單片機課程的教學改革探析

1 單片機教學中存在的問題

單片機是通訊技術、控制工程、電子電氣等專業的綜合性應用課程，用來培養學生的理論思維和實際動手能力。隨著信息技術的不斷發展，出現了許多單片機開發應用的新領域，如單片機系統在智能儀器儀表、工業控制、家用電器等領域得到普遍應用，在日常生活中，隨處可以看到單片機的應用實例[1]。因此，在當今電子科技社會中，單片機開發人才的需求日益增加。但是，在單片機課程的教學中，存在諸多不足之處，制約了單片機技術開發人才的培養。為了培養適合社會需求的單片機開發人才，需要改革傳統的教學方式、教學內容和實驗設置，激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力和創新意識。

在教學實踐中，本文作者發現單片機課程的教學主要存在兩個問題:

(1)教材內容滯后。傳統的單片機課程內容依然停留在對單片機硬件結構、匯編語言指令、匯編語言編程方法、片內各功能部件、典型硬件接口和軟件設計、抗干擾設計和保密設計等內容的介紹上，而對于單片機系統設計出現的新技術、新方法，大部分教材極少引入。例如，最近興起的3G嵌入式技術在傳統的教材中很少體現，并且授課教師很少予以介紹。顯然，教學內容滯后，所培養出來的學生無法滿足實際應用需求[2]，直接影響到教學質量。

(2)實驗設置單一。單片機課程設置往往重視理論教學，而輕視實際應用能力的培養，實驗教學的安排不夠合理，常常是獨立成書或將實驗放于理論課之后，實驗內容的設置幾乎都是驗證課堂講授的理論基礎，而缺少綜合性和設計性的實驗題目，直接影響了學生的應用能力培養，且難以激發學生的學習興趣，使得很多學生往往半途而廢，無法達到預期的教學目標。

2 篩選教學內容，改進教學方法

由于單片機綜合了多門基礎專業知識，是一門面向應用的課程。因此，授課所選教材應盡量包含新的單片機應用知識，讓學生了解本領域的發展趨勢。在實施教學過程中，重點講解基礎內容，如單片機內部結構和指令系統，補充單片機新興技術的進展，如引入嵌入式系統開發、3G通信等。

單純講解理論知識，顯得枯燥無味，無法激發學生的學習興趣。在教學活動中，可將課堂面授與實驗操作緊密結合，使得兩者融為一體。可以采用的教學方法如下:

(1)選擇教學內容，突出課程的實際應用。本著理論知識為實踐服務的原則，有針對性的選擇教學內容，未涉及到的內容不要過多講解，教學重點放在實際應用中需要的原理和實用性較強的接口和編程，這樣可以突出單片機課程的實用性，有利提高學生的實際應用能力。

(2)理論和實驗結合，激發學生的學習興趣。理論課的講解應與實驗課相配套，通過指導學生編寫驗證性小程序，加深其對單片機內部結構和指令系統的理解和應用，同時結合實際項目開展教學活動，重點講解系統設計的思想和原則[3]。借助于實驗教學，讓學生對單片機內部結構和指令系統具有直觀的認識，激發學生的學習興趣。

(3)剖析教材內容，精心設計教學過程。單片機課程所涉及的知識點較多，傳統的單片機教學又是以某一類型的單片機結構為基礎，按照教材先后順序講解有關硬件基礎知識，指令系統、匯編語言程序的編制、接口技術及應用實例等。其中，硬件基礎知識和指令系統是教材的重點，但這兩部分知識點較多、內容比較抽象，學生往往難以理解和掌握，從而影響對單片機后續章節的學習。因此，在理論課的教學中，應該將這兩個章節作為重點講解對象，將知識點講解透徹，難點分析清楚。

3 更新實驗工具，豐富實驗類型

單片機教學必須重視實驗教學，不能只將實驗課作為課堂所學知識的驗證，而忽略學生在單片機開發的整體操作流程和操作方法的掌握，使學生無法形成對理論知識和單片機系統設計的整體概念。關于單片機課程的實驗教學，本文作者在兩個方面對其進行改革:

(1)在實驗工具方面，選擇成熟的單片機匯編語言或者C語言開發工具[4]，如keil CS51以及ISP程序下載軟件等，這些實驗工具的特點是提供的庫函數比較豐富，集成了功能強大的開發調試工具，全Windows界面、易于操作，并且生成的目標代碼效率較高。

(2)借助于Proteus嵌入式系統仿真與開發平臺，指導學生進行項目開發訓練。實驗內容上應安排相關軟件的使用、尋址方式及數據傳送、邏輯操作、算術運算、數據排序等實驗，使學生對單片機系統的開發有針對性地學習和編程訓練。

(3)除了驗證性和單項教學內容實驗外，適當增設綜合性和設計性實驗，培養學生的綜合應用能力。

加大實驗教學環節的訓練力度，可使學生了解收集資料、立項、方案論證到軟硬件設計與安裝調試等開發設計整個過程步驟和方法，同時給學生提供難易程度不同的課題，讓學生根據其興趣和能力進行選擇，采取學生之間相互討論和教師指導的方式，使學生能夠運用其所學知識解決單片機開發中遇到的問題，逐漸培養學生的分析問題、解決問題的工程素質，從而激發學生的創新意識。

4 結語

在科技飛速發展的新形勢下，為了提高單片機課程的教學效果，培養出滿足社會需求的綜合性、專業化的單片機開發人才，需要創新教學理念，采取新的教學方法和手段，激發學生對單片機的學習興趣，調動學生主動學習的積極性，培養學生的創新思維和創造能力。在實施教學活動中，還需要及時聽取學生的反饋意見，獲取學生的學習狀況，不斷補充新的教學內容，適時調整教學方法，采用最新實驗環境。

參考文獻

[1]李伯成.基于MCS-51單片機的嵌入式系統設計[M].北京:電子工業出版社，2004.

[2]朱衛華，等.提高“單片機原理及應用”課程實踐教學效果的方法和途徑[J].自動化與儀器儀表，2007(6).

[3]劉輝，王新輝，等.從電子設計競賽看單片機實驗教學的改革與創新[J].長沙大學學報，2006(5).

[4]孫凌燕，黃允千.Proteus與Keil軟件的整合在單片機實驗開發中的應用[J].實驗室研究與探索，2008，27(4):59～61.