探索單片機教學實踐培養(yǎng)學生應用能力

叢申 王亞明

文章改進一塊單片機教學和實踐方法。教學以工程引導，注重單片機在實踐中的應用情況。著眼于培養(yǎng)學生單片機產(chǎn)品設計、開發(fā)方法。在單片機技術教學中需要單片機的應用作品演示提高學生的學習興趣，以及KEILC4.0，仿真環(huán)境Proteus8.0使用。教學目標是培養(yǎng)學生學習興趣，提高學生工程實踐能力，以及教師的提高教學水平。

單片機原理與應用機電信息類專業(yè)必修課，是應用性很強的課程。學生大多在開始從解單片機的整體結構，逐步學習編程和應用。為了提高學生單片機應用能力，許多學校及教師都在探索提高該課程的教學效果的方法。對單片機課程進行了教學方法的改革，應注重單片機在產(chǎn)品中的具體應用，培養(yǎng)工程實踐能力。使學生初步具有利用單片機開發(fā)產(chǎn)品的能力。

1 教學方法

目前單片機通常以89C51單片機為基礎進行教學，以c51語言為主，匯編語言為輔助。教學首先從熟悉單片機出發(fā)，操作單片機的輸入輸出口。操作的硬件編程核心是讀寫變量，尋址是編程的核心。初學者認為尋址方法比較多不好理解，主要還是編程實驗少。

編程語言編譯環(huán)境，因為使用較早編譯環(huán)境成熟及可以使用KEILC4.0編譯也可以在Proteus8.0的源代碼中編譯，C51語言KEILC4.0編譯更方便。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國家戰(zhàn)略也要求物聯(lián)網(wǎng)相關技術、市場上主流芯片和方便的編程語言和環(huán)境，不斷改進和更新，做一些教學改變必要的。以便開拓知識范圍，建立編程理念和電路設計思想。

2 單片機教學改進

傳統(tǒng)單片機教材內(nèi)容通常以單片機硬件結構、指令系統(tǒng)、程序設計、中斷系統(tǒng)、定時器、計數(shù)器、串行通信、ADC ， DAC轉(zhuǎn)換這八個章節(jié)順序講解。理論性很強，學生接受難度較大。

針對單片機課程特點，改進教學以任務為主線，采用引導和練習結合的方式進行。將工程項目教學和任務驅(qū)動方法引入到單片機的教學中，實施過程中對單片機產(chǎn)品講解，先讓學生能感覺到單片機可以做什么，應該去學什么，學了之后自己可以做出什么作品。利用工程導向來引導教學過程，首先講解工程原理、調(diào)動學生討論、讓學生更具生活經(jīng)驗找出解決問題思路，綜合比較確定設計方案。支撐工程教學的硬件設備應盡量齊全，要帶到教室去，來增強教學效果提高學生學習興趣。

單片機是一門工程實踐很強的課程，而用單片機實現(xiàn)一個實際的產(chǎn)品設計又包含很多的理論知識，對學生的程序編寫能力的要求較高。基于學生學習情況，可以設計由易到難。分成小項目。讓學生看到仿真效果和現(xiàn)實硬件作品的效果可以使用Proteus8.0和KEILC4.0軟件模擬效果。提高了單片機學習效果。促進了學生主動學習。在使用仿真軟件可以解決了遇到程序故障的問題。教師還可以通過畫電路圖，進一步說明電路和驅(qū)動設計知識。從而拉近單片機與學生之間的距離。有以上教學改進，學生對單片機知識有了具體的概念和更好理解。可以提高單片機的教學效果。

3 實踐教學方法改進

在對學生進行實驗能力和測試能力培養(yǎng)的前提下，實驗教學水平的提高應著眼于學生創(chuàng)造性能力和綜合應用能力方面，合理地進行教授儀器使用、測試方法、可以提高學生工程實踐能力。加強課程設計環(huán)節(jié)可以更進一步提高學生工程應用能力。

在實驗教學中，由于場地、設備的限制，學生親自接觸實驗的機會和時問非常少，因而很難參與到單片機中各種細節(jié)的設計，影響了其動手和操作能力的提升。實用軟件Proteus8.0中有許多仿真儀表儀器，如虛擬終端、電流電壓表、電流電壓源、計數(shù)器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀、示波器等，這些儀表儀器在應用中可以被隨時調(diào)用，各種實驗或?qū)嵺`過程都可以通過Proteus虛擬軟件進行仿真，整個操作過程如同在現(xiàn)實實驗室中進行，可以補充一些實驗條件，也可以提高學生的學習興趣。

實踐教學離不開實驗室，因為教學中工程案例的調(diào)試，必須最好在實驗室進行。只有虛擬實驗，學生積極性提高受到一定的限制。現(xiàn)實中的物理器件，可以讓學生摸得著、看得見增加真是感，可以讓學生適當做幾個驗證實驗，重點綜合實驗課程設計可以提高學生系統(tǒng)設計能力。

工程式教學方法，學生邊學邊練，循序漸進，比如綜合實驗結束可以讓學生從設計、制版以及硬件電路板調(diào)試。單片機課程設計，可以強化學生對知識的掌握，從而能用單片機進行應用設計。引導學生注重工程實踐能力、主要考查學生對學知識的應用能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。這樣的實踐內(nèi)容接近工程實際。學習方式更加自由，符合當代學生的學習心理，能夠收到較好的學習效果。

4 結論

教學改革的目的，是為創(chuàng)造更合理的學習環(huán)境；是為教學效果更好；學生更容易獲得知識。以工程引導的方式教學，可以讓學生取更多實踐知識和學習方法，鼓勵了學生進行創(chuàng)新和創(chuàng)造性的探索學習，培養(yǎng)學生應用能力和一些工程問題解決的思路。對單片機教學過程進行改進可以改變目前大學實踐能力不足的問題。可以適應今天在物聯(lián)網(wǎng)時代背景下的人才需要特點，使學生獲得一些工程實踐知識和技術、有助于高等教育的時效性、有助于學生就業(yè)，并很快適應市場需要。

（作者單位：塔里木大學信息工程學院）