單片機C語言課程教學改革實踐

朱文彬 王海燕

摘 要：單片機是自動化技術中一門專業課程。在智能化程度越來越高的今天，職業技術教育中，無論是電工還是電子專業，單片機技術課程已經不可缺少。本文主要從C語言課程改革的出發點、改革目標與價值、課程體系設置等幾個方面探討了單片機課程C語言教學改革過程。對轉變教學方式，改變教學內容，激發學習者學習熱情等進行了一定程度的思考。

關鍵詞：單片機；C語言；課程改革

一、整體教學框架設計

（一）課程層次設計

課程劃分為“基礎篇、硬件篇、綜合篇”三個部分。

“基礎篇”：主要介紹單片機的基本硬件知識、C語言的相關基本語法、單片機最小系統編程。

“硬件篇”：主要介紹與單片機應用有關的芯片、硬件，如A/D、D/A轉換芯片、液晶顯示器、IIC總線芯片等。同時，學習掌握單片機串行通訊原理，能用串行通訊實現雙機、多機通訊。

“綜合篇”：學習使用各種硬件功能模塊，完成各種綜合性較高的單片機控制課題。

（二）相應的學習者能力

“基礎篇、硬件篇、綜合篇”分別對應“初學、提高、設計”三個層次的學習者。

（1）初學階段學習者通過“基礎篇”學習，了解和掌握51單片機最基礎知識，掌握單片機keil軟件使用方法，Proteus仿真軟件繪制調試方法，單片機最小系統，單片機C語言基本語法，簡單開關量單元模塊原理及編程方法，初步建立單片機編程思路，并激發單片機學習興趣。初學階段模塊項目包含彩燈控制，繼電器控制，數碼管顯示，蜂鳴器控制，獨立按鍵控制，陣列式鍵盤技術。

在教學中這個階段主要以老師教，學習者學，然后反復練習為主。為了提高可操作性，提高學習熱情，可圍繞一種基本方式進行講解后，提出類似要求學習者進行編程，實現相同知識點的檢測和鞏固。

（2）提高階段學習者通過 “硬件篇” 學習。在“基礎篇”的基礎上，認識常用的單片機片外硬件。學習掌握定時中斷、外中斷、串行通訊和0809、0832、1602液晶、12864液晶、2402等硬件芯片；這個階段主要培養學習者閱讀芯片硬件說明、理解芯片工作時序的能力，具備參照出廠樣例電路和程序進行芯片應用電路設計和程序編寫的能力。能利用功能程序包編程實現AD采樣、DA波形控制、記憶液晶時鐘等程序；編程前能先繪制出相關流程圖。

在這個階段的教學中，教師以芯片產品說明文件為依托，教會學習者如何閱讀該說明文件、如何分析芯片工作時序圖、如何理解典型電路和程序、如何在典型電路的基礎上進行修改設計等。

（3）設計階段學習者通過學習“綜合篇”。在此階段，學習者主要掌握如何查找并閱讀芯片功能表；按功能要求進行產品功能模塊規劃、硬件電路設計；能繪制充分利用現有資源完成較為綜合的課題設計。這個階段主要以學習者為主、教師為輔。教學中教師給出綜合性較強的設計課題，學習者根據功能要求分析電路參數，構思單元電路組成、完成硬件電路的設計制作、編寫程序、調試功能。

二、教學設計思路

單片機C語言課程教學最難的是“基礎篇”。基礎篇的學習對象是初學者，他們對單片機、對C語言一無所知。在這個階段，如何避免陷入純語言類教學或是純操作類教學；如何激發學習興趣，帶領學習者進入單片機知識殿堂，是改革設計的重點。

對此，我們由淺入深的合理設置工作任務，以工作任務為載體，合理安排知識點，做到需要什么講什么。

在“基礎篇”的教學設計中，主體設計思路是將“C語言語法知識”、“ 單片機基礎知識”碎片化，以工作任務為載體，根據任務的需要進行知識點的梳理、重組。

（一）知識碎片化

“知識碎片化”就是知識點化，就是將書上的知識點一條條羅列出來。這里是對C語言、單片機兩門課程中的知識點進行羅列、梳理，對重點、難點知識點進行標注。梳理時無需考慮知識點什么時候被使用、是否要被使用等問題。

（二）構建學習工作任務

（1）精心設計工作任務。工作任務是核心，工作任務是否合適關系到學習者能否提升學習興趣、快速準確的掌握知識。

（2）合理選取知識點。合理挑選知識點的關鍵是：選取不按先后、只按需要。只要工作任務中需要用到就選取，不考慮知識點在原有教材中所處的位置。

設計工作任務和選取知識點兩項工作要反復推敲、同步進行。設計時將相關工作任務、知識點一一對應列成表格，這樣既一目了然，又能避免知識點的缺漏。下面以“單燈點亮”等工作任務為例：

（3）圍繞一項任務，逐步深入、反復練習。一個工作任務，需要配套幾個改進型任務。任務可以是同難度的條件變化，也可以是遞進式的加深難度。

三、程序模塊化

C語言的語法要做到能看能寫，對于功能程序段做到會用能改。課程前期介紹語法、編程技巧，學習者建立基礎語法知識。之后，在“硬件篇”中，以程序塊的形式介紹芯片，讓學習者通過參數修訂、模塊程序h文件調用等養成模塊化閱讀和編寫程序的習慣。

參考文獻：

[1]譚浩強.C程序設計（第四版）.清華大學出版社.

[2]戴佳，戴衛恒.51單片機C語言應用程序設計實例精講.電子工業出版社.

[3]李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機基礎（修訂本）.北京航天航空出版社.