電子專業(yè)單片機教學(xué)中存在的問題及解決對策

樊玉蘭

摘 ?要：單片機作為一種集成電路芯片，不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且集成度高、耗能小，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、家用電器中。此外，單片機在電子專業(yè)中也是一門十分重要的基礎(chǔ)課程，但是當(dāng)前電子專業(yè)單片機教學(xué)中仍存在一些急需解決的問題，該文將對電子專業(yè)單片機教學(xué)中存在的問題及解決對策進(jìn)行簡要的分析和探討。

關(guān)鍵詞：電子專業(yè) ?單片機 ?教學(xué) ?問題與對策

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0130-02

1 ?電子專業(yè)單片機教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)資源短缺

當(dāng)前，大部分電子專業(yè)單片機教學(xué)中所使用的實驗系統(tǒng)配置大致可分為兩種：第一種是不用和電腦聯(lián)機的獨立的綜合實驗仿真系統(tǒng)，這種系統(tǒng)配置比較簡單，只需要學(xué)生利用鍵盤輸入程序就能夠進(jìn)行關(guān)于單片機的所有實驗，但是學(xué)生就無法利用更多的軟件資源;第二種是需要和電腦聯(lián)機的綜合實驗仿真系統(tǒng)，這種系統(tǒng)配置需要和電腦相連，所以可以方便學(xué)生利用電腦中的資源來編輯實驗程序[1]。和獨立的綜合實驗仿真系統(tǒng)相比，這種綜合實驗仿真系統(tǒng)更加全面、方便且快捷，所以價格也更高一點，通常情況下不算電腦的話這種系統(tǒng)配置的價格就能夠達(dá)到數(shù)千元每臺。一般來說，學(xué)校的經(jīng)費都是比較有限的，沒有能力購買很多這種機器，而電子專業(yè)的學(xué)生又比較多，就無法為每一個學(xué)生都配備這種系統(tǒng)配置，這就會對單片機教學(xué)造成嚴(yán)重的阻礙。

近年來，對單片機的研究不斷深入，仿真器更新?lián)Q代的速度也很快，但是學(xué)校由于資金有限就無法經(jīng)常更換單片機的實驗設(shè)備。有的學(xué)校單片機實驗設(shè)備十分老化，甚至是十幾年都不更換，這也不利于單片機教學(xué)的開展。此外，當(dāng)前有很多學(xué)校都比較缺乏單片機教學(xué)實驗室，這就無法為電子專業(yè)的學(xué)生提供相應(yīng)的實訓(xùn)場地，導(dǎo)致很多教學(xué)環(huán)節(jié)無法施展，這也嚴(yán)重影響了單片機教學(xué)的發(fā)展。

1.2 教學(xué)演示困難

實驗是單片機教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，需要教師在課堂當(dāng)中為學(xué)生進(jìn)行實驗演示，但是單片機教學(xué)的實驗不像一些生物、物理實驗一樣比較簡單。單片機教學(xué)實驗演示需要準(zhǔn)備的東西很多，有必需的電源以及電路板，同時還需要用到幫助開發(fā)軟件的電腦以及能夠?qū)嶒灣绦虼鎯Φ絾纹瑱C當(dāng)中的編程器[2]。將這些實驗所用到的設(shè)備都準(zhǔn)備齊全之后，還要進(jìn)行一系列的編碼、調(diào)試的復(fù)雜環(huán)節(jié)。實驗設(shè)備難湊齊，實驗過程也非常復(fù)雜，這就導(dǎo)致很多單片機教師不愿意在課堂當(dāng)中為學(xué)生演示這些實驗。此外，單片機實驗所用到的器件都比較小，這就導(dǎo)致就算教師進(jìn)行實驗演示，學(xué)生也不能看清實驗的現(xiàn)象。最終造成單片機的教學(xué)演示效果十分不好，也阻礙了單片機教學(xué)的進(jìn)步。

1.3 教學(xué)裝置問題

當(dāng)前，大部分學(xué)校的單片機實驗中所用到的綜合實驗仿真系統(tǒng)中包含很多實驗題目，例如A/D轉(zhuǎn)換、雙機通信等，學(xué)生在實驗過程中利用鍵盤輸實驗程序，然后通過數(shù)碼管等觀察實驗當(dāng)中出現(xiàn)的現(xiàn)象以及最后的實驗原理。教學(xué)中開展的實驗主要就是為了證實所學(xué)的單片機理論，從而加深學(xué)生的印象。但是這種實驗系統(tǒng)存在很大的問題，主要就是不能為學(xué)生提供更好的動手操作的環(huán)境，大大減少了學(xué)生思考與操作的機會。這種實驗系統(tǒng)不僅需要單片機芯片的支持，還要利用到其他芯片等設(shè)備的支持，因此這種實驗系統(tǒng)具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且還沒有配備詳細(xì)的電路圖，這就導(dǎo)致學(xué)生在具體的實驗當(dāng)中有很多不明白的地方，在驗證實驗原理時還是一知半解[3]。此外，這種實驗系統(tǒng)中的硬件電路都是固定配置的，沒有辦法進(jìn)行一些帶有一定設(shè)計性的實驗，尤其是單片機技術(shù)迅速發(fā)展，這種實驗系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化的教學(xué)需求了。

