單片機課程項目化改革與實踐創新

楊偉

摘要：隨著工農生產對微控技術應用的不斷增加，單片機應用技術這一課程的重要性逐漸突出，教學時應以實踐應用為目的，以設計思想和基本原理為依據，培養學生動手實踐的能力。本文通過項目化實踐創新教學，適時運用C51編程體系，對學生學習單片機知識有一定的促進作用。

關鍵詞：單片機；課程教學；實驗創新

目前，單片機課程是電子類專業的必修課，隨著科技的不斷進步與發展，單片機技術在各行各業中有了廣泛的運用，如：家用電器、儀器儀表、工業控制等。本課程的學習能使學生掌握單片機的工作原理，以培養學生的邏輯思維以及編程思想為主，對提高學生分析問題能力和開拓創新意識有重要作用。

1單片機教學現狀

1.1單片機課程簡介

單片機是電子工程專業開設的一門課程，也是機電一體化專業的核心課程，其培養目的是為了能夠適應生產機電類自動控制產品的企業的需要。該課程在教學方法上往往采用項目教學法，使學生能夠更深入更直觀地理解單片機開發的過程，學生在提高專業素養的同時能夠提高自身軟件設計能力，在一定程度上促進了教學改革與創新。

1.2單片機教學特點

1）傳統教學模式是理論課上完教師安排學生上實驗課，在教學順序上，理論課和實驗課是分開的，教師先將單片機硬件的基礎知識講授給學生，再將編程語言程序設計和指令系統講給學生，教師根據教材的編寫對學生進行講解，在理論上是合理的，但教師完全按照教材順序講解是不合理的，很容易造成學生思維混亂，對知識點理解的不清楚，進而影響學生的實踐操作。

2）單片機C51技術是理論與實踐相結合的一門課程，不僅要求對單片機的語言編程和硬件結構完全掌握，還要對數字電路、模擬電路等完全熟悉。因單片機課程較難，且具有抽象性，學生在學習之前難免會產生恐懼心理，教師應引導學生，發現單片機技術課程的趣味，并利用自身專業知識，對課程內容進行改編，通過簡單易懂的解釋，使學生在枯燥乏味的課程上提高自己的學習興趣。

1.3單片機C51教學目標

教師通過對學生的實踐指導使學生通過相關項目的學習進而提高學生單片機的實踐能力和編程能力，使學生掌握C51程序的設計理論及方法，掌握對單片機端口的合理應用；同時，培養學生對問題的分析和解決能力。教師在教學中，最重視的應該是學生對學科學習的態度，針對單片機課程較為抽象，教師應該引導學生在學習過程中發現樂趣，并通過自身努力收獲掌握知識的喜悅，進而增強學生自信心。針對單片機技術專業實用性較強，教師應指導學生團結合作，培養學生職業道德，使其在團結協作下提高自身創新意識。

1.4項目教學法設計原則

1）“先整體，后具體”，教師先讓學生對單片機C51課程進行簡單了解，再對學生將C51程序結構以及端口的應用做進一步的拓展，以提高學生分析和解決問題的能力，并培養學生的編程思想，使學生明白編程設計的原理并靈活應用。

2）試驗箱驗證與模擬仿真相結合的原則，教師在授課時應合理使用相關教學軟件，利用Keil及Proteus軟件對項目進行原理圖布線和代碼調試，并與試驗箱進行連接，實現從概念到產品的設計和應用。

3）教師在教學過程中應以學生為主體，做學生人生的領路人，鼓勵學生主動探索，并對學生對課程的想法進行指導，發現不正確的想法，教師應與學生共同探討，使學生能夠隨意表達自己的見解，進而提高學生學習興趣。

4）教師應重視學生在學習過程中的變化，對項目進行一對一指導，并發揮教師的職能，指導并幫助學生學習專業知識，進而提高學生專業成績。

2單片機C51教學過程

2.1情境導入

由于單片機C51課程難度較大，內容更為抽象，教師在教學時應注重調節學生的積極性，對難度較大的知識點教師可利用多媒體進行教學，利用視頻、圖片等手段使學生更全面更直觀地理解課程內容。學生對形象化，直觀化的項目能夠更容易接受，能夠提高學生的理解能力，進而增加學生學習的自信，提高學生成績的同時，達到教師教學目標。

2.2以單片機原理為核心

在學生了解計算機原理的基礎上，教師對單片機的時鐘與時序、功能單元、項目任務儲存器組織進行深入講解，同時對單片機的語言指令系統進行簡單介紹，進行延伸到項目的使用上，最后對學生介紹單片機與外圍芯片的接口，包括：存儲器、串行通信等資源的拓展。

