單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革與實踐

杜林

【摘 要】實際上，單片機(jī)原理與應(yīng)用作為一門綜合性和實踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，其主要的教學(xué)目的是為了對學(xué)生素質(zhì)能力方面的培養(yǎng)，促使學(xué)生向著全面型方向而發(fā)展。但是，就我國目前單片原理與應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀來來看，其中還有著很多的問題和不足，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。而且，隨著現(xiàn)代教學(xué)體制改革的不斷深入，單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)改革已經(jīng)勢在必行，尤其是在實踐教學(xué)方面，更是存在了明顯的缺陷。因此，本文針對上述這些問題，進(jìn)行了深入的研究探討，并得出以下相關(guān)結(jié)論，以供參考。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)原理；應(yīng)用課程；教學(xué)改革；實踐教學(xué)

在現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域中，單片機(jī)是一種比較常見的技術(shù)，并在很多的家用電器中得到了較為廣泛的應(yīng)用。而作為電氣信息類專業(yè)的學(xué)生，必須充分掌握該課程的技術(shù)知識，也是必備的技能之一。但是，由于單片機(jī)原理和應(yīng)用原本就是一門應(yīng)用性、實踐性都很強(qiáng)的課程內(nèi)容，只有將實踐教學(xué)與理論教學(xué)靈活運用在一起，才能保證達(dá)到理想的教學(xué)效果。以下，本文重點對單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革與實踐進(jìn)行了探討分析。

1.教學(xué)中存在的問題及原因

在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)過程中，教師們通常比較側(cè)重于對單片機(jī)原理知識和各零部件的介紹，教材內(nèi)容也相對枯燥單一，缺乏對學(xué)生實踐能力方面的培養(yǎng)。并且，在對教學(xué)課程進(jìn)行安排時，也是將理論教學(xué)與實踐教學(xué)相互分離，雖然充分保證了課程體系結(jié)構(gòu)的完整性，卻忽視了課程實用性的重要性，最終導(dǎo)致理論與實踐出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象。以下本文就具體歸納了在當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)中主要存在的問題，并對其原因進(jìn)行了詳細(xì)的闡釋。

1.1教學(xué)安排不適應(yīng)現(xiàn)行單片機(jī)原理與應(yīng)用的教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)方案中基本是由教師對單片機(jī)的工作原理、工作流程以及內(nèi)部構(gòu)造等進(jìn)行介紹，學(xué)生們只是被動的學(xué)習(xí)。并且，這樣的教學(xué)方法并不能讓學(xué)生更好的了解到單片系統(tǒng)是怎樣設(shè)計和組成的。而單片機(jī)工作原理內(nèi)容又與微機(jī)原理課程存在著很多的相似點，如果教師一直過多的敘述這方面的知識，很難再激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，甚至還會讓學(xué)生產(chǎn)生一種厭學(xué)的心理情緒。

1.2實踐環(huán)節(jié)重視不夠

由于缺少實踐課程，使得學(xué)生無法更加全面的掌握到單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計方法，導(dǎo)致學(xué)生實踐操作能力較差。而在傳統(tǒng)的實踐教學(xué)中，一般是以驗證性試驗為主，只是讓學(xué)生們大致了解一下單片機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)造、輸出輸入等方面的實驗。并且，還有大部分的驗證性實驗都是根據(jù)相關(guān)的指導(dǎo)書完成的。這樣一來，學(xué)生通過指導(dǎo)書上的步驟就可以完成實驗，非常不利于對學(xué)生創(chuàng)新性思維的拓展，更無法有效提高實踐動手能力，久而久之，學(xué)生還很可能形成敷衍的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。

1.3教學(xué)手段有待提高

現(xiàn)如今，單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，多樣性的單片機(jī)集成芯片不斷涌現(xiàn)，隨之而來的大量山寨的仿真軟件也越來越多。如果教師還是依舊采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教師，不僅無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還大大降低了教學(xué)質(zhì)量。

1.4 教師自身能力有待提高

眾所周知，單片機(jī)原理和應(yīng)用是一門實踐性較強(qiáng)的課程。然而，就我國當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀來看，其中大多數(shù)是以青年教師為主，一直都沒有對單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行過深入的研究開發(fā)，缺乏這方面的實踐經(jīng)驗。所以，在實際的教學(xué)過程中，也只會照本宣讀，很難達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。