1.4 教學(xué)缺乏實用性

當(dāng)前，有很多單片機教師在教學(xué)的過程中仍然采用一些十分傳統(tǒng)、老套的教學(xué)方法，跟不上時代的變化。此外，大部分學(xué)校都比較缺乏單片機的實驗設(shè)備和實驗室，這些因素都導(dǎo)致當(dāng)前單片機教學(xué)缺乏實用性，無法讓學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐操作的能力。

2 ?解決電子專業(yè)單片機教學(xué)問題的對策

2.1 引進(jìn)仿真軟件

單片機的仿真軟件能夠?qū)纹瑱C的軟件以及硬件的實驗環(huán)境和實驗過程進(jìn)行動態(tài)化的模擬，當(dāng)前單片機的仿真軟件技術(shù)越來越高超，其中不僅含有程序存儲器，還有特殊功能寄存器，這些都能夠為教師和學(xué)生提供觀察實驗的窗口，讓學(xué)生在實驗的過程中看到每一個環(huán)節(jié)的結(jié)果[4]。此外，一些硬件仿真器當(dāng)中含有很多問題，比如說價格比較高、不易存放容易壞等，而仿真軟件就不存在這些缺陷。仿真軟件還具有硬件仿真器的功能和作用。一般情況下，電子專業(yè)單片機教學(xué)中對實驗的要求不是特別高，就能夠利用仿真軟件開展實驗，從而促進(jìn)單片機教學(xué)的發(fā)展。此外，仿真軟件只需要一臺計算機就能夠開展實驗，不用過多的設(shè)備，而且對實驗程序進(jìn)行修改之后可以立即看到實驗效果，再結(jié)合一些現(xiàn)代化教學(xué)手段，就能夠很好地解決教學(xué)演示困難這個問題了。

2.2 應(yīng)用單片機實驗仿真板

單片機在單片機系統(tǒng)中是最為關(guān)鍵的一部分，也是形成單片機軟件、硬件系統(tǒng)的前提條件，單片機和其他芯片、電路之間存在頻繁的輸入與輸出活動，僅僅利用仿真軟件的話不利于外部輸入數(shù)據(jù)的獲取。除此之外，當(dāng)前的仿真技術(shù)還是比較有限的，對液晶顯示器這些比較復(fù)雜的器件不容易進(jìn)行仿真。為了充分發(fā)揮仿真軟件的功能，可以應(yīng)用單片機實驗仿真板，這種實驗仿真板能夠通過圖形將數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。在電子專業(yè)單片機教學(xué)中應(yīng)用單片機實驗仿真板能夠使一些大型的實踐作業(yè)操作起來更簡單便捷，甚至可以讓學(xué)生在寢室當(dāng)中獨立完成電子鐘等比較困難的作業(yè)，這樣可以充分利用學(xué)校的教學(xué)資源，也能夠使單片機教學(xué)變得更加靈活，能夠讓學(xué)生通過更多的實驗來驗證所學(xué)的單片機原理，有利于提高學(xué)生的實踐能力和獨立思考能力。

2.3 引入單片機ISP技術(shù)

單片機ISP技術(shù)可以提高單片機接收數(shù)據(jù)的效率，使單片機能夠接收更多的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入到單片機存儲器當(dāng)中。單片機ISP技術(shù)最大的特點在于它不需要編程器，只要擁有一條下載線就能夠開展單片機的實驗[5]。這就大大減少了電子專業(yè)單片機在教學(xué)過程中的資源與裝置的限制，有利于教師在教學(xué)過程中為學(xué)生演示更多的實驗，也為學(xué)生提供了更多動手操作和獨立思考的機會。此外，在教學(xué)過程中引入單片機ISP技術(shù)能夠有效增強教學(xué)的實用性，讓學(xué)生將理論知識內(nèi)化為實踐能力，有利于推動電子專業(yè)單片機教學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。

2.4 對教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新

當(dāng)前，有很多教師在單片機的教學(xué)過程中仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這不符合現(xiàn)代化的教學(xué)要求，大大降低了單片機教學(xué)的實用性。因此，教師應(yīng)該對教學(xué)模式及手段進(jìn)行創(chuàng)新，借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，例如多媒體等開展教學(xué)，提高單片機教學(xué)的實用性。

3 ?結(jié)語

當(dāng)前，電子專業(yè)單片機教學(xué)中存在如教學(xué)資源短缺、教學(xué)演示困難、教學(xué)實用性不強等問題，需要國家及學(xué)校對這些問題進(jìn)行改善，為單片機教學(xué)提供更多的現(xiàn)代化資源、并在教學(xué)中引進(jìn)一些新興技術(shù)，以提高單片機教學(xué)的實用性、改善教學(xué)效果、提高教學(xué)水平，推動單片機教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡利.職高電子專業(yè)單片機教學(xué)中存在的問題及解決措施[J].南北橋，2016（2）：15.

[2] 蔡綿宏.試論中職學(xué)校單片機教學(xué)中存在的問題及主要對策[J].科技展望，2016，26（24）：232.

[3] 董娜娜.單片機教學(xué)存在的問題及改革建議[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（22）：277.

[4] 田媛.就電工電子專業(yè)單片機技術(shù)簡析如何實施項目教學(xué)[J].時代農(nóng)機，2017（11）：197.

[5] 劉旭.單片機課程在應(yīng)用型本科工程化教學(xué)中的改革初探[J].電子世界，2018，543（9）：82-83.