2.3以單片機C語言教學為主

單片機應用系統的設計，可采用C語言或匯編語言編程，匯編語言對單片機的操作雖然直接簡單，但是在系統規模較大時就會略顯繁瑣，很難進行調試。這時采用C語言就能夠使操作過程簡潔、方便，因C語言有良好的可續性，設計人員在設計大型的系統程序時會采用C語言。而學生對C語言更感興趣，因其指令好記、容易掌握等特點，對于學生在日后的學習中有很大幫助，因大部分電類專業都與單片機有關，學生短時間的學習是不能夠保證畢業設計的質量的，教師若是在教學上對學生進行單片機的教學，使學生循序漸進的學習，就能夠讓學生很輕松地完成畢業設計。

2.4以任務為核心進行教學

教學在教學時應把單片機的課程內容按照難易程度分為幾個任務，由簡單到復雜的教學，學生能夠更容易接受，例如：由彩燈循環亮系統到電子萬年歷系統，學生從簡單的設計再到難的設計就會更加容易。教師注意引導學生理論與實踐相結合，并對項目的設計進行一對一指導，提高學生專業成績的同時，也能夠提高教師的教學水平。

如在設計交通信號燈時，項目要求綠燈紅燈輪流切換，東西方向綠燈30秒，南北方向綠燈40秒，動態掃描顯示時間。先對項目進行分析，學生根據教師布置的任務，進行搜集資料，并進行設計軟件，然后進行資源分配，制定初步方案。

其次制定方案，教師安排學生組成分析小組，對問題進行分析探討，最終形成文檔。再下一步為方案的實施，根據制定的方案，使用編程軟件，將項目的原圖和代碼進行布置和調試，主函數初始化后，定時器完成掃描，通過驗證，觀察效果，進而對設計進行進一步完善。最后進行項目拓展，設計完成后教師引導學生把項目的編程運用到不同領域，比如：洗衣機的洗滌、脫水、和信號燈的紅燈、綠燈、黃燈，學生對項目的親身實施，會增加學生的印象，使學生將設計過程和實際應用想結合，進而提高學生的動手實踐能力，達到了教師教學目的。

3教學改革與創新

3.1設定課程內容

因單片機課程難度較大又具有很強的綜合性，因此，教師在教學過程中應考慮到其難易程度以及應用范圍，制定合理的教學方案，教材大部分內容是指令系統、硬件組成、高級電路等，這些知識點使學生無從下手，學習起來會感覺到困難，嚴重影響學生學習的積極主動性。想要提高學生學習效率就要打破傳統的教學模式，教師把理論知識融人到實踐教學中制定簡單、輕松、生動的教學設計。教師將知識點分成幾個小點，使學生形成清晰地思路，進而在日后的學習中能夠形成系統的知識網。

3.2教學條件

目前我國單片機教學不再是統一教學，教師利用多媒體授課，學生在實訓室里完成任務，保證了學生每人一機，學生的時間條件更加完善，學生通過使用電腦能夠更具體更直觀的操作，相比于在多媒體教室上課，更能提高學習效率。

3.3課程時間安排

為保證學生上課效率和教學的連貫性，把單片機課程安排在同一天，能夠一天內完成一個項目，避免學生的知識點分散，教師也會因時隔太長而重復講課，浪費了課堂時間。教師根據課程的難易程度安排課程進度，保證項目能在規定的課時內講完，這種連貫性和強度能夠保證學生學習效率，進而提高教學質量。

3.4項目操作

教師首先對學生進行理論教學，分析項目后，制定可行方案，教師引導學生怎樣實現任務，進而培養學生的創新意識；教師在焊接制作電路板這一環節，為學生提供電子元件，學生完成任務后檢查電路板的焊接質量，培養學生的動手能力；學生完成電路板制作后，教師為學生布置編程任務，在這一教學環節上，教師可利用多媒體向學生繪制相應的編寫指令，培養學生編寫能力。在具體的操作過程中，通過不斷的完成任務，提高學生的項目操作能力。

3.5開放式教學

如何在教學中實施編排的課程內容是教師在教學中需要解決的重要問題，開放式教學是結合企業電子產品生產過程和項目管式理的基礎上，研究出來的有利于提高教學質量的教學方式之一。實施項目可根據學生自身條件進行自由組隊，教師按照小組形式布置任務，學生若在規定時間內完成任務，可提前組織學生離開教室，實訓室應全天開放，在上課后，供學生自行操作，并鼓勵學生通過網絡尋找對實踐有幫助的資料。

4總結

在電子信息技術飛速發展的今天，單片機技術教學有了新改革和創新，學校在培養人才時應注重與企業要求結合，建立高效的教學體系，并創新教學模式，使學生在現代化教學中更好的學習專業技能，應用于實踐。