對三本院校單片機教學改革的探討

李美蓮

（安徽三聯學院信息與通信技術系，安徽合肥230601）

對三本院校單片機教學改革的探討

李美蓮

（安徽三聯學院信息與通信技術系，安徽合肥230601）

針對三本院校單片機教學中存在的問題，提出了教學方法和教學模式改革的思路和實施措施；并根據高等教育的目標及應用型三本院校學生的特征，在教學過程中通過調動學生的學習興趣、選取比較適合學生的課題式教學、運用Proteus和Keil仿真軟件、課后作業采取小組分工式合作等教學方法使得學生更好地掌握單片機的軟硬件知識.

單片機；教學方法；課題式；學習興趣；小組

民辦三本院校《單片機原理及應用》是電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣與自動化等專業的核心專業課，能為從事電子相關產品的企業培養具有單片機應用產品設計、分析、調試和制作能力的實踐性人才，同時又為嵌入式系統的學習奠定基礎.本文就三本院校單片機的教學改革淺談自己的觀點：

1 改變傳統的灌輸式教育，利用Proteus和Keil進行仿真，充分調動了學生的學習積極性

傳統的單片機教學總是以教師為主題，圍繞教材，講述單片機的發展史、硬件原理、指令系統、程序設計、中斷定時、串行接口和基本擴展，最后再舉一兩個例子.這樣就造成了學生學完單片機這門課，大部分學生還是不會編程，硬件也不會，這種以教師為主，對學生實施滿堂灌的高中式教育，極大的扼殺了學生的學習積極性，更別提學習的興趣了.而單片機這門課是以簡單的硬件知識，稍復雜且靈活的軟件編程來完成的.這就要求在教學中要以學生為主題，教師為輔的教學方法.

教學時，可以利用可視性比較強的Proteus和Keil軟件進行仿真.Proteus是一種低投資的電子設計自動化軟件，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用單片機的MCU和外設.并且Proteus中有龐大的元器件庫、大量的虛擬儀器和調試工具，只要利用美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統完成軟件程序的編寫與調試，生成hex文件，然后把它裝到Proteus中單片機芯片中，就可以仿真，看到效果.這種可視性比較強的教學手段極大的提高了學生的學習興趣.

2 選取“課題式”教學方法，驅動課堂教學

一般三本院校單片機這門課的課時還是很有限的，怎樣才能讓學生在少課時的情況下很輕松的掌握單片機的硬件和軟件知識，這也是我們課題組經過了調查、討論、研究采用的“課題式”教學方法.

課題組在很多企業比如：美的、海爾、中信、格力等企業進行了大量的調研，共同研究分析了單片機技術崗位的工作過程，弄清了單片機在企業中的運用過程，然后再根據學生的特點，從而明確了三本院校單片機課程的培養目標.根據這種培養目標，課題組選取了很多優質的課題.

2.1 選取優質課題

在選取課題過程應該把握以下原則：（1）實用性.選取課題一定要是我們日常用的可視性較強的一些產品的設計.這樣不至于學生設計出來的作品是被社會所淘汰的.（2）可行性.要根據學生的特點以及知識的難點合理的選擇課題，不能太難也不能太簡單，要根據學生的進度及掌握情況來實施.比如：準備講外部中斷和定時器時，可以從音樂著手，先講一下一個按鍵“do”的控制，然后用蜂鳴器發出來，然后在這個基礎上擴展到四個按鍵甚至更多，到最后能演奏一首曲子，學生會非常感興趣，視覺聽覺效果都非常好.

2.2 課題實施階段

一般情況下一個星期一個課題，課題從最簡單的開始逐步加大難度，設計了很多種方案可供教師選擇，比方其中一條方案是：點亮二極管→數碼管的控制→按鍵的控制→液晶12864→時鐘電路→電機→A/D和D/A→雙機通信→可自動尋跡的小車→兩輛車的控制.每個課題實際上又包括了很多的項目，比如最簡單的點亮二極管這個課題，包括了很多項目，項目也是從最簡單的開始，逐步深化.從一只二極管的閃爍→流水燈的設計→交通燈的設計.在上課時教師得先講一個項目的分析、設計、仿真及調試，基于這個項目的延伸靠學生自己去分析、設計和仿真.對項目分析時得把項目涉及到的硬件和軟件知識一一講解、講透，讓學生在以后能靈活的運用.遇到有關的芯片比如12864液晶，得教會學生怎樣看英文的時序圖及引腳說明，怎樣控制這些引腳.這對三本院校的學生尤其是電類的學生這是很關鍵的，只要會看引腳圖和時序圖，就知道怎么去控制它，動手能力和創新能力自然就得到了提高.

