《單片機應用技術(shù)》的實踐型教學策略與探討

【摘 要】《單片機應用技術(shù)》是高職高專院校電氣、電子、機電等相關專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，其理論性強和實踐性要求高，本文從《單片機應用技術(shù)》實踐教學內(nèi)容的加強、實訓項目的精選、實驗平臺的構(gòu)建等方面，探索和改進教學方法和手段。

【關鍵詞】《單片機應用技術(shù)》 " " "實訓項目 " "實踐 " " 教學策略 " " "實驗平臺

一、引言

隨著社會的進步、科學技術(shù)的發(fā)展，單片機技術(shù)廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭生活等領域，因而《單片機應用技術(shù)》這門課程在高職高專相關專業(yè)教學中越來越重要。單片機技術(shù)涉及的知識面廣、理論性強、更新快、實操性要求高，而高職學生基礎較薄。為了更好地把這門課程教好，可以采用實踐項目式教學，加強實訓實踐教學環(huán)節(jié)，以期提高學生的綜合能力，達到零距離上崗。

二、實踐教學項目的選擇

傳統(tǒng)的教學以理論教學為主，按部就班地逐步介紹單片機的硬件組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、軟件編程、定時/計數(shù)及中斷、硬件外部接口及擴展、綜合應用。課程內(nèi)容涉及模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機原理、C語言或匯編語言、PROTEUS仿真軟件和KEIL軟件。在課程總實訓過程進行作品制作時，還與《電子裝配工藝》這些課程有關。高職高專的學生根本沒有較深入地學完上述課程，基礎較差，理論知識的講解根本無法讓學生理解和領會。為了提高學生的學習積極性，在教學過程中，盡量把理論知識要點與實踐內(nèi)容穿插好，應用到各個項目中來。通過一個個項目的介紹，以達到學習的目的。運用單片機典型實用的例子，學生理解了單片機是如何應用的，并掌握相關的知識點。

三、實訓項目的精選

在教學過程中通過項目學習，把整個單片機的理論知識和操作技能全部考慮進來。由于項目不多且項目較大，每個項目涉及的知識點多，對于基礎較差的同學來說，很難跟上節(jié)奏。為了達到更好的教學效果，可以開設課外興趣小組和組建電氣協(xié)會，充分利用協(xié)會會員，以強幫弱的方式，在課后布置一些實驗內(nèi)容。同時，課后的實訓項目要能夠?qū)虒W內(nèi)容進行補充，要由簡到難，并能有明顯的實驗結(jié)果顯示。這樣，既能讓學生獨立完成操作，又能提高學生的學習興趣和知識水平。

四、實驗平臺的構(gòu)建

單片機實踐教學目的是提高學生動手能力，鞏固理論知識，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。而單片機技術(shù)發(fā)展快，實驗室設備更新跟不上單片機技術(shù)更新的步伐，以往的實驗柜大部分也只能達到模擬仿真作用。為了把所有的實驗實訓項目都能實踐到，實驗平臺的構(gòu)建是很關鍵的。

①實驗實訓室的建設

高職高專學院的特色是培養(yǎng)出高技能人才，實驗室可以提供很好的教學環(huán)境和場所，為學生平時動手、課程實訓、畢業(yè)設計、學生技能比賽培訓訓練提供一個集中的場地，同時及時與教學內(nèi)容同步，為學生一起學習、設計、創(chuàng)作提供了必備的條件和空間。

②虛擬實訓室的構(gòu)建

虛擬實訓室的構(gòu)建既提供了實驗實訓條件，又不需要太多的設備成本。目前，運用得較多的是PROTEUS仿真軟件，該軟件是英國Labcenter公司開發(fā)的一款電路仿真軟件，它特別適合對嵌入式系統(tǒng)進行軟硬件協(xié)同設計與仿真。運用PROTEUS仿真軟件進行單片機課程的教學，不僅可極大提高理論教學的生動性，使學生如同身臨其境，而且還可彌補實驗教學的一些缺陷，如，克服了單片機實驗箱在教學中硬件電路固定、學生不能更改等的局限性。

③單片機實驗板的建設（硬件仿真）

實驗的硬件電路在面板上搭建，使學生掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法和技能，通過在線編程ISP軟件和KEIL軟件，其中KEIL軟件完成對用戶編制的匯編語言源程序或C語言源程序進行編譯跟蹤調(diào)查試，生成*.HEX文件，而ISP軟件起燒錄功能，作產(chǎn)品開發(fā)時實驗板也可作為獨立編程器使用。這樣學生就有條件進行產(chǎn)品的開發(fā)、程序的設計和產(chǎn)品設計的演練、驗證。由于開發(fā)板價格便宜，學生可以自行購買，以便隨時在寢室做實驗，實驗板上有多個短接塊，通過改變跳線的位置改變接口進行設計安排。教師團隊還可自主設計開發(fā)一套單片機開發(fā)板加工成套件，供學生上課使用，學生在教師指導下將套件焊接成成品，開發(fā)板各項功能由教師幫助調(diào)試。調(diào)試完成的開發(fā)板能夠獨立下載單片機程序，具有端口實驗、數(shù)碼管實驗、鍵盤陣實驗、蜂鳴器實驗、串口實驗等基本實驗功能，并且具有外部擴展能力，能夠進行項目開發(fā)。學生通過開發(fā)板制作，能對硬件安裝及使用進行全新的認識和鞏固。

④校外實訓場地建設

為了使學生能達到零距離上崗，合理安排校外實習，充分利用企業(yè)實訓條件，建立與相關企業(yè)友好的合作關系，這樣學生能更深刻地認識到單片機的用途和大型項目的開發(fā)。

五、結(jié)語

通過十幾年的教學實踐與探索，采用實踐型單片機教學，把單片機知識整合到項目中來，克服了傳統(tǒng)教學被動、呆板的缺點，既提高了學生的學習興趣和學習效率，又減輕了教學難度，大大提高了課堂上的學習主動性。虛擬實訓室的構(gòu)建，讓學生零成本進行項目開發(fā)，學生由以前做題鞏固知識轉(zhuǎn)變成項目任務完成、制作作品理解知識，技能水平大大提高，為就業(yè)打下了堅實的基礎，達到了很好的教學效果。

【參考文獻】

[1]魯倫文，孟鳳果.單片機原理及應用[M].北京：北京科學技術(shù)出版社，2010（7）：42-66.

[2]王喜云.單片機應用基礎項目教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009（3）：55-87.