關于單片機課程的教學改革淺析

張智林

摘 要：單片機課程是一門實踐性強、綜合性大、工程性高的注重應用的學科。對于很多初學者來說，他們很難理解和接受其中抽象和復雜的內(nèi)容。筆者結合實際教學經(jīng)驗，對本課程作了些教學改革。

關鍵詞：單片機；教學改革；教學方法

單片機課程對于工科學生來說是一門很重要的課程，是學生將來就業(yè)的重要砝碼，也是從事電子行業(yè)最基本的技能。這門課程綜合性大，涉及了應用模電、微機原理和數(shù)電等基礎知識，同時對學生的動手實踐能力要求較高，而在傳統(tǒng)的教學中，人為地把單片機的軟件和硬件拆分來講，先講內(nèi)部結構再講指令系統(tǒng)，后講接口電路和芯片的擴展，再實驗，這樣就難以培養(yǎng)學生在專業(yè)上的突出技能。這種傳統(tǒng)的教學方式主要有以下兩個弊端：

第一個是軟件和硬件沒有很好地結合，人為分離。單片機的軟件和硬件是相互依存的，是一個統(tǒng)一的有機整體，但傳統(tǒng)教學為了講解清晰方便所以將其分開來講，造成了講軟件時學生不知道硬件電路的狀況，講硬件時不知其具體用處。單片機的應用系統(tǒng)不僅僅指軟件設計，還包括硬件設計，而傳統(tǒng)教學里的實驗項目多是讓學生在已有的試驗箱上進行指令程序的編寫，導致其在硬件電路設計上得不到應有的鍛煉；第二個是指令系統(tǒng)枯燥難解。在課堂上純粹地向?qū)W生講解100多條指令確實很抽象，教師講得枯燥乏味，學生也聽得昏昏欲睡，學習興趣大打折扣，達不到理想的教學效果，求其因是不知其用。實驗只是對指令的驗證，也無法激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力。

總的來說，在單片機的傳統(tǒng)教學里存在著理論和實踐不相結合的問題，所以作為一名一線教學工作者，為了優(yōu)化教學效果，筆者主要從以下幾個方面談談單片機教學改革的方法。

一、單片機教學改革的方法

1.激發(fā)學生學習興趣

大一新生剛接觸這門課程的時候，看著教材好比天書，會在心理上造成很大的壓力，對以后的學習造成了不良影響，所以教師要給他們上好第一課。興趣是最好的老師，有興趣才有學習的動力。講解理論之前先帶他們到實驗室參加學習，向他們介紹實驗設備的用處，再演示一些有趣的實驗。讓他們在實際中明白學習的作用和目的。還可以進一步提供編譯好的應用軟件指導他們完成一些形象生動的實驗，激發(fā)同學們學習單片機課程的興趣。

2.充分利用多媒體進行教學

現(xiàn)代教學技術的改進大大方便了課堂教學，在單片機課程的教學中尤其需要借助多媒體進行施教，因為其圖、文、聲、像并茂的特點可以增加學習的趣味性，調(diào)動課堂氣氛。另外利用多媒體進行教學大大提高了教學效率，節(jié)省了教師的板書時間，使老師和學生的互動時間增加，更及時透徹地分析和解決問題。對于難于理解的內(nèi)容還可以利用多媒體通過動畫、圖形等把抽象的東西具體化，便于學生充分理解掌握。多媒體教學不僅可以進課堂，還可以深入學生的課余時間。在網(wǎng)絡技術如此發(fā)達的今天，網(wǎng)上資源數(shù)不勝數(shù)，所以教師可以給學生介紹一些國內(nèi)比較出名的單片機網(wǎng)站、技術論壇網(wǎng)址等，讓學生在課余時間也可以接觸到優(yōu)秀的學習資源。高校教師也可以積極進行單片機的網(wǎng)絡課程的建設與開發(fā)，實現(xiàn)單片機教學向多種教學模式發(fā)展。

