單片機(jī)課程教學(xué)改革之我見(jiàn)

張 濤，韓春賢，王 盟，侯景忠

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300400）

單片機(jī)課程教學(xué)改革之我見(jiàn)

張 濤，韓春賢，王 盟，侯景忠

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300400）

作者在多年教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，針對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容的組織、技能訓(xùn)練手段的使用以及教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題提出了自己的見(jiàn)解。

單片機(jī)；教學(xué)改革

自20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)的高等院校工科專(zhuān)業(yè)開(kāi)始開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程，至今有20多年了。這期間，在教室講授理論，到實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式一直沿用至今。由于單片機(jī)技術(shù)涉及到硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面的知識(shí)和技能，學(xué)習(xí)難度較大，致使初學(xué)者上課猶如聽(tīng)天書(shū)，時(shí)間不長(zhǎng)多數(shù)學(xué)生就懵懵然而放棄了，入門(mén)者寥寥。如何提高單片機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量，讓更多學(xué)生掌握、應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，一直是教師們研究的課題和課程改革的方向。

高等職業(yè)教育作為我國(guó)的一種教育類(lèi)型，注重的是學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)。本著這個(gè)目標(biāo)，在教高［2006］16號(hào)文件的指導(dǎo)下，從2007年起我院的單片機(jī)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)該課程進(jìn)行了持續(xù)地教學(xué)改革。一是把上課地點(diǎn)從教室移到了實(shí)訓(xùn)室；二是引入了Proteus、Keil等軟件和自行制作了單片機(jī)學(xué)習(xí)板供學(xué)生操作訓(xùn)練；三是改革了考核方法，把終結(jié)性考核改為過(guò)程性考核。

教學(xué)改革是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期探索的工作，教師和學(xué)生都有一個(gè)適應(yīng)、轉(zhuǎn)變的過(guò)程。在教改初期，由于知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性被打亂了，有的教師反映不會(huì)“講課”了；學(xué)生反映上課“玩”的很高興，但最后感覺(jué)“沒(méi)學(xué)到”什么知識(shí)。這兩種反映都是正常的，說(shuō)明了教學(xué)改革還處于初期階段，教學(xué)模式、方法和手段的轉(zhuǎn)變需要時(shí)間。

根據(jù)上述現(xiàn)象，2009年教學(xué)團(tuán)隊(duì)重新編寫(xiě)了單片機(jī)教材，并把它定位在教學(xué)改革初期階段的教材，其特點(diǎn)是盡可能保留傳統(tǒng)單片機(jī)教材的知識(shí)完整性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)，又對(duì)單片機(jī)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了取舍和重構(gòu)，合理地分散到23個(gè)任務(wù)中，借助keil、Proteus軟件的編程、仿真功能，做到以任務(wù)為核心去組織知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，在硬件與程序設(shè)計(jì)中給出了比較詳細(xì)的說(shuō)明，不僅使學(xué)生學(xué)得會(huì)，還要使學(xué)生學(xué)的懂，在掌握技能的同時(shí)，還要具備一定的理論基礎(chǔ)。

整個(gè)課程的教學(xué)分為3個(gè)階段。第一階段主要是讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生興趣，并有一個(gè)較為完整的認(rèn)識(shí)。通過(guò)2個(gè)任務(wù)重點(diǎn)講授單片機(jī)的概念、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展歷程與趨勢(shì)及常用單片機(jī)的類(lèi)型，通過(guò)解剖一個(gè)典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，了解它的構(gòu)成和設(shè)計(jì)步驟。第二階段主要是讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用單片機(jī)，這個(gè)階段進(jìn)行的時(shí)間比較長(zhǎng)，也是課程教學(xué)的關(guān)鍵期。通過(guò)15個(gè)任務(wù)重點(diǎn)學(xué)習(xí)單片機(jī)的7種尋址方式、5大類(lèi)指令及4種程序結(jié)構(gòu)及中斷系統(tǒng)、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、串行通信3大單片機(jī)內(nèi)部資源的使用方法，使學(xué)生具備了初步的硬件和軟件的設(shè)計(jì)能力，從而為后面知識(shí)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第3階段主要是提高學(xué)生單片機(jī)的應(yīng)用技能。通過(guò)5個(gè)任務(wù)、6個(gè)應(yīng)用實(shí)例重點(diǎn)學(xué)習(xí)顯示器、鍵盤(pán)、A／D、D／A等單片機(jī)外部電路及一些綜合性單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，逐步引導(dǎo)學(xué)生把應(yīng)用單片機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題作為一項(xiàng)職業(yè)技能。

