《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)改革討論

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門電類基礎(chǔ)課程，很多院校的很多專業(yè)都開設(shè)有這門課程，其在課程體系中占有重要地位。本文結(jié)合筆者教學(xué)實(shí)踐，指出了現(xiàn)有教學(xué)在學(xué)生知識(shí)掌握和能力培養(yǎng)的某些局限性，并提出了一些可行性的建設(shè)性建議，在實(shí)際教學(xué)中也在逐步采取，取得了一定的成效，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是自動(dòng)化、測(cè)控、電氣等很多專業(yè)的必修課程，它綜合應(yīng)用模電、數(shù)電、微機(jī)原理等基礎(chǔ)知識(shí)，在讓學(xué)生了解單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)、編程原理的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。同時(shí)，單片機(jī)又是一本工程性強(qiáng)、應(yīng)用場(chǎng)合廣泛的技術(shù)課程，在畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽中多有應(yīng)用，是學(xué)生將來(lái)在自動(dòng)化、電子行業(yè)工作的基本技能。所以，該課程的教學(xué)效果直接影響學(xué)生就業(yè)及將來(lái)在專業(yè)上的發(fā)展。

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)是先介紹51系列單片機(jī)的硬件：包括存儲(chǔ)器配置、硬件引腳等，再講指令系統(tǒng)，而且絕大多數(shù)教材仍然以匯報(bào)指令為主進(jìn)行介紹，最后介紹系統(tǒng)的模塊，有的專業(yè)再開設(shè)接口課程，介紹單片機(jī)的擴(kuò)展等內(nèi)容。這種方法存在一些弊端：

1、軟硬件分離，缺乏有效融合

單片機(jī)的軟硬件實(shí)際是一個(gè)整體，而傳統(tǒng)教學(xué)為了闡述清晰將其分離開講，這就容易造成講硬件時(shí)，不知道如何用；講軟件時(shí)，硬件電路對(duì)不上的狀況。筆者所在學(xué)校，是講授完所有硬件和軟件指令后才開始實(shí)驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行程序的編寫、調(diào)試，硬件電路設(shè)計(jì)沒有任何涉及，軟件指令也缺乏變化。

2、匯編指令系統(tǒng)枯燥且學(xué)完后很快被C語(yǔ)言代替

傳統(tǒng)教學(xué)中采用了很大的力氣來(lái)介紹111條匯編指令及匯報(bào)程序設(shè)計(jì)，純理論的講解很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。而且，很多學(xué)生在之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽中用到單片機(jī)的開發(fā)時(shí)，又多采用C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，這就使得現(xiàn)有教學(xué)與實(shí)際應(yīng)有存在脫節(jié)。

對(duì)單片機(jī)的教學(xué)，很多專家與老師都提出過(guò)自己的建議和意見，筆者根據(jù)自己多年的課堂教學(xué)，談一下可能的改進(jìn)措施：

1、針對(duì)不同的專業(yè)，講授內(nèi)容和開設(shè)學(xué)時(shí)可做不同調(diào)整。

筆者學(xué)校有3個(gè)學(xué)院、9個(gè)專業(yè)開設(shè)單片機(jī)課程，既有計(jì)算機(jī)、通信專業(yè)，也有電氣、過(guò)控專業(yè)，還有紡工、非織造專業(yè)，而課時(shí)安排與講授的內(nèi)容卻相差不大。這樣做，一方面不同專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)不同，講授時(shí)學(xué)生接受程度不一；另一方面，由于課時(shí)限制，很多電類專業(yè)對(duì)接口內(nèi)容介紹有限。

所以，可以考慮將單片機(jī)課程設(shè)置為長(zhǎng)、短課時(shí)兩種，比如授課學(xué)時(shí)設(shè)置為52學(xué)時(shí)和40學(xué)時(shí)兩種，長(zhǎng)學(xué)時(shí)中包括簡(jiǎn)單的接口部分內(nèi)容，使得沒有選修接口的專業(yè)對(duì)單片機(jī)接口知識(shí)也有所了解；對(duì)不同專業(yè)，授課內(nèi)容也可作調(diào)整，對(duì)于電類專業(yè)可介紹硬件接口、擴(kuò)展等知識(shí)，而對(duì)其他專業(yè)，主要偏重于軟件編程和應(yīng)用模塊的介紹，這樣力求在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握更多的相關(guān)知識(shí)。

2、指令介紹利用C語(yǔ)言代替匯編指令

在單片機(jī)的講授中，指令系統(tǒng)的介紹占用了大量的時(shí)間和精力，而學(xué)生一旦進(jìn)入實(shí)際開發(fā)，又發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)系統(tǒng)是采用C語(yǔ)言開發(fā)的，所以可考慮在介紹完必要的單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、控制寄存器后，采用C語(yǔ)言作為主要的開發(fā)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行講授，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系更為緊密。

3、以實(shí)際的設(shè)計(jì)和項(xiàng)目來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性

與現(xiàn)在驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不同，教學(xué)時(shí)，適當(dāng)增加有關(guān)的單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)是非常必要的。 建議采用單片機(jī)常見的外圍接口電路，如：鍵盤電路、LED控制電路、串口通信電路等等。 在制作開發(fā)板之前，鼓勵(lì)學(xué)生多去查閱相關(guān)資料， 當(dāng)學(xué)生親手完成了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，看到實(shí)際效果時(shí)會(huì)充滿了成就感，這樣會(huì)大大激發(fā)學(xué)生的興趣。

4、有條件的學(xué)院可開設(shè)單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)

在單片機(jī)課程教學(xué)中，單純的理論講授和驗(yàn)證性的上機(jī)實(shí)驗(yàn)并不能將單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生，很多學(xué)生學(xué)完后仍然很茫然，因此提供讓學(xué)生能夠真正動(dòng)手參與單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)的機(jī)會(huì)非常必要，而單片機(jī)課程設(shè)計(jì)在一定程度上可以滿足學(xué)生的要求。課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以根據(jù)老師的給定的題目或者學(xué)生自己感興趣的題目來(lái)開展單片機(jī)開發(fā)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生查閱資料、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)自主創(chuàng)新精神。

課程設(shè)計(jì)中，題目的擬定非常關(guān)鍵，一方面題目要有難有易，使不同程度的學(xué)生都能發(fā)揮所長(zhǎng)，達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果；另一方面題目要具有一定的科學(xué)性、實(shí)用性和創(chuàng)造性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最后的作品也讓學(xué)生有一定的成就感。

讓學(xué)生了解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，熟練使用C語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，熟悉與單片機(jī)相連的常用外圍模塊，了解系統(tǒng)開發(fā)的過(guò)程、出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取的措施，是我們對(duì)單片機(jī)教學(xué)追求的目標(biāo)，通過(guò)這門課讓學(xué)生學(xué)到的不僅是知識(shí)重要的是技能，是應(yīng)用，只有這樣才能使學(xué)生學(xué)以致用，畢業(yè)后快速投入工作崗位。

（作者單位：西安工程大學(xué)）