2.理論教學(xué)改革

2.1適當(dāng)調(diào)整課程學(xué)時以順應(yīng)單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展

以某院校為例，其結(jié)合單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與多年來單片機(jī)教學(xué)的經(jīng)驗，對該院 5 個專業(yè)的教學(xué)大綱與學(xué)時進(jìn)行了修訂。從原有的 32 學(xué)時調(diào)整為 48 學(xué)時，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)從 4 學(xué)時調(diào)整為 8 學(xué)時，并且加上了一個周的課程設(shè)計。學(xué)生在先修完微機(jī)原理及應(yīng)用課程之后才開設(shè)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程，這樣可以大大節(jié)約單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、匯編語言的教學(xué)學(xué)時，這部分的內(nèi)容既可以類比微機(jī)原理又可以作為基礎(chǔ)，使學(xué)生易于入門。經(jīng)過修訂，MCS-51 單片機(jī)的硬件、指令系統(tǒng)壓縮為 10 學(xué)時；單片機(jī)的擴(kuò)展、接口電路與應(yīng)用為 12 學(xué)時；其他類型的單片機(jī)原理及應(yīng)用為 8學(xué)時；單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)整為 10 學(xué)時；實踐環(huán)節(jié)為 8 學(xué)時。

2.2以實際應(yīng)用為主，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

想要有著激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在對單片機(jī)原理與應(yīng)用課程進(jìn)行教學(xué)時，要向?qū)W生詳細(xì)的講述單片機(jī)這門課程與本專業(yè)之間的聯(lián)系，并重點對其重要性、應(yīng)用和發(fā)展等方面進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，同時制定出明確的教學(xué)目標(biāo)。其次，教師要高度重視對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，多多開展實踐教學(xué)活動，可以先將單片機(jī)事物展現(xiàn)在學(xué)生面前，通過利用數(shù)字電路觀點進(jìn)行敘述。這樣一來，學(xué)生就能夠迅速了解到單片機(jī)的工作原理是與集成塊的工作原理十分相似，以此來增強(qiáng)自己的學(xué)習(xí)信息。并且，教師還應(yīng)該對一些簡單的驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行演示，讓學(xué)生們直接觀察單片機(jī)的應(yīng)用過程，促使學(xué)生自發(fā)主動的參與其中。另外，教師還應(yīng)該加強(qiáng)實踐教學(xué)與理論教學(xué)的相互結(jié)合，采用先進(jìn)有效的教學(xué)方法，并在平時的理論教學(xué)過程中，加入大量演示性實驗，從而加深學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的印象。

在實際的操作動手過程中，教師可以允許學(xué)生使用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，通過從多種渠道來或缺更多的單片機(jī)資料，從而不斷豐富自己的知識資源，促進(jìn)學(xué)生向著復(fù)合型人才而發(fā)展。

2.3加強(qiáng)C51語言的教學(xué)

多年來，單片機(jī)的教學(xué)和單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)，大多都以匯編語言作為開發(fā)工具，這是由于匯編語言具有代碼緊湊、執(zhí)行時間短、控制及時且易于記憶等優(yōu)點。但是隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)在對硬件結(jié)構(gòu)的過分依賴，不同類型的單片機(jī)匯編指令有所不同，而且程序比較繁瑣，可移植性差等。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)上、可讀性和可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，而且C語言有豐富的函數(shù)庫，可以有效減少編程工作量，對單片機(jī)的硬件稍作了解即可進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，特別是C語言對寄存器的分配與尋址方式都是由編譯系統(tǒng)自動完成，由此可見，將C語言引入單片機(jī)的教學(xué)是很有必要的。在教學(xué)過程中，匯編語言與C語言并重。讓學(xué)生能看懂匯編語言，可以用匯編語言完成簡單程序的設(shè)計，但不要求完成復(fù)雜系統(tǒng)的程序設(shè)計，這樣大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。同時，要求學(xué)生能夠用C語言完成簡單和復(fù)雜程序的設(shè)計，從對比中加深對匯編語言和C語言的理解。

3.結(jié)束語

由于該門課程相對比較抽象，學(xué)生普遍反映開始學(xué)習(xí)的時候入門較難且難以理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此如何使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握單片機(jī)技術(shù)？怎樣使理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合？這些問題已成為單片機(jī)原理與應(yīng)用課程體系建設(shè)的重要議題。 [科]

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