《單片機原理及應(yīng)用》課程改革與實踐

摘 要： 根據(jù)電子信息類人才培養(yǎng)方案，本文對《單片機原理及應(yīng)用》課程進(jìn)行全面改革，采用“理論講授、實驗練習(xí)、課程設(shè)計、電子實習(xí)”四階段教學(xué)新模式，使該課程的教學(xué)更適應(yīng)社會的需要。

關(guān)鍵詞： 《單片機原理及應(yīng)用》 課程改革 教學(xué)實踐

《單片機原理及應(yīng)用》課程是一門面向應(yīng)用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程，在通信類專業(yè)整個課程體系中，單片機知識處于承上啟下的核心地位，一般通信系統(tǒng)和智能儀器儀表的實現(xiàn)都離不開單片機。隨著計算機相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，以單片機為最小系統(tǒng)開發(fā)的產(chǎn)品層出不窮，為了適應(yīng)新世紀(jì)對電子信息類人才的培養(yǎng)需要[1]，《單片機原理及應(yīng)用》課程教學(xué)需不斷更新。

本課程是一門綜合性、實踐性很強的課程，通常分為理論教學(xué)與實踐教學(xué)兩部分[2]。從理論教學(xué)來說，基本以教師課堂講授為主，由于該課程接口芯片多、內(nèi)容抽象、編程難度大，對初學(xué)者來說入門較難，學(xué)生無法深入理解芯片的原理和指令與程序的運行。從實踐教學(xué)來說，實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，學(xué)生只需要觀察和分析實驗結(jié)果，沒有充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)能力，教學(xué)效果有限。

現(xiàn)依據(jù)多年來的教學(xué)實踐過程，摸索出一套基于“理論講授、實驗練習(xí)、課程設(shè)計、電子實習(xí)”四階段的教學(xué)新模式，現(xiàn)談?wù)劥四Ｊ较碌母母锎胧?/p>

一、改革課程內(nèi)容

以知識為基礎(chǔ)，以能力為核心，構(gòu)建“基于應(yīng)用對象的單片機硬件設(shè)計及編程”課堂教學(xué)新方法，確保教學(xué)內(nèi)容的合理性、實用性和先進(jìn)性。打破傳統(tǒng)的循序漸進(jìn)式的教學(xué)方法，以典型項目實例分解模塊，以各個模塊構(gòu)建知識，前后連貫，層層遞進(jìn)。最后，將前述內(nèi)容以應(yīng)用實例進(jìn)行綜合，達(dá)到以“應(yīng)用”為主線連接所學(xué)知識內(nèi)容的目的，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和運用。

對教材內(nèi)容進(jìn)行選擇與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，體現(xiàn)新知識、新技術(shù)、新方法，力求“適用、通用、實用、易用”。在突破傳統(tǒng)教材框架的方面進(jìn)行了一些嘗試與探索，考慮了教材內(nèi)容編排的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性，引入了反映最新科技發(fā)展的知識。內(nèi)容選材上，選用了STC89C52RC系列單片機作為介紹微處理器的重點，加深對單片機組成與工作原理的理解；在內(nèi)容上淡化芯片內(nèi)部組成，從編程所需角度介紹功能，強化其接口連線、應(yīng)用及總線連接技術(shù)，為應(yīng)用單片機硬件開發(fā)奠定基礎(chǔ)；從實用的角度著重介紹了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全雙工單片MODEM、高速并行USB接口芯片與單片機接口電路的設(shè)計和使用方法。

編寫“單片機應(yīng)用案例”講義，將整個單片機工程開發(fā)的過程以案例形式進(jìn)行講解，從硬件電路的設(shè)計到開發(fā)工具、環(huán)境的使用方法，再到具體的應(yīng)用案例，同時運用匯編語言和C語言的編程方法，系統(tǒng)培養(yǎng)了學(xué)生的單片機產(chǎn)品開發(fā)工程應(yīng)用能力。

二、注重實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

為了建立面向21世紀(jì)的通信專業(yè)教學(xué)新體系[3]，必須重新認(rèn)識課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的關(guān)系。我們認(rèn)為，課堂教學(xué)和實驗教學(xué)是相輔相成的，二者都是學(xué)生學(xué)習(xí)與掌握知識的重要手段，其先后順序也不是固定的。在課程設(shè)置上，我們不求按部就班，而求高效率地向?qū)W生傳輸知識，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。以課程內(nèi)容中的案例為基礎(chǔ)，開發(fā)“單片機教學(xué)、實驗、設(shè)計系統(tǒng)板”，將理論知識的講述和硬件電路的現(xiàn)場調(diào)試相結(jié)合，使學(xué)生對單片機的整個開發(fā)有了直觀的認(rèn)識，加強了對理論知識的理解。

實驗過程[4]從軟件和硬件兩方面入手，軟件實驗通過編寫程序，上機調(diào)試并運行，提高學(xué)生編程的能力；硬件實驗?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)學(xué)生設(shè)計硬件，編寫接口程序，完成控制任務(wù)的目的。以單片機實習(xí)項目的開發(fā)和調(diào)試代替理論考試，系統(tǒng)考查學(xué)生的應(yīng)用能力和解決實際問題的能力。

實驗內(nèi)容既要滿足基本教學(xué)實驗的要求，又要為課程設(shè)計和實習(xí)實訓(xùn)所用，通過這3個環(huán)節(jié)從基礎(chǔ)到簡單再到復(fù)雜的實踐過程，從驗證性實驗向設(shè)計性實驗過渡，提高學(xué)生獨立思考解決問題的能力。

三、教學(xué)與科研相結(jié)合

要求教師能力雙向發(fā)展?！秵纹瑱C原理及應(yīng)用》是一門面向?qū)嶋H應(yīng)用的課程，要突出學(xué)生的工程應(yīng)用能力。因此，要求教師盡可能做到雙向發(fā)展，充實理論知識、發(fā)展教學(xué)能力；多動手實踐，提高工程應(yīng)用能力。

鼓勵學(xué)生參與電子競賽。通過這個創(chuàng)新性平臺，使學(xué)生靈活運用所學(xué)知識，并了解設(shè)計開發(fā)項目的過程，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好基礎(chǔ)。

鼓勵學(xué)生參與科研[5]。在培養(yǎng)學(xué)生基本技能的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生參與老師的科研項目，在承擔(dān)力所能及的工作的基礎(chǔ)上，積極嘗試難度更大的工作，鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝斌，沈慧芳，李民生.電子信息工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的幾點思考[J].科技廣場，2011（7）：254-256.

[2]艾德才.大學(xué)計算機硬件教學(xué)內(nèi)容改革勢在必行[J].計算機教育，2005（3）.

[3]樊楊祖.高職通信服務(wù)類專業(yè)定位及建設(shè)路徑探究[J].職業(yè)與教育，2009，5：120-121.

[4]鄒逢興.創(chuàng)新教學(xué)是提升教學(xué)質(zhì)量的永恒動力[J].中國高等教育，2004（22）：34-36.

[5]施衛(wèi)東.《微機原理》課程的改革與實踐[J].武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院學(xué)報，2007（21）：62-64.

基金項目：甘肅省“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃項目（GS[2011]GHBG089）。