單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探討

王貴

摘要：《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》是電子專業(yè)的核心課程，要求學(xué)生掌握單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的方法。隨著新工科建設(shè)的到來，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐能力將變得更加重要。理論聯(lián)系實(shí)際，將理論轉(zhuǎn)變成應(yīng)用于實(shí)際的技能，才能更好地滿足新工科建設(shè)的要求。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)與接口技術(shù);改革;實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.4;TP368.1-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）06-0134-01

Abstract："PrincipleandInterfaceTechnologyofsingleChipMicrocomputer"isthecorecourseofelectronicmajor，whichrequiresstudentstomastertheinterfacecircuitdesignandprogrammingmethodofsinglechipmicrocomputer.Withtheadventofnewengineeringconstruction，itwillbecomemoreimportanttocultivatestudents'practicalandpracticalabilities.Onlybycombiningtheorywithpracticeandtransformingtheoryintopracticalskillscanwebettermeettherequirementsofnewengineeringconstruction.

Keywords：SCMandinterfacetechnology;Reform;practice

引言：高等院校單片機(jī)與接口技術(shù)的項(xiàng)目化教學(xué)，是以單片機(jī)基本原理應(yīng)用實(shí)踐為目標(biāo)，所開展單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序等的教學(xué)。傳統(tǒng)單片機(jī)與接口技術(shù)教學(xué)以教師為主體，學(xué)生往往處于理論知識(shí)被動(dòng)接受的地位，項(xiàng)目課程缺乏理論與實(shí)踐操作相結(jié)合的教育內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)效果較差。基于此，通過構(gòu)建“項(xiàng)目任務(wù)”為中心的教學(xué)模式，能夠轉(zhuǎn)變單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用案例的教育困境，提高學(xué)生單片機(jī)理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐應(yīng)用能力。

1傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題

傳統(tǒng)的教學(xué)方法，主要注重講解理論知識(shí)，再進(jìn)行幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，這樣會(huì)使教學(xué)過程中，理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生無法獨(dú)立完成單片機(jī)開發(fā)的相關(guān)任務(wù)。單片機(jī)課程中，理論包含單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸入輸出系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)通信機(jī)制等，內(nèi)容量大，知識(shí)點(diǎn)多且復(fù)雜，難于記憶。將理論課和實(shí)踐課分開，導(dǎo)致學(xué)生在上完理論課后，做實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘記部分知識(shí)點(diǎn)，增加做實(shí)驗(yàn)的難度，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。單片機(jī)課程是一門專業(yè)技術(shù)課，如果只講授理論知識(shí)，不進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，很難將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)際需要。且在實(shí)際應(yīng)用中，有不少問題，只有通過實(shí)踐才能發(fā)現(xiàn)問題，思考解決方案，并付諸實(shí)踐。

2單片機(jī)與接口技術(shù)項(xiàng)目化教學(xué)的改革實(shí)踐研究

2.1合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。為了使學(xué)生可以更好的接受教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果，可以適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、體系，以便更好地理解教學(xué)內(nèi)容。如講解一些基礎(chǔ)的理論知識(shí)時(shí)，可以穿插一些硬件結(jié)構(gòu)與原理等相關(guān)內(nèi)容;以“指令系統(tǒng)”部分的教學(xué)為例，在對(duì)指令格式、尋址方式等內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以結(jié)合中斷系統(tǒng)的操作進(jìn)行講解;在講解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)時(shí)，先簡(jiǎn)單講解基礎(chǔ)理論，而對(duì)后續(xù)部分進(jìn)行講解時(shí)，可以結(jié)合中斷、定時(shí)等部分內(nèi)容詳細(xì)的講解。利用對(duì)教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)調(diào)整，使學(xué)生對(duì)該課程的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了解，便于學(xué)生順利地進(jìn)行后續(xù)的學(xué)習(xí)。

