單片機(jī)課程教學(xué)模式探討

摘要： 單片機(jī)課程是一門(mén)多理論、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在教學(xué)中要把握好理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核各個(gè)環(huán)節(jié)。本文從這三個(gè)方面對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī)課程 理論環(huán)節(jié) 實(shí)踐環(huán)節(jié) 考核環(huán)節(jié)

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)具有體積小、性價(jià)比高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器、數(shù)據(jù)采集、通信及家用電器等領(lǐng)域，其在教學(xué)及產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)中的一項(xiàng)不可缺少的重要技術(shù)，是電子類(lèi)專業(yè)和機(jī)電類(lèi)專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門(mén)技術(shù)，同時(shí)也是一門(mén)非常重要的專業(yè)課。掌握有關(guān)單片機(jī)的組成和工作原理以及系統(tǒng)的擴(kuò)展和接口技術(shù)，能夠?yàn)閺氖潞烷_(kāi)發(fā)與電子信息和通信領(lǐng)域相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)的研究工作打下較為扎實(shí)的基礎(chǔ)。

單片機(jī)課程是一門(mén)多理論、重實(shí)踐的課程，其理論知識(shí)和實(shí)踐能力對(duì)于單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)都非常重要，因此在教學(xué)過(guò)程中如何將這兩個(gè)環(huán)節(jié)把握好就顯得尤為關(guān)鍵。

一、理論教學(xué)方面

單片機(jī)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它主要體現(xiàn)在硬件和軟件的緊密結(jié)合，要編制單片機(jī)的應(yīng)用程序就必須很好地了解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，所以在理論教學(xué)過(guò)程中需要重點(diǎn)給學(xué)生介紹硬件方面的知識(shí)以及基本的指令系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師習(xí)慣于以“單片機(jī)簡(jiǎn)介→硬件結(jié)構(gòu)→編程指令→系統(tǒng)擴(kuò)展”這種按部就班的方式去進(jìn)行講解，這種模式符合單片機(jī)課程的特點(diǎn)。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中會(huì)遇到許多問(wèn)題，如：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象、指令功能多、程序編寫(xiě)困難造成學(xué)生難懂的問(wèn)題，很難提高學(xué)生的實(shí)踐能力，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。

為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可以把理論教學(xué)從傳統(tǒng)模式過(guò)渡到一種模塊化教學(xué)的模式。單片機(jī)這門(mén)課程的模塊化教學(xué)方式具有很強(qiáng)的靈活性，一個(gè)模塊可以是一個(gè)單元的知識(shí)，可以是幾個(gè)單元的組合，甚至可以是一本書(shū)的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)使學(xué)生由學(xué)期末的反饋?zhàn)兂赡K的反饋，有利于教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。比如說(shuō)，我們可以將單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)置成一個(gè)主模塊，在這個(gè)主模塊下包括單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和引腳說(shuō)明，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)這幾方面內(nèi)容。通過(guò)實(shí)物演示及多媒體教學(xué)方式讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)有一個(gè)簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，然后在后續(xù)的模塊中選擇一些好的實(shí)例作為模塊，使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器，并學(xué)會(huì)用指令對(duì)接口進(jìn)行編程。

總的來(lái)說(shuō)，模塊化教學(xué)的含義及特點(diǎn)是詳細(xì)分析、概括、總結(jié)了單片機(jī)課程的所有內(nèi)容，改變了原有課程體系的束縛，打破了原有章、節(jié)的順序，根據(jù)高職學(xué)生的素質(zhì)和能力，根據(jù)理論和實(shí)踐相統(tǒng)一的特點(diǎn)，把單片機(jī)課程分為若干個(gè)主模塊，每個(gè)主模塊下又分為不同的子模塊，并根據(jù)不同的模塊采取了與之相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段。與傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式相比，模塊化教學(xué)模式能更好地使學(xué)生掌握單片機(jī)的理論知識(shí)。筆者通過(guò)一段時(shí)間的教學(xué)嘗試，取得了較好的成效。

