高職高專單片機課程一體化教學改革的探索與實踐

仝戰營 郭課 河南機電高等?？茖W校，河南 新鄉 453003

高職高專單片機課程一體化教學改革的探索與實踐

仝戰營 郭課 河南機電高等專科學校，河南 新鄉 453003

針對高專高專對人才的基本要求，分析了當前高職高專單片機課程教學中存在的典型問題，有針對性地提出了改革的思路和方法，實現單片機教學中理論、實踐的有機融合和相互促進，充分調動學生的積極性、主動性和創造性。

高職高專;單片機;教學改革;Proteus

High vocational colleges； Microcontroller；Teaching reform； Proteus

單片機課程是高職電類專業的一門重要的專業基礎課程，是一門理論與實踐性均很強的學科，是工科電類專業一門很重要的專業基礎課，它把匯編和C語言知識、電子技術、微機接口知識、通信技術知識等綜合在一起[1]，屬于技術性、工程性、實踐性很強的一門課程。該課程作為電類最重要的核心課程之一，是高職高專高素質復合技能型人才所需的全部自動控制類知識結構的載體，占據著相當重要的地位。然而，該課程的教學效果卻不甚理想，學生學完該課程后仍然無法具備單片機的簡單應用和開發工作的能力。針對這一現象，筆者從兩個方面做了分析，并提出改進的方法。

1 存在的問題

1.1 理論教學與實踐教學相互脫節

大多數單片機課程的教學，還是采用傳統的單片機教學模式：先原理后設計，先理論后實驗。在教室進行理論教學，在實驗室進行實驗教學，在不同時間不同空間完成各自的教學內容，其中課堂教學占主導地位。這種模式將理論教學和實驗教學隔離，致使有些抽象的東西，不能及時消化吸收，對學生的學習興趣和信心都有很大影響[2]。

這種單片機教學一般均以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前后的邏輯聯系，但卻忽略了“可學性”，致使學生學得吃力，老師教得辛苦，教學效果也不好。大部分學生在學完單片機后，只能應付簡答的理論考試，卻不能實際應用。

1.2 學生實踐動手機會少，實踐技能難以提高

單片機課程的實踐性很強，實踐環節的教學對整個單片機課程的教學效果起了至關重要的作用。實踐環節教學最重要的就是實驗和實訓，而傳統的實驗教學僅僅停留在在實驗箱上完成相應的實驗項目，硬件電路都是模塊化的，學生僅需進行簡單的連線和編程，屬驗證性實驗[3]，難以對所做實驗的單片機系統有直觀清晰的認識，這與現實的生產實際相脫節，也與高職的培養理念相背離。

此外，由于實驗室管理和師資配備等方面的問題，實驗室平時不開放，也使得學生在課后很難再得到實踐學習的機會[4]。

2 對策分析

2.1 課程教學應用Proteus和Keil軟件工具，加強理論與實踐的融合

Proteus是英國Labcenter公司開發的電路分析與實物仿真軟件，是一種方便直觀的教學工具，能夠真實地演示單片機運行的過程和現象[5]，Keil是一種使用最廣泛的匯編語言和C語言的編譯軟件，Proteus和Keil的有機結合，可進行單片機系統的設計、調試、測試與驗證等綜合性仿真[6]。

在理論教學時，通過Proteus仿真演示設計效果，能夠為學生提供一個從感性到理性的認識平臺，提高學生的學習興趣，增加學習的透明度。例如，在講解定時器的相關知識時，可以用定時器0定時產生方波為例，利用Proteus軟件設計硬件電路如圖1所示，然后依據定時器的理論知識在Keil中編寫簡單的C程序如下，然后進行編譯，運行得到輸出波形如圖2所示。

