淺談單片機(jī)課程的教學(xué)改革

崔瑞瑞++郭祥++鄧朝勇

【摘要】單片機(jī)課程是電子信息類專業(yè)重要的課程之一，對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)涉及到硬件和軟件兩方面的內(nèi)容。本文針對(duì)單片機(jī)教學(xué)當(dāng)中存在的一些問(wèn)題，比如如何增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力等方面闡述了自己的思路和對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 課程 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）07-0021-02

單片機(jī)產(chǎn)品自1974年問(wèn)世以來(lái)，從最早主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)、智能儀器等多個(gè)領(lǐng)域中，已有40多年歷史。在21世紀(jì)的今天，單片機(jī)在我們的生活中依然必不可少。正是由于單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)各高校中電子信息類專業(yè)都開(kāi)設(shè)了“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程，并將其設(shè)為專業(yè)課或?qū)I(yè)核心課程。由于對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，學(xué)生在理解的時(shí)候比較吃力，興趣也不高，再加上對(duì)單片機(jī)這門課程一般都是以理論授課為主，實(shí)驗(yàn)為輔的傳統(tǒng)教學(xué)模式，所以學(xué)生學(xué)完該課程后，并不能具備用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的能力。因此，為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)單片機(jī)行業(yè)人才的需求，有必要對(duì)傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行改革[1]。

傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

理論教學(xué)主要講授單片機(jī)的基本工作原理，內(nèi)容抽象，涉及知識(shí)面廣，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，講授脫離實(shí)際應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生理解吃力，覺(jué)得枯燥乏味，學(xué)習(xí)興趣自然不高；實(shí)踐教學(xué)主要用集成度較高的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行演示，其結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)固化，開(kāi)放性較差，學(xué)生大都模仿老師或者是根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱上設(shè)計(jì)好的步驟接線，軟件編程環(huán)節(jié)直接讓學(xué)生使用現(xiàn)成的實(shí)例程序，最終完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證即可[2]?；蚴侵苯佑密浖抡嫣娲鎸?shí)的硬件平臺(tái)。這種實(shí)踐教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的整體開(kāi)發(fā)缺乏深刻的認(rèn)識(shí)和創(chuàng)新性；考核方式主要采用平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)，考試試卷以理論知識(shí)考核為主，隨機(jī)性大，無(wú)法真正檢驗(yàn)他們的能力。

關(guān)于單片機(jī)教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議措施

一、課堂教學(xué)改革

1.單片機(jī)技術(shù)是一門電子電路與軟件技術(shù)綜合應(yīng)用的實(shí)踐性課程

因此，高校在專業(yè)課程開(kāi)設(shè)的先后順序上，在開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程之前應(yīng)先修模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路原理、計(jì)算機(jī)微機(jī)原理等課程。這樣會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候更加容易理解。由于單片機(jī)概念抽象，學(xué)習(xí)的時(shí)候容易感到枯燥無(wú)味，因此在教學(xué)開(kāi)始前應(yīng)充分激發(fā)學(xué)生的興趣。大學(xué)生思維活躍、好奇心強(qiáng)、接受新事物的能力強(qiáng)，建議教學(xué)開(kāi)始前，帶學(xué)生參觀由單片機(jī)控制的工程實(shí)體，把單片機(jī)和現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的應(yīng)用緊密聯(lián)系起來(lái)。在講授過(guò)程中，可以列舉一些實(shí)例，如給學(xué)生看一些工作不正常時(shí)的波形圖，分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因，說(shuō)明解決問(wèn)題的辦法。這樣能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，書中的概念和知識(shí)點(diǎn)就不再顯得那么枯燥了。

2.對(duì)理論教學(xué)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間要合理安排

避免理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的扎堆進(jìn)行，要交錯(cuò)開(kāi)展。這樣有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中前后聯(lián)系思考，更重要的是結(jié)合硬件進(jìn)行思考。例如在講完單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)以后就可以展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生邊學(xué)邊做，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)所講理論知識(shí)產(chǎn)生更加深刻的理解。

3.進(jìn)行分組教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性

對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每一小組成員一起完成一項(xiàng)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師及時(shí)關(guān)注學(xué)生的態(tài)度、知識(shí)掌握及設(shè)計(jì)進(jìn)展情況，積極發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，實(shí)時(shí)與學(xué)生之間進(jìn)行交流互動(dòng)。設(shè)計(jì)完成后，小組選出一名學(xué)生進(jìn)行演示，講解。最后，教師負(fù)責(zé)檢查和總結(jié)。這樣不僅能讓學(xué)生充分體會(huì)到完成一個(gè)設(shè)計(jì)的成就感，也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、分析解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

二、實(shí)踐教學(xué)改革

1.采用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)方式

Proteus軟件是一款可以沒(méi)有單片機(jī)硬件而直接利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬仿真的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。教師可以在教學(xué)過(guò)程中利用Proteus軟件靈活方便的對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的線路和程序進(jìn)行修改與調(diào)試，直觀的給學(xué)生展示相關(guān)知識(shí)、方法和技能，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。雖然用Proteus軟件可以模擬正常情況下硬件設(shè)備的運(yùn)行，但是它無(wú)法模擬硬件出現(xiàn)問(wèn)題的情況，這就相當(dāng)于少了一個(gè)給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的環(huán)節(jié)。因此教師可以給學(xué)生提供一些具有基本功能的硬件開(kāi)發(fā)板，讓學(xué)生自己動(dòng)手在板子上設(shè)計(jì)電路，并焊接這些器件。然后將自己編制的程序下載到芯片中，觀察系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果。這樣以后從事相關(guān)工作時(shí)，就具有了解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)和能力。

2.鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

學(xué)校每年都會(huì)舉行各類電子設(shè)計(jì)大賽以及國(guó)家級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練，積極動(dòng)員并指導(dǎo)有一定創(chuàng)新和實(shí)踐能力的學(xué)生參加，并給學(xué)生提供各類專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、科研實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐創(chuàng)新基地的場(chǎng)地和硬件設(shè)備。這對(duì)于學(xué)生今后從事專業(yè)技術(shù)工作無(wú)疑是個(gè)啟蒙訓(xùn)練。

三、考核方式改革

采用與教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，注重實(shí)踐的方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核：課程成績(jī)=課堂×20%+實(shí)驗(yàn)×30%+期末×50%。在期末考核中，除理論知識(shí)外，與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)踐設(shè)計(jì)也占一定比例。這樣只要學(xué)生平時(shí)在課堂和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握了基本原理和技能，考核成績(jī)都能合格。這種考核方法不僅能促進(jìn)學(xué)生在課堂上認(rèn)真聽(tīng)講、積極互動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)課上積極動(dòng)手，而且能真實(shí)的反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況和創(chuàng)新能力。

四、總結(jié)

本文對(duì)單片機(jī)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革與研究，將課程的理論與實(shí)踐融為一體，授課形式具體生動(dòng)，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高課堂參與度和實(shí)踐應(yīng)用能力。單片機(jī)教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，還需在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，不斷摸索、逐步深入才能建立起一套完整的體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周貴舟. Protues和Keil在單片機(jī)教學(xué)中的仿真應(yīng)用[J]. 才智， 2013， （5）： 116.

[2] 姚健. 單片機(jī)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J]. 遼寧高職學(xué)報(bào)， 2015， （2）： 51-53.