2.2構(gòu)建以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主的課程項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)。在項(xiàng)目化教學(xué)中，教師應(yīng)在每節(jié)課設(shè)置具體的教學(xué)目標(biāo)，包括教學(xué)任務(wù)目標(biāo)、項(xiàng)目要求、項(xiàng)目組織流程等，盡可能通過單片機(jī)實(shí)踐任務(wù)的規(guī)劃，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)與學(xué)習(xí)。首先，教師要結(jié)合課程教學(xué)大綱，設(shè)定與課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能程序編寫教育目標(biāo)，并明確教學(xué)目標(biāo)需要達(dá)成的實(shí)踐要求。其次，教師創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生主體認(rèn)知的課程教學(xué)情境。例如，以單片機(jī)控制技術(shù)飛行器的設(shè)計(jì)為主題，向?qū)W生提出疑問：“該飛行器并行I/O接口、中斷控制系統(tǒng)、LED驅(qū)動(dòng)電路如何實(shí)現(xiàn)？”之后再按照項(xiàng)目功能實(shí)踐的實(shí)現(xiàn)流程，進(jìn)行單片機(jī)集成電路結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與功能模塊的講解，以激發(fā)學(xué)生參與單片機(jī)項(xiàng)目功能設(shè)計(jì)的積極性，完成相應(yīng)電路調(diào)試、功能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)目標(biāo)。

2.3以各類競(jìng)賽為契機(jī)提升學(xué)生創(chuàng)新能力。“單片機(jī)原理及應(yīng)用”作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在各類競(jìng)賽中獲得了廣泛的運(yùn)用，如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”“藍(lán)橋杯”等競(jìng)賽都設(shè)有單片機(jī)類題目。在此類競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生，說明其有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力與動(dòng)手能力，因此在就業(yè)與考研復(fù)試時(shí)更容易得到用人單位與導(dǎo)師的認(rèn)可。因此，教師應(yīng)以競(jìng)賽為契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生自主走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，擴(kuò)展課外知識(shí)，組建興趣小組，加入電子協(xié)會(huì)，從低年級(jí)開始培養(yǎng)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，引起學(xué)習(xí)興趣，并形成老帶新、傳幫帶的良好氛圍。

2.4引入單片機(jī)課程教學(xué)硬件、深化校企結(jié)合。多數(shù)院校在單片機(jī)與接口技術(shù)課程教學(xué)中，主要采取多媒體軟件、PPT課件等視頻的模擬教學(xué)，對(duì)學(xué)生展開單片機(jī)項(xiàng)目、應(yīng)用程序內(nèi)容的教育，這使得學(xué)生單片機(jī)項(xiàng)目課程學(xué)習(xí)缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。基于此，高校應(yīng)在加快單片機(jī)課堂實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí)，與校外社會(huì)企業(yè)聯(lián)系與合作，多以實(shí)際應(yīng)用中的例子對(duì)單片機(jī)微電子課程的抽象內(nèi)容進(jìn)行具象化講解，特別是單片機(jī)模塊化電路結(jié)構(gòu)、軟件功能編程、應(yīng)用實(shí)現(xiàn)原理等知識(shí)。與此同時(shí)，教師與學(xué)生一道深入企業(yè)實(shí)習(xí)，通過帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)車間，對(duì)單片機(jī)芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電路板等的制作進(jìn)行教學(xué)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中有關(guān)單片機(jī)項(xiàng)目功能實(shí)踐的問題，繪制不同單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)例的流程圖，以不斷豐富自身的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到單片機(jī)與接口技術(shù)課程綜合性人才的培養(yǎng)目的。

2.5指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)與練習(xí)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在課后或課外進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)，學(xué)校應(yīng)在課外開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)與練習(xí)所需要的場(chǎng)所，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器的作用得到充分發(fā)揮。同時(shí)，借助課外練習(xí)，充分的體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，不斷提高學(xué)生的綜合技能，進(jìn)而獲得更好的學(xué)習(xí)與教學(xué)效果。

結(jié)語(yǔ)：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與接口技術(shù)課程應(yīng)用性較強(qiáng)，要求將理論知識(shí)直接應(yīng)用到實(shí)際中去，本著提高學(xué)生理論水平和動(dòng)手實(shí)踐能力，專門設(shè)計(jì)了理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，在近兩年的教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，收到了良好的效果。

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