3.理論教學與案例教學相互結合

教師可以通過選取豐富的直接來源于實際的常見的工程案例，或自己曾經(jīng)親自實踐過的應用案例進行教學，達到激發(fā)同學們求知欲的目的。例如說運用單片機來設計一款簡單的音樂播放器。在完成的過程中就包括了外圍芯片和單片機型號的選擇，如何設計焊接電路板，實現(xiàn)串行通信和并行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)鹊确矫娴挠布O計知識。學生對相關程序的輸入，軟件的編程等軟件知識也得到了實踐和鍛煉。這種以案例為向?qū)?，把硬件知識的講解和軟件知識的講解相互結合在一起，能讓學生真正地、更直觀地掌握如何進行單片機的應用與開發(fā)。在這個教學過程之前并不需要同學們完全掌握相關的知識點，而是讓他們先觀察接觸到的現(xiàn)象，引起他們的關注和興趣，再進一步深入學習。這就使得傳統(tǒng)教學中軟件知識與硬件知識分離教學的情況得以改進。從理論到現(xiàn)象，再從現(xiàn)象到理論的過程中，學生的學習是自主的，具有創(chuàng)造性和探索性，大大地激發(fā)了他們學習知識和創(chuàng)新的潛能。

4.項目教學的實踐與開發(fā)

單片機課程在正常情況下會安排兩周時間進行課程設計，學生可以自愿分組，以小組的形式進行合作，制定和實施完成一個項目。項目設計的題目可以在教師給出的多個題目中自行選擇感興趣的，也可以小組設計題目，再與教師商量決定。確定題目后，小組內(nèi)研究討論、分工協(xié)作，一起確定實施方案。在這段時間里，同學們認真嚴格地按照硬件設計、制板、軟件設計和調(diào)試等幾部分單片機的開發(fā)過程進行操作實踐。在項目實施完成的過程中，每個小組內(nèi)的學生互幫互助、分工合作、共同探究，既培養(yǎng)了他們自主學習的習慣，也鍛煉了他們的團隊合作精神。完成一項課程設計使學生所學的知識得到了綜合應用，這是難度較大、要求較高的任務，教師應該要耐心指導，也要大膽放手，合理指導學生獨立完成課程設計。

通過完成項目任務作為一個教學單元，打破了原有的軟硬件分離的界限，不再按照原來的硬件結構、指令、編程的先后次序，而是將每部分知識分解成一個個的知識點，需要抽取每部分的不同知識點將其組合才能完成一個項目任務。同學們?nèi)绻莆樟藛纹瑱C的開發(fā)過程就能順利完成第一個項目任務。如果完成第二、第三個項目任務，自己就可以模仿性地編出自己設計的程序。這是一個在不斷成功地完成任務的基礎上學習的過程，當完成全部項目內(nèi)容后，知識點就全掌握了。但是并不是說必須完全掌握所有知識才能做開發(fā)，事實上即使只掌握了部分知識點也能夠去做一些程序了?？傊趯嵺`中學習，在學習中實踐。

5.倡導學生積極參加競賽活動

真金不怕火煉，為了鍛煉提高學生的綜合能力，可以倡導他們積極參加各種競賽活動，尤其是“全國大學生電子設計競賽”，這是現(xiàn)今我國高等院校教學評估中受專家認可度最高的大學生競賽活動了。近年來的電子競賽大多以單片機為核心技術，設計內(nèi)容多，題目難度大，所以可以從學生應對各種電子大賽的能力來判斷他們掌握單片機理論和技術的水平。參加競賽既鍛煉了他們勇于走出課堂、敢于走出校門的志氣，也促進了課堂教學改革。

6.到企業(yè)中參觀實習、幫助解決問題

學以致用，才能發(fā)揮自己的價值。在寒暑假的時候，同學們可以到工廠企業(yè)中參加實習鍛煉，和一線工人多交流，若遇到問題可以當場解決的就馬上解決，如果遇到了自己不懂的部分就可以下班后查找相關資料來解決，這既填補了自己知識的空白部分，也幫助企業(yè)工廠解決了實際問題，一舉兩得。

二、總結

通過一段時間的課程教學改革取得了不錯的成效。在這兩年的全國大學生電子競賽中，我院學生取得了可喜的成績，8個參賽小組獲得了5個全國一等獎，2個二等獎，1個三等獎。在畢業(yè)生就業(yè)情況中，很多學生都被幾個大企業(yè)錄用。所以教學改革應該與時俱進、不斷創(chuàng)新，以上就是我的一點心得。

參考文獻：

[1]朱向慶，胡均萬，陳宏華，鐘耀駿，黃錦鵬.多功能單片機實驗系統(tǒng)的研制[J].實驗室研究與探索，2012（04）：41—44.

[2]張俊謨.單片機的發(fā)展與應用[J]. 電子制作，2007（08）.

（作者單位：玉林師范學院物理科學與工程技術學院）