2.3 課題評估階段

課題評估是課題教學法的一個重要環節.應根據三本院校學生的培養目標設計評估標準，客觀公正的評估學生的學習過程及效果.在評估時要看到學生對項目完成的進度，學生欠缺的知識來公正的評價，同時進行補差.到最后期末考試時不能采用傳統的考試方法筆試，而采用學生在規定的3小時時間內選一個項目進行分析、設計以及仿真，現場編程的手段來評價學生.這也符合了現代的高等教育對工科學生的培養目標.

3 課后作業

課后作業采取一個寢室一個小項目，以小組的形式合理分工，使得小組中的每一位學生都有一個特定的職責.小組學習是培養學生合作意識的一種基本途徑，在這個學習過程中學生可以把自己的思路和別人共享，而且學生更多的擁有了自由組合、分工協作的機會，擁有了評價和討論他人觀點的機會以及空間和時間.小組中一般是兩個同學搞硬件這一塊，兩個同學搞軟件這一塊，然后再聯調，一個星期一個小課題，一個月以后搞軟件的同學和搞硬件的同學對調，互相學習，互相商量，更好的完成課題中的項目，同時也調動了學生的學習興趣.比如：學生在做控制小車這個項目時，有兩個同學得先上網搜有關電機方面的知識，到底選直流電機還是步進電機，選完以后還得考慮電機的驅動問題，一般選擇都是L298，等全弄清楚以后在proteus中畫圖，告訴另外兩個做軟件的同學有關的知識與接線，做軟件的同學接下來就得去上網搜L298怎樣控制電機的轉動的，接下來就是編程來實現小車的前進、后退、左轉、右轉.最后再把hex文件下到單片機芯片中，來實現聯調.

學生學到中期時，可有學的比較好的學生在老師的幫助下牽頭成立電子信息協會，愛好單片機可以加入，這個協會系里出一定的經費，雖然不多，但做一些不是非常復雜的設計還是完全可以做到的，從而更好地促進理論與實踐的結合，加強了學生動手能力的提高，這樣就不僅僅是仿真，真正做到了實物，讓學生理解了不是所有能仿真出來的都能有實物效果.另外這個電子信息協會也是為全國大學生電子設計大賽做準備，到暑假時會從這個協會里挑一些掌握單片機程度比較好的學生參加安徽省和全國大學生電子設計大賽，從某方面來講也極大的促進了教學.

4 編程語言的選擇

有一部分人說用C語言編程序比較好，也有一部分人說匯編語言比較好，那么在教學中到底采用哪種語言呢？C語言是一種編譯型的設計語言，可移植性好，另外具有豐富的庫函數，這樣為在程序中模塊化設計方法提供了有力的保障但是占有的存儲空間大.匯編語言和處理器密切相關，每種處理器都有自己的指令系統，可移植性非常差，但是它可以有效直接的控制硬件.兩種語言都有它的優缺點，課題組經過了深入的調查，發現哪種語言都可以，不過經過將近兩年的觀察發現三本院校的學生還是喜歡用C語言來編程，個人認為上課時可以先以C語言的形式展開，畢竟學生學過C語言，用起來熟悉點，到后面等學生了解了單片機基本的結構以后可以適當的用匯編語言來編程，這樣對一些掌握程度比較好的學生是非常大的幫助，因為一個比較好的單片機程序員會用C語言和匯編語言混合編程的，各取優點.要想編寫出高速度、高效率、可移植性強的單片機程序，必須集合C語言和匯編語言的優勢，在編程過程中，一般用C語言來構建框架，而用匯編語言作為子程序來處理一些有實時性要求的特殊應用.對那些掌握程度好的學生必須兼顧到.

總的來講，單片機的教學是多種多樣的，教學方法也是非常多的.本文是我們課題組經過將近兩年時間的深入調查、考究以及在教學中的心得總結出的觀點，課題組認為這種“課題式”的教學方法和課后作業小組分工的形式，加強了學生實踐能力的培養，激發了學生濃厚的學習興趣，同時也取得了較好的教學效果.在這兩年的全國和省大學生電子設計大賽中獲得了一等獎、二等獎、三等獎的好成績，同時也得到了用人單位的好評.但是如何將教學改革進行的更加深入，為社會和用人單位培養出更優秀的單片機應用型人才，還需要我們課題組繼續努力、不斷探索.

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G642.0

A

1673-260X（2013）09-0200-02

科學思維與創新能力在應用型高校電子類專業中的應用和實踐（校級課題）（10zlgc002）