關(guān)于改良AVR單片機(jī)教學(xué)方法的探討

摘要：在AVR單片機(jī)的教學(xué)中，許多學(xué)生感到課程難度大而且比較枯燥乏味，不能真正掌握AVR單片機(jī)編程技術(shù)和開(kāi)發(fā)技巧，本文分析了單片機(jī)教學(xué)中存在的主要原因，并針對(duì)性地提出了幾種實(shí)用性強(qiáng)的的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：AVR單片機(jī)；教學(xué)方法

一、前言

AVR單片機(jī)擁有功能強(qiáng)大、可靠性高、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它的Flash能擦寫近10000次，更方便學(xué)生在學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行各種嘗試。在業(yè)界，AVR單片機(jī)近年得到迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)及日常消費(fèi)類產(chǎn)品等，因此這門課程對(duì)電子類學(xué)提升自我的專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力十分有用。同時(shí)為了取得更好的教學(xué)效果，學(xué)校需要不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，了解最近的市場(chǎng)需求和前沿應(yīng)用，讓學(xué)生得到有用的技巧，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)出學(xué)生更強(qiáng)的綜合能力。

二、AVR單片機(jī)教學(xué)的普遍問(wèn)題

AVR單片機(jī)這門課涉及到計(jì)算機(jī)編程、電路設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制等知識(shí)，是綜合性較強(qiáng)的一門課。但很多學(xué)生表示這門課很枯燥對(duì)其不是很重視，甚至覺(jué)得這門課對(duì)他們?nèi)蘸蠊ぷ鳑](méi)有幫助。而造成學(xué)生這種想法是什么樣的原因，以下作了一些總結(jié)。

（1）單片機(jī)課程的基礎(chǔ)要求較高

首先，這門課程是一門綜合性非常強(qiáng)的課程，涉及到多個(gè)基礎(chǔ)教程的概念，并對(duì)學(xué)生的數(shù)字電路水平和C語(yǔ)言編程能力有一定的要求。初學(xué)者如果沒(méi)有較好的基礎(chǔ)則很難入門。這某程度上使這方面基礎(chǔ)較差的學(xué)生產(chǎn)生抗拒。

（2）千篇一律的教學(xué)模式

在大部分AVR單片機(jī)課程中，教師仍以一貫的傳統(tǒng)模式來(lái)教學(xué)。往往一開(kāi)始就讓學(xué)生去死記硬背課程中涉及到的各種概念和定義，作為初學(xué)者的學(xué)生往往很難從教材的文字中理解其中的作用和含義，再加上開(kāi)始沒(méi)有打好基礎(chǔ)，接下來(lái)的功能性的學(xué)習(xí)和應(yīng)用就變得很難實(shí)施，很多學(xué)生也因此沒(méi)有得到應(yīng)有的鍛煉。

（3）沒(méi)有提起學(xué)生的興趣

對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，興趣是驅(qū)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的重要?jiǎng)恿?，現(xiàn)有的課程中大多還是使用那些老套的經(jīng)典實(shí)例來(lái)做教學(xué)，同時(shí)也缺乏拓展學(xué)生創(chuàng)新能力教學(xué)項(xiàng)目來(lái)驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中學(xué)習(xí)到利用AVR單片機(jī)的特點(diǎn)來(lái)優(yōu)化和設(shè)計(jì)的方法。

（4）實(shí)踐不足

在很多學(xué)校的課程教學(xué)中，由于設(shè)備環(huán)境的不允許導(dǎo)致很多學(xué)生沒(méi)有得到足夠?qū)嵺`機(jī)會(huì)，其中也包括了分組任務(wù)時(shí)的分配不合理。有的學(xué)生甚至在整個(gè)課程后還不能獨(dú)立使用AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的功能，造成能力上嚴(yán)重分化。

三、解決方法

（1）針對(duì)性進(jìn)行一部分基礎(chǔ)知識(shí)的加強(qiáng)

AVR單片機(jī)雖然是一門跨學(xué)科的課程，的確需要一定的基礎(chǔ)知識(shí)比如C語(yǔ)言和電路知識(shí)，但并非意味著學(xué)生必須精通計(jì)算機(jī)編程，數(shù)字電路的全部知識(shí)后才能對(duì)AVR單片機(jī)進(jìn)行入門學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)單片機(jī)前針對(duì)幾個(gè)必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)是非常有必要的，比如說(shuō)計(jì)算機(jī)編程。由于AVR系統(tǒng)中往往要求較高的實(shí)時(shí)性，不會(huì)涉及過(guò)于復(fù)雜的程序，所以需要在C語(yǔ)言中著重加強(qiáng)各種邏輯運(yùn)算、條件語(yǔ)句、基礎(chǔ)算法的訓(xùn)練以及對(duì)語(yǔ)句運(yùn)行效率方面技巧的掌握。而電路中則需要加強(qiáng)理解運(yùn)算放大器的各種應(yīng)用、匹配電路的計(jì)算等。

