本原理沒(méi)有深刻理解，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式又以理論為主，實(shí)驗(yàn)課程跟不上技術(shù)的發(fā)展和要求，使得理論與實(shí)踐出現(xiàn)脫節(jié)。因此，對(duì)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新勢(shì)在必行。

二、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)存在的主要問(wèn)題

（一）注重理論教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)跟不上教學(xué)要求。

目前大多教師在講授《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程時(shí)，大多使用多媒體教學(xué)的方式，將教學(xué)內(nèi)容投影到屏幕上，講解時(shí)圖、聲、視頻并茂的教學(xué)方式使學(xué)生在一定程度上了解了單片機(jī)的基本原理、I/O接口、硬件等內(nèi)容，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有一定的效果。但這種教學(xué)方式在學(xué)生下課后很快就會(huì)忘記所學(xué)內(nèi)容，沒(méi)有實(shí)際操作使得學(xué)生缺乏對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深刻了解。

（二）編程語(yǔ)言單一。

在很多高校，在講授《單片機(jī)原理及應(yīng)用》編程語(yǔ)言時(shí)大多以匯編語(yǔ)言為主，匯編語(yǔ)言雖然具有代碼緊湊、執(zhí)行時(shí)間短、控制及時(shí)且易于記憶等優(yōu)點(diǎn)，但隨著單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，匯編語(yǔ)言在單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)方面的劣勢(shì)也逐漸被放大。C語(yǔ)言在功能、結(jié)構(gòu)、維護(hù)性等方面具有先天的優(yōu)勢(shì)，且具有非常豐富的函數(shù)庫(kù)，可以有效提高編程效率。C語(yǔ)言對(duì)編程者的要求也不高，只要稍對(duì)單片機(jī)有一定的了解即可進(jìn)行開發(fā)。因此，在編程語(yǔ)言上只注重單一的匯編語(yǔ)言使得教學(xué)效率比較低。

（三）課程評(píng)價(jià)方式單一。

一直以來(lái)，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的考試都是閉卷考試，學(xué)生為了應(yīng)付考試死記硬背，考試前的背書大軍成為高校獨(dú)特的現(xiàn)象，在考完試后對(duì)所學(xué)的內(nèi)容很快就忘得一干二凈，學(xué)生的基本技能都沒(méi)有掌握，更不用說(shuō)開發(fā)單片機(jī)。這種單一的評(píng)價(jià)方式對(duì)提高學(xué)生實(shí)際操作能力和應(yīng)用能力是沒(méi)有實(shí)際性作用的。

（四）缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，沒(méi)有創(chuàng)新就沒(méi)有發(fā)展。《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的開設(shè)最終的目的是培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)開發(fā)的基本能力。但是傳統(tǒng)的教學(xué)方式只注重考試結(jié)果，忽視了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更不適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的要求。

三、創(chuàng)新《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)的方法策略

（一）以學(xué)生為中心，創(chuàng)新教學(xué)理念和思路。

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力，首先，確立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。教師作為教學(xué)主體體現(xiàn)教學(xué)的主導(dǎo)性。學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體體現(xiàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性。教師要成為導(dǎo)航者、輔導(dǎo)者，把大量的時(shí)間留給學(xué)生去自主探索，相互協(xié)作學(xué)習(xí)，教師的作用是告訴學(xué)生學(xué)什么，怎么學(xué)，并幫助學(xué)生解決通過(guò)努力解決不了的問(wèn)題。其次，確立以實(shí)踐為重點(diǎn)的理念，讓學(xué)生有盡可能多的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐，加深理解和記憶。

（二）適應(yīng)C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)。

C語(yǔ)言是一門學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)的編程語(yǔ)言。目前大多數(shù)企業(yè)的單片機(jī)開發(fā)都是基于C語(yǔ)言的。匯編語(yǔ)言雖然有其自身的優(yōu)勢(shì)，但已經(jīng)跟不上時(shí)代的發(fā)展，為了更好適應(yīng)社會(huì)的需要，單片機(jī)的程序編寫語(yǔ)言應(yīng)改為C語(yǔ)言，結(jié)合C語(yǔ)言的特點(diǎn)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，從概述、硬件結(jié)構(gòu)、I/O接口、中斷與定時(shí)系統(tǒng)、串行數(shù)據(jù)通信、應(yīng)用等內(nèi)容循序漸進(jìn)，逐步鞏固學(xué)生C語(yǔ)言的知識(shí)并將其應(yīng)有到實(shí)際開發(fā)中。

（三）構(gòu)建模擬與實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)共同教學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，加大資金投入，建立現(xiàn)代化的《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》教學(xué)支撐體系。高校可以利用計(jì)算機(jī)、KeilC51仿真器和Protues軟件等建立一個(gè)可視化虛擬電子類實(shí)驗(yàn)室，將課程教學(xué)與實(shí)踐虛擬到一個(gè)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景。通過(guò)操作這些虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備。完成各個(gè)工程案例的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用仿真技術(shù)達(dá)到真實(shí)效果相一致的教學(xué)要求和目標(biāo)，從而在不增加硬件投入的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了利用Protues軟件構(gòu)建其虛擬現(xiàn)實(shí)電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)外，必須補(bǔ)充單片機(jī)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這是在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，旨在讓學(xué)生對(duì)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有感性的認(rèn)識(shí)，也能鍛煉學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。

四、結(jié)語(yǔ)

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》作為電子類核心課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，在教學(xué)和學(xué)習(xí)中更應(yīng)注重實(shí)踐性和學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)難以適應(yīng)教學(xué)和社會(huì)對(duì)人才的需求，通過(guò)有效的教學(xué)改革不僅能夠全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)以及專業(yè)職業(yè)能力，也有利于他們潛能的開發(fā)。

（作者：就職于湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子工程系，擔(dān)任初級(jí)實(shí)驗(yàn)員，主要研究方向：電子）

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