《單片機項目教程》教學改革探索

【摘 要】單片機原理課程是一門實踐性很強的課程，本文根據高職院校的特點，以及現存教學問題的基礎上，從教材建設、教學內容、教學方法、實踐教學四個方面對單片機對單片機原理教學進行了一些改革。

【關鍵詞】單片機 教學改革

單片機是20世紀70年代中期發展起來的一種大規模集成電路器件，它把中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、I/O口以及定時器/計數器、中斷系統等功能集成在一塊電路芯片上，構成一個小而完善的計算機系統。

單片機最早被應用于工業控制領域，由于其功能強、可靠性高、功耗低、價格便宜以及開發簡單等特點而在國際上得到迅猛的發展，現如今，其產品種類繁多，應用不斷深入，新技術也層出不窮。目前，在我們生活中的各個領域都能夠找到單片機的蹤跡，從家用的全自動洗衣機、微波爐、錄像機到飛機上的各種儀表的控制、工業自動化過程的實時控制和數據處理以及自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械等等都有單片機在里面扮演重要角色，因此，單片機成為眾多工科專業必須掌握的專業技術之一。

為使教學面向國民經濟主戰場，我院為機電一體化、應用電子、機電設備維修與管理、檢測技術及應用等專業相應地開設了單片機課程。

一、單片機教學存在的問題

單片機原理課程是一門理論性和實踐性都很強的學科，學生在學習這門學科的時候，不僅要掌握單片機的基本理論知識，更重要的是要掌握它的應用技能。但是，目前大多數高職院校在實際教學過程中，依然沿用傳統的教學理念——先基礎后應用的教學模式：單片機系統結構——指令系統——單片機的外圍模塊——匯編語言程序設計——單片機系統擴展技術——單片機應用系統的研制。實驗課往往放在學習完匯編語言程序設計內容之后開展，課時遠遠小于理論教學的課時，實驗教學不但成了理論教學的附屬品，而且實驗教學的方式單一。這種先理論后實踐，把教、學、做分開的教學模式不但使學生在設計實際應用系統時缺乏系統化的思想，而且不能真正培養學生的動手能力。

二、單片機課程教改探索

（一）教材建設

MCS-51系列單片機的模塊結構比較典型、應用靈活，為許多大公司所采納，在國內外的單片機應用中占有重要地位。為此，當前本科院校及大中專院校均使用MCS-51系列單片機為主體的教材展開學習。然而，這些教材造成了單片機教學工作中的傳統的教學理念。

根據高職院校著重加強學生動手能力、培養高級實用人才的培養目的，結合我院學生的特點，通過廣泛教材調研，選用 “十一五”高職高專規劃教材《單片機項目教程》。

（二）教學內容

該教材以構建主義教學理論為指導，主要采用了“以任務為中心”的教學模式來編排。以任務為核心，配置為完成該任務而必須掌握的指令、硬件結構知識、軟件操作知識等，學生在學完這些知識以后完成這一任務。通過這種方式將學生普遍感到比較困難的該部分知識分解，把一個高的臺階變成若干低的臺階，使學生從一開始就能體會到成功的喜悅，有利于學習的順利進行；在安排其他部分內容時，也打破學科體系的束縛，以學生的實際需求為目標。同時，該教材提供了作者所設計的實驗仿真板、實驗電路板的原理圖和印刷線路板圖等，為學生提供了一個完整的學習環境。

（三）教學方法

單片機原理課程是一門理論與實踐并重的課程，培養學生解決實際問題的能力和創新能力。按照以往傳統的教與學分開的教學模式，不利于學生學習，所以必須改變教學方式。

1. 建立網站

建立單片機原理課程的網站，網站包含老師上課時候用的課件、課后習題、自測題等豐富的課程資源。老師可以通過這個平臺在網上布置學生作業，學生也可以同樣在網站上提交作業。同時，在網站上建立師生互動、討論區、答疑區等模塊，方便課后學生能夠及時地通過網絡和老師溝通，積極與同學一起解決學習中的問題。

2. 創新理論教學

在以往傳統的理論教學的基礎上，加入多媒體教學技術，通過視頻課件和FLASH演示等教學手段，把抽象的單片機原理、指令系統等內容具體化、形象化，使得學生能夠更好地理解。學習硬件原理的過程中，注重單片機應用系統和接口原理的設計；在單片機設計過程中，需要注重實際電路的子程序設計和系統程序結構的結合，同時注重系統硬件與軟件的結合、轉換與協調。

3. 考核方式

單片機原理課程的考核采用多元化的考核方法，即把課程考核貫穿到整個學期的教學過程當中。課程成績由理論考核、平時成績、項目考核和課程設計四個部分構成。其中，理論考試采取閉卷筆試的方式出現，占總成績的30%。平時成成績由上課出勤和課后作業兩項構成，占總成績的15%。項目考核根據課程任務來進行，項目實施過程的規范和結果是否符合要求作為評分的標準，每個項目滿分5分，具體的考核標準見表1。課程設計主要是考核學生對單片機的綜合應用能力，占總成績的15%

（四）實踐教學改革

在單片機的學習過程中，為了讓學生掌握具體的實際應用能力，我們學院的老師在原有的綜合實驗室的基礎上，建設了一個創新實驗室。在實驗室固有的實驗設備的基礎上，還開發了基于MCS-51芯片的單片機多功能實驗板，上面集成了LCD、LED、交通燈、A/D轉換器、繼電器控制、溫度傳感器、日歷時鐘以及部分擴展口。

結合電子設計競賽以及大學生創新科技的項目，把綜合實驗室和創新實驗室作為開放式實驗室，開展開放式學習，供對單片機感興趣的同學使用。同時，我們還支持學生參加各種相關的科技活動和比賽，并在各類設計大賽中獲得了優異的成績。

三、結束語

單片機原理課程的目標是培養學生的實際動手能力和解決實際問題的能力，因此科學的教學方法和嚴謹的態度是關鍵。針對高職院校的特點，在《單片機原理》的教學改革中，提高了學生的積極性，加強綜合實訓和課外實踐。經過探索，這種教改方式已經取得了一定的成效，競賽獲獎方面有了顯著地改觀。