綜上，整個教學過程簡潔、直觀，充分把理論和實踐應用結合起來，充分調動了學生的積極性，提高了教學效果。

圖1 單片機定時器產生方波的硬件電路

圖2 方波輸出顯示

2.2 采用“實踐—理論—實踐”的教學模式，激發學生學習興趣

單片機是一門綜合性和實踐性很強的學科，入門較難，課程前后聯系緊密，在傳統的“理論—實踐”的教學模式下，學生對單片機原理很難有深入的理解和掌握，久而久之，學生就容易厭學。

興趣是最好的老師，在教學過程中，可采用“實踐—理論—實踐”的教學模式。首先將生產生活中隨處可見的事物引入課堂，通過演示、參觀等方式讓學生對將要學習的內容有一定的感性認識，再讓學生帶著在實際中發現的問題去聽課和理解，最后讓學生將所學知識應用到實際中。如在學習串行通信的內容時，可以用Proteus仿真電腦的9針com口與單片機之間全雙工通訊并給學生進行演示，傳遞的數據可以實時顯示，這樣學生會有很大的興趣，然后教師進行誘導，引發學生進行思考，接下來講解串行通訊的理論，然后編寫程序再次進行驗證，從而完成了“實踐—理論—實踐”教學過程。對于大部分知識點，不需要到實驗室就可以實現理論教學與實踐教學的緊密銜接，提高了課堂教學的效率；把傳統的教室變成了教、學、做一體化教室。

2.3 充分利用Proteus的便利性，加強對學生的實踐培養

高職高專教學的基本特點理論適度、夠用，重點培養學生的應用技能，而單片機課程本身的特點是實踐性強，學習效果的好壞在很大程度上取決于能否靈活使用單片機。經過前述一體化的課堂教學，學生掌握了一定的理論基礎，也有很大的學習興趣，在實驗環節按照由易到難的原則，在Proteus環境下實驗練習，進行設計、程序編寫、測試和完善等綜合實踐，有效提高其實踐動手能力。

在課程課程環節，教師向學生推薦一些有代表性的難易適中的題目，或學生自己查找資料和指導教師一起確定實用課題，確定具體的控制要求，學生自己在Proteus下完成硬件設計和軟件編程，調試成功后可進一步進行實際的Protel硬件設計和制板，可極大提高學生的學習積極性，提升學習效率，提高其實踐應用技能。

3 結語

綜上所述，針對當前電類專業單片機原理課程教學模式的不足之處，有針對性地提出了課程改革的一些思路和具體做法。隨著單片機技術的飛速發展，教師應不斷轉變教學觀念，豐富教學手段，增強課堂教學的新穎性和吸引力，調動學生學習的積極性、主動性和創造性，重視培養學生的實踐能力和整體素質，不斷探索出一種培養創新人才的新途徑。

[1]淡海英.關于高職單片機課程教學的分析與探討[J].陜西國防工業職業技術學院學報，2010(4)

[2]鄭小梅,擺銀龍,趙方.Proteus和Keil軟件在單片機教改中的應用[J].裝備制造技術,2011(4)

[3]陳立.《單片機原理》教學做一體化教學的探索與實踐[J]. 科技信息, 2010(17)

[4]沈培鋒.Proteus仿真軟件在單片機教學和系統開發中的應用[J]. 中國科技信息,2010(11)

[5]姜穎.Proteus軟件在單片機教學中的應用[J].天津職業院校聯合學報,2010(03)

[6]黃如陽.單片機實訓教學中的Proteus仿真應用研究[J]. 信息與電腦(理論版),2010(05)

Exploration and Practice of Integrative Teaching Reform of the Microcontroller Curriculum of Vocational

Tong Zhanying Guo Ke Henan mechanical and electrical engineering college HeNan Xinxiang,453003

According to the basic requirements of high vocational colleges for talent, analysing of typical problems in the teaching of MCU Course that exist in the current vocational, targeted reform ideas and methods to achieve the organic integration of theory and practice of MCU instructionand mutually reinforcing, and fully mobilize the enthusiasm, initiative and creativity of the students.

G718.5

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.093