二、實(shí)踐教學(xué)方面

實(shí)踐教學(xué)一般分成實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，實(shí)踐教學(xué)穿插在理論教學(xué)階段中，通過(guò)一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生不僅能很好地掌握課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，而且能達(dá)到舉一反三的目的，因此也達(dá)到了理論教學(xué)的目的。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容應(yīng)該選擇一些實(shí)用性強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為增加學(xué)生的主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一般只給出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，以及基本的硬件接線圖，其余的環(huán)節(jié)就由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)課中獨(dú)立完成，如程序設(shè)計(jì)和上機(jī)調(diào)試。

傳統(tǒng)的單片機(jī)程序設(shè)計(jì)工具為匯編語(yǔ)言，使用匯編語(yǔ)言編程的優(yōu)點(diǎn)是代碼緊湊，運(yùn)行效率高，可直接對(duì)單片機(jī)硬件進(jìn)行控制;缺點(diǎn)是對(duì)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的依賴，語(yǔ)句抽象不易理解，編程功能弱，編程效率低等。過(guò)去單片機(jī)的教學(xué)和實(shí)際開(kāi)發(fā)中更多地使用匯編語(yǔ)言，但是由于單片機(jī)的運(yùn)行速度的提高，以及存儲(chǔ)器成本的降低，匯編語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)不再明顯，大有被高級(jí)語(yǔ)言取代的趨勢(shì)。基于此形勢(shì)，在教學(xué)中使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言已實(shí)現(xiàn)從純匯編語(yǔ)言向以C語(yǔ)言為主而匯編為輔的轉(zhuǎn)變。如可以使用keil C51uVision集成開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)可以結(jié)合Proteus軟件進(jìn)行仿真，使學(xué)生了解單片機(jī)開(kāi)發(fā)的軟件仿真流程，也可以配合硬件實(shí)驗(yàn)箱，完成硬件仿真。

由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，師生在實(shí)驗(yàn)課中只能做一些驗(yàn)證性和熟悉所學(xué)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)，大型的綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)只有在課程設(shè)計(jì)中完成，因此課程設(shè)計(jì)就是實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一般在兩到三周的時(shí)間內(nèi)由學(xué)生完成從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)、仿真、做出實(shí)物的全過(guò)程。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用學(xué)校圖書(shū)館的資源，查閱電子或紙質(zhì)資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案，利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間，進(jìn)行硬件環(huán)境的構(gòu)建和軟件的調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中，教師可采用啟發(fā)式的方法，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。總之，課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的理解，補(bǔ)充理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中的不足，既有助于學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)概念的建立，又培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立開(kāi)發(fā)與應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)的能力。

三、考核方面

對(duì)于單片機(jī)這種實(shí)踐性強(qiáng)的課程，不應(yīng)該僅僅使用一張?jiān)嚲砜荚嚨倪@種形式，而應(yīng)該使用理論考核與實(shí)踐考核兩方面相結(jié)合的方式。理論考試可以通過(guò)試卷的形式進(jìn)行考核，實(shí)踐考核應(yīng)結(jié)合學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，課程設(shè)計(jì)的作品，以及口試的形式來(lái)完成。口試主要體現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)能力，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。最后將學(xué)生兩部分的成績(jī)進(jìn)行綜合。通過(guò)這種考核方式可以全面了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)課程作為一門(mén)重要的專業(yè)課，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)是有難度的，但是只要我們根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及學(xué)校的教學(xué)資源合理地安排教學(xué)計(jì)劃，應(yīng)用更好的教學(xué)模式，相信一定會(huì)取得較好的教學(xué)效果，既可以讓學(xué)生很好地掌握課程內(nèi)容，又可以使單片機(jī)課程成為學(xué)生最感興趣的專業(yè)課。

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