淺談《單片機原理與應用》課程教學改革

胡國彪

【摘 要】本文闡述了《單片機原理與應用》課程教學改革的思路，就優化教學內容、強化實踐教學、培養學生自學能力等方面進行了理論研究和探索。

【關鍵詞】單片機教學改革；實踐教學；自學能力

隨著電子技術和計算機技術的發展，單片機已經在工業過程控制、智能儀表、人工智能、通信設備的智能化以及家電的智能化等方面得到廣泛的應用。以單片機為核心仍然是實現智能化技術的主流之一，因此將單片機作為機電一體化專業的一門主干課程就顯得特別重要。在機電一體化專業教學過程中，根據教學規律和培養目標，為使學生更好地掌握單片機原理與接口技術這門課程，就需要進一步深化教學改革。下面就幾個方面進行探討。

1 制定合理教學大綱，優選教學內容

教學大綱是教學計劃、學科任務、學生知識水平及素質培養的目標要求，以綱領的形式規定了課程的性質、任務、教學目標、學時分配、教學內容以及教學措施與評價手段等內容；是選編教材、實施教學、組織教學評價的基本依據。高等職業教育是培養應用性人才或各行各業的能工巧匠。根據教育部對高等職業技術的培養目標要求，我們結合市場對高職高專機電一體化專業人才知識結構和能力的需求情況，具體化為“精一二門，通幾門”。《單片機原理與應用》正是我們要求精通并熟練掌握的一門主干課程。因此，在多年教學實踐的基礎上，結合我校的具體實際，優化教學內容，制訂出新的教學大綱。大綱基本體現了高職高專教育的職業性、崗位性和應用性等特點，強調實用性、實踐性和實效性，以夠用為度。新的大綱注重強化實驗實踐教學環節，重點放在實際應用中涉及的原理、通用性較強的接口電路及編程應用上。另外還增加了兩周時間的單片機綜合開發設計。

2 加強課堂教學，改進教學方法

課堂教學是高等學校教學活動的主要組成部分，是實現教學目的的重要手段。我們在教學過程中，采用KEIL51軟件進行計算機仿真演示等方法，取得了非常好的效果。

2.1 加強課堂的演示

單片機是一門實踐性非常強又非常抽象的課程。對于這樣的一門課程，課堂演示起著非常重要的作用。課堂演示可以將抽象的理論、枯燥的程序分析轉化為生動的實例；而實驗則能夠培養學生的動手能力，進一步理解有關理論知識。但在傳統的單片機教學中，幾乎不能見到課堂演示，而學生實驗中也存在諸多問題。針對以上問題，我們采用：

①將實驗引入課堂：在講解理論課程時，老師能夠將自制的單片機電路、外圍元器件帶人到課堂中，通過樣機演示與硬件結構相關的小程序來加深學生的印象。

②通過“單片機實驗仿真板”軟件，為解決這類問題提供了一些思路。該軟件以C51為基礎，利用其AGSI接口開發而成。利用該仿真板，對源程序的任何修改都將直接表現在該仿真板上，這個界面可以代替實際真實的硬件，因此，便于學生理解掌握所學內容。

2.2 針對學生之間的差異，在教學方法、教學內容、教學重點有所測重

對于機電一體化的學生，其硬件知識相對較好，軟件編程能力相對較弱，在教學當中，重點加強匯編語言編程方面的訓練；而對于計算機專業的學生，由于其能力特點與機電一體化學生相反，因此，在教學中，發揮其軟件編程能力相對較強的特點，重點加強了硬件電路方面的教學。

2.3 積極引導，加強管理

本課程的內容相對較難，特別是中斷系統、定時/計數器及串行接口部分，編程控制比較復雜，而且難以理解，在以往的教學過程中，一直視為難點和重點，在教學過程中，采用積極引導和加大管理力度相結合的方式，除督促學生在上課時認真聽講、課后完成作業外，還布置課外閱讀書籍，檢查課堂筆記等方式，提高了學生學習的興趣和積極性，取得比較好的教學效果。

3 培養學生主動學習的能力

培養學生主動地去學習，具備強烈的獲取知識的能力，既是教學目的的要求，又是時代對人才的需要。教師只有在教學中有意識地去培養學生主動學習的能力，發揮學生在教學中的主體作用，才能提高授課效率和教學質量。

3.1 激發學生學習興趣

學習興趣來源于學生對本學科的親切感和向往心理，興趣的產生又使學生產生學習的需要，而學習需要的不斷增長，又促進了學生產生自覺學習的行動。為了使學生產生對《單片機原理與應用》這門課程的親切感和向往心理，教師在講課中從單片機在生活中應用的實際出發，由淺入深，循序漸進。