綜上所述，在進(jìn)行AVR課程前用少量課時(shí)幫助學(xué)生加強(qiáng)必要的基礎(chǔ)，能使學(xué)生更容易入門，正所謂工欲善其事，必先利其器。

（2）激發(fā)學(xué)生的興趣

事實(shí)上AVR單片機(jī)完全可以成為一門十分有趣的課程。利用功能強(qiáng)大的AVR學(xué)生能輕松實(shí)現(xiàn)很多實(shí)用的功能。教師在這門課上最重要的任務(wù)是傳授學(xué)生獨(dú)立應(yīng)用AVR的能力，并激起學(xué)生對(duì)其的興趣。讓學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)和應(yīng)用AVR單片機(jī)來(lái)制作屬于自己的電子設(shè)計(jì)。

在培養(yǎng)學(xué)生興趣方面，首先應(yīng)該是從感性上展示AVR單片機(jī)的強(qiáng)大功能。最有效的方法就是對(duì)單片機(jī)最前沿最尖端的應(yīng)用進(jìn)行介紹，讓學(xué)生知道掌握了這門課的知識(shí)后，能利用AVR來(lái)實(shí)現(xiàn)什么程度的功能。與此同時(shí)，利用一些實(shí)用性較強(qiáng)的實(shí)例講解基本概念和基本設(shè)計(jì)規(guī)范也能讓學(xué)生從多個(gè)角度認(rèn)識(shí)AVR單片機(jī)的原理和設(shè)計(jì)思路，而不僅僅是背熟了教材上幾個(gè)概括性的定義。

（3）在實(shí)踐中教學(xué)

AVR單片機(jī)的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)踐，AVR單片機(jī)的FLASH的讀寫特性使其實(shí)踐成本更低，更方便學(xué)生進(jìn)行大量的嘗試，是一個(gè)十分理想的單片機(jī)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

在單片機(jī)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，任何人也不能光通過(guò)學(xué)習(xí)書(shū)本上的描述和看老師單方面的演示就精通AVR單片機(jī)。所以在經(jīng)過(guò)上述理論增強(qiáng)后，接下來(lái)的AVR教學(xué)在條件允許下應(yīng)該結(jié)合大量實(shí)踐進(jìn)行。直接使用AVR學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板在實(shí)例中引導(dǎo)學(xué)生入門，并且必須要讓每個(gè)學(xué)生充分參與，即使在分組實(shí)踐的過(guò)程中，也應(yīng)該輪換進(jìn)行各項(xiàng)操作練習(xí)。與此同時(shí)，利用學(xué)生在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題和實(shí)施中的錯(cuò)誤來(lái)進(jìn)行公開(kāi)討論和答疑，并指出其錯(cuò)誤之處。這個(gè)應(yīng)該成為整個(gè)AVR單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在解決每一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)既得到了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，也獲得一定的成就感，從而驅(qū)使進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)。

（4）AVR單片機(jī)教學(xué)拓展

關(guān)于AVR單片機(jī)的教學(xué)拓展可以分為以下兩類：

4.1.單片機(jī)教學(xué)的縱向深度拓展。

對(duì)針對(duì)某個(gè)專業(yè)或某種產(chǎn)品進(jìn)行較深入的學(xué)習(xí)，比如智能小車，智能燈控等。針對(duì)這些應(yīng)用介紹一些更高效更精確的算法和信息采集手段等知識(shí)。使學(xué)生掌握更先進(jìn)更有針對(duì)性的技巧。這樣，雖然在專業(yè)上有一定的局限性，但也是幫助學(xué)生更深入學(xué)習(xí)單片機(jī)的一個(gè)很有效的手段，學(xué)生從中學(xué)習(xí)到在不同功能應(yīng)用中的一些共性的知識(shí)和功能實(shí)現(xiàn)手段。這樣的拓展不僅提高了學(xué)生的專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，也大大提升了學(xué)生在這個(gè)領(lǐng)域上的自學(xué)能力。

4.2．單片機(jī)教學(xué)的橫向廣度拓展。

在學(xué)生具有一定基礎(chǔ)后，為學(xué)生提供一個(gè)更廣實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能很好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和單片機(jī)功能實(shí)現(xiàn)方法的設(shè)計(jì)能力。讓學(xué)生用不同的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，主要鍛煉其對(duì)功能實(shí)現(xiàn)方法和單片機(jī)算法的設(shè)計(jì)。這樣拓展不僅能訓(xùn)練學(xué)生解決問(wèn)題的能力，也能讓學(xué)生從一個(gè)項(xiàng)目的角度來(lái)學(xué)習(xí)單片機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

AVR單片機(jī)是一門實(shí)用性強(qiáng)的先進(jìn)課程，教師應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)今流行的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)，轉(zhuǎn)變觀念，鼓勵(lì)學(xué)生大膽實(shí)踐，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題作主要學(xué)習(xí)目的，代替單純讓學(xué)生熟記各種書(shū)本教材概念的思路。最終讓每一個(gè)學(xué)生都得到使用單片機(jī)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。