在技能訓(xùn)練手段上，分為3個(gè)層次。一是采用Keil、Proteus等編程、仿真軟件，作為入門(mén)，可降低教學(xué)難度和成本，缺點(diǎn)是脫離實(shí)際。二是采用單片機(jī)學(xué)習(xí)板。一塊學(xué)習(xí)板的成本在60元左右，配置發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器和擴(kuò)展接口，能夠完成課程中多數(shù)的任務(wù)，沒(méi)有繁雜的接線，學(xué)生在完成軟件仿真之后，將調(diào)試好的程序下載到單片機(jī)芯片中運(yùn)行觀察實(shí)際效果，彌補(bǔ)了軟件仿真的不足。三是采用單片機(jī)控制對(duì)象，如電腦鐘、搖搖棒及小車(chē)機(jī)器人等，可作為綜合性的訓(xùn)練或課程設(shè)計(jì)使用。在教學(xué)時(shí)，把這3個(gè)層次的技能訓(xùn)練手段進(jìn)行有效地組合，本著先易后難，循序漸進(jìn)的原則，技能培養(yǎng)的問(wèn)題迎刃而解。

鑒于各院校的實(shí)際情況不同，我們對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)提出如下建議：

1．建議把計(jì)算機(jī)組成原理（或微機(jī)原理）、電子電路和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作為先期開(kāi)設(shè)的課程。

2．課程教學(xué)地點(diǎn)安排在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室或計(jì)算機(jī)機(jī)房（安裝Proteus和Keil軟件）進(jìn)行。

3．根據(jù)單片機(jī)課程在各專(zhuān)業(yè)中的地位不同，建議授課課時(shí)安排在60學(xué)時(shí)左右，如作為職業(yè)技能核心課程，建議安排在90學(xué)時(shí)左右，條件允許，再安排1～2周的課程設(shè)計(jì)，從電路設(shè)計(jì)、制作PCB板、焊接到編程調(diào)試整個(gè)過(guò)程讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自行完成。

4．在教學(xué)過(guò)程中，建議教師先做任務(wù)的演示操作，再讓學(xué)生討論，提出任務(wù)的解決方案，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生帶著興趣和問(wèn)題去學(xué)習(xí)。合理安排知識(shí)講授和技能訓(xùn)練的時(shí)間比例，建議每次集中講授的時(shí)間不超過(guò)15分鐘。在用Proteus軟件繪制仿真電路上不要花費(fèi)太多的時(shí)間，學(xué)生能夠熟練繪制單片機(jī)最小系統(tǒng)后，教師只需讓學(xué)生繪制任務(wù)所需部分的電路。

5．在編程訓(xùn)練中，遵循讀（分析）、修改、模仿和獨(dú)立編寫(xiě)4個(gè)階段進(jìn)行，程序的長(zhǎng)度從幾行到幾十行，循序漸進(jìn)，要培養(yǎng)學(xué)生良好地編程習(xí)慣。在掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)考慮C語(yǔ)言程序的教學(xué)，畢竟C語(yǔ)言已成為單片機(jī)開(kāi)發(fā)的主流語(yǔ)言。

6．采用過(guò)程化考核替代終結(jié)性考核。在教學(xué)期間安排3～4次技能考核，某次考核通不過(guò)，可以給學(xué)生1～2次補(bǔ)考機(jī)會(huì)，這樣就可以促使學(xué)生在平時(shí)投入更多的時(shí)間訓(xùn)練。

7．現(xiàn)在多數(shù)學(xué)生擁有計(jì)算機(jī)，教師在安排作業(yè)時(shí)適當(dāng)安排設(shè)計(jì)類(lèi)的作業(yè)，鍛煉學(xué)生查找資料、獨(dú)立完成任務(wù)的能力。建議有條件的學(xué)校，業(yè)余時(shí)間開(kāi)放單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室供學(xué)生訓(xùn)練。

通過(guò)4年的單片機(jī)課程教學(xué)改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，技能明顯增強(qiáng)，教學(xué)面貌煥然一新。

On the Curriculum Teaching Reform of MCU

ZHANG Tao，HAN Chun－xian，WANG Meng，HOU Jing－zhong
（Tianjin Metallurgy Vocational Technical College，Tianjin，China 300400）

On the basis of the teaching reform for many years，the author brings forward his own opinions on the organization of the teaching content，the skills training methods and the issues should be noted in the teaching process for the course of MCU．

SCM；teaching reform

G712

A

1673－582X（2012）08－0101－02

2012－02－20

張濤，天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系系主任，副教授，從事單片機(jī)教學(xué)與研究。