3.2 引導學生積極地思維

①使用啟發式的教學方法去指導學生學習

在課堂上經常提出一些具有啟發性、誘導性的問題，以不斷地吸引學生的注意力，調動學生積極主動地去思考，讓他們發表自己的觀點和看法，增強課堂的教學氣氛。在關鍵的地方教師會給出點評和引導，最后，由教師概括總結。經過討論，學生從新的高度理解和消化了所學知識，養成多思考、多提問、多研究的良好習慣。

②培養學生積極、靈活的思維方式

一般的教科書都是以123的程式去引導人們認識事物的。如果上課老是運用這種程式去講課，學生會感到平淡無味。所以，我們在講課中有時會先從3開始，提出為什么會有這個結論，然后引導學生去追求解決問題3的方法2，最后指出要解決2就要有1作為前提。這種倒敘式講課方式能緊緊抓住問題的實質去探討解決問題的方法，促進了學生對知識的認識和理解，養成學生積極、靈活的思維方式。

3.3 培養學生善于抓住核心問題去學習的能力

每一門課程都有它要討論的核心問題以及解決核心問題所要掌握的知識和方法。學生能抓住核心這個關鍵性問題去學習，并弄懂其相關知識，一切問題就會迎刃而解。在本課程的教學中，我們要求學生緊緊抓住硬件、軟件結合這個核心去學習，取得了非常好的效果。

3.4 培養學生排除學習障礙的能力

排除學習障礙的能力就是解決學習難點的能力。難點的形成是由于學生對有關知識和相關概念不清而造成的。教學過程中我們注意站在學生的角度去思考、分析問題，幫學生找出產生難點的原因，對癥下藥地解決問題。學會如何發現難點、解決難點，形成一種知難而上、勇攀高峰的精神。

4 強化實踐教學以培養創新意識

4.1 強化單片機實驗教學

學生的動手能力在計算機上是練不出來的，因此，硬件實驗是必須的。教研室的單片機實驗室配備的部分演示程序較難，學員難以理解，掌握起來比較困難，為此，根據教學大綱的要求，我們采取了以下措施：

①將教學引入實驗室：在學生動手的同時，老師給學生講解在教學、實驗中碰到的問題。這樣促進了學生動手能力、排除單片機軟件、硬件故障能力的提高，同時，使學生加深了對理論課程的理解。

②利用單片機實驗箱的有限資源，開設了一些難易程度合適的實驗，如簡單的中斷實驗、定時實驗等，促進了學生對本課程的理解和掌握；同時，對于學習好、領悟快的同學開設了一些難度較大的綜合性實驗，以滿足他們的個性化要求。

③課堂教學內容也進行了相應修改，將實驗所涉及的內容有機地與講課、習題相結合，使學生在實驗時有似曾相識之感，從而將可能的難點分解，以增強教學效果。實踐證明效果良好。對于課堂教學沒有涉及的內容，諸如電路板的印制和電源設計等，讓學生自己在實驗中運用以前學的知識來完成，提高了學生靈活應用所學知識的能力。

4.2 強化單片機開發性訓練

為了提高學生獨立分析和解決工程實際問題的能力，需要讓學生具備獨立開發單片機應用系統的技能。為此，我們增加了兩周的綜合開發訓練，題目由教師推薦或學生自擬。在老師的指導下，學生不僅自主設計方案，而且自己上市場了解電器元件、采購實驗器材。使學生了解從選題、調研、制定設計方案、采購元器件、硬件軟件設計、線路焊接、調試檢測整個設計過程。調動了學生學習的主動性，增強了學生學習的自信心，提高了自主開發和實際動手的能力，學生的綜合素質得到了很大提高。

4.3 開放實驗室

實行開放式實驗教學是改革傳統的驗證性實驗教學的有效途徑，其目的是讓學生在掌握有關知識和技能的同時，獲得較高的創新意識和創新能力。在這種教學過程中，學生自選實驗課目，自己選擇和組合實驗儀器設備，自己確定實驗方法和步驟，如有的學生制作了電子鐘、音樂產生電路等。在開放式實驗教學中，學生作為實驗教學的主體，可以充分運用自己所掌握的知識和技能，淋漓盡致地發揮自己的聰明才智。

5 展望

《單片機原理與應用》課程教學改革是一項長期而系統的工程，需要不斷的探索與實踐。要逐步改善教學條件，提高教師素質，改進教學方法，這需要我們不斷地付出艱苦的勞動。

【參考文獻】

[1]李全利.單片機原理及應用技術[M].3版.高等教育出版社，2009.

[2]薛鈞義，虞鶴松.對非電類計算機專業微型計算機原理及應用課程內容改革的幾點看法[J].電氣電子教學學報，2000.

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