單片機教學改革模式的探討

摘 要 單片機是理論與實踐結合非常緊密的一門課程，針對目前人才的需求和微控制技術的發展，單片機教學模式改革的必要性迫在眉睫。文章針對傳統課堂教學和實踐教學存在的理論教學枯燥等存在的問題，從學生的創新能力的培養、教學方法和教學手段改進等方面的措施進行了探討。

關鍵詞 單片機 教學模式 實踐教學 理論教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

“單片機原理”課程的教學目標是使學生把單片機作為控制系統的核心部件，具備硬件設計的能力，能根據系統的硬件結構和功能特點，進行程序的設計。單片機的教學改革，根據目前單片機教學的現狀以及存在的問題進行分析，根據本學校的專業需要，緊緊圍繞培養目標，對教學模式的改革進行探索。所以，在教學過程中，總結教學特點、教學方法和教學規律，找到更適合本學院學生的學習特點，激發學生的學習興趣，達到更好的學習效果。

1 單片機教學現狀分析

1.1 理論教學較枯燥，教學模式較落后

現在，單片機的教學方法，主要是教師通過課堂進行理論講授，但是實驗教學為輔，理論課堂教學的主要內容包括單片機的硬件原理電路的結構設計、匯編指令系統以及匯編語言程序設計、單片機功能部件的外圍電路擴展及軟件編程等內容。以上課堂上講授的內容，基本概念非常抽象，特別是龐大的指令系統、枯燥難以理解和記憶，而且，控制電路的結構復雜，令學生難以掌握。僅僅依靠課堂上的講授，是很難調動學生的積極性和主動性。結果，導致學生逃離課堂，期末考試伺機作弊等現象。因此，單片機的教學，缺少了一個理論聯系實際的平臺，無法鍛煉學生的動手和實際操作能力。目前，通常采用以教師為中心的填鴨式理論教學模式：“老師講，學生聽”的教學方法，這樣，不僅降低了學生學習的學習熱情，同時也降低了學生學習的主動性和積極性，導致大部分學生的厭學現象。

1.2 缺乏實踐教學創新能力的培養

目前，大多數大中院校側重于傳授理論知識，但忽視了學生的動手能力和實踐技能。而且，單片機的大多數實驗教學，主要是驗證性的實驗，缺少有學生自己獨自完成的設計性綜合實驗。雖然，一些院校單片機實驗室設備比較先進，其系統的操作說明也比以前更詳細。但是，這些設備的先進性，往往使學生缺乏獨立思考的能力，再加上固定的硬件電路，實驗項目的單一，導致學生的實踐和思考的深度和廣度，無形中被限制在一個很小的范圍內。實踐教學不能使學生體會到自己的成就感，不能激發學生的學習熱情，更不用說能提高學生的創新能力。

1.3 單片機綜合性實驗難以開展

傳統的實驗教學，通常是驗證性實驗，主要內容是匯編指令的使用和簡單的編程，單片機外部擴展電路很少涉及。因而對于包含硬件開發及擴展外圍接口電路的編程設計實驗很難開展，學生對實驗知識的綜合能力比較差，即使安排了課程設計教學過程，學生的自主設計和創造能力也存在著很大的問題。在單片機的實際應用過程中，應用最廣泛的是硬件的開發，外圍接口電路的軟件編程。缺少積極開展綜合性的實驗，不利于調動學生的學習積極性，更不利于培養學生的工程意識和解決實際問題的綜合能力。

2 單片機教學改革措施

2.1 利用多媒體技術，從感性上升到理性認識

單片機課堂教學，多舉出一些實際生活中密切相關例應用實例，比如洗衣機、家用電器，鍋爐等控制電路以及控制程序，這樣，教學效果就會在無形中大大提高。在授課的過程中，應采用電子課件和動畫，這樣，一些抽象的基本概念和很難理解的知識點就能生動形象地表達出來，既豐富了課堂教學，提高了授課效率，又調動了學生的學習主動性。與此同時，在課堂上，利用Proteus仿真軟件，演示控制電路和程序，使學生真正掌握理論和實踐相結合的單片機開發的基本方法和技巧。

2.2 淘汰實驗箱，開發單片機學習版

我校單片機實驗室，配備了THKSCM-1型單片機實驗開發板，具有很多硬和軟件實驗，如存儲器清零、（下轉第131頁）（上接第90頁）P1口的輸入和輸出、串行數轉換并行數、定時器實驗及步進電機模擬實驗等內容。但在操作過程中，學生只能按實驗指導書上硬件電路進行接線，對硬件電路圖缺乏足夠的認識，而且實驗開發板無法攜帶。由于學生人數較多，實際操作中不可能讓每個學生都擁有一臺實驗開發板。目前，市場上有很多類型的單片機學習開發板，成本低且體積小、功能齊全，現在大多學生有筆記本電腦，給每個學生配一塊學習板就可以實現隨時隨地做實驗。

2.3 開發以C語言為主，匯編語言為輔轉變

C語言是一種編譯型程序設計語言，兼顧了很多高級語言的特點和匯編語言的一些功能，具有自己的書寫格式和完善的模塊化的程序結構。而且，C語言中具有豐富的庫函數，其運輸速度較快、編譯效率較高，具有很好的可移植性等優點。更重要的，對硬件系統可進行直接控制。匯編語言也有其自身的優點，代碼緊湊。運行速度快。但是匯編語言語句抽象，程序結構復雜，編程效率較低。這樣，容易造成學生對單條指令明白，但理解整個匯編程序，非常困難。等到自己動手進行硬件編程時，更不知道該如何下手。這樣，這種不良現象，長期積累下來，導致大部分學生有這樣一種認識：“單片機太難學了”。根據以上現象，要使學生更好地掌握單片機編程，適應企業單片機開發的需求，單片機教學應該以C語言為主，匯編語言為輔，兩種語言可以混合編程。

2.4 重視和強調課程設計

單片機實踐環節最重要的一個組成部分是課程設計，通過課程設計的實踐訓練，可以使學生進一步鞏固理論知識，更深入了解單片機的系統設計；培養學生的實踐和創新能力，是單片機理論學習邁入到實踐學習的關鍵一步。

2.5 考核方式的改革

改變以前紙卷的考試方式，更注重實際能力的考核。考核方式改變之后，單片機課程的考核方式分為三個方面：第一方面包括課堂的出勤率、學習態度和積極參與討論問題的情況，占總成績的20%；第二方面是實踐能力和設計能力的考核，注重學生的實踐技能的考核，占總成績的40%；第三方面是基本理論的考核，占總成績的40%。根據考核方式的改革效果，使學生更加重視實驗教學，提高了學生的實踐能力，提高了教學效率，同時也增強了學生與教師的互動性。

3 結論

單片機是實踐性較強的一門課程，根據理論教學和實踐教學相結合的教學方式，采用案例、模擬與演示相結合的教學模式，提高了學生的學習興趣，培養了學生發現問題和解決問題的能力。總結近年來教學過程中的經驗，只有在教學方法上不斷地改進，及時了解單片機控制領域發展的動態，不斷更新理論教學和實踐教學，采用先進有效的教學方法和手段，合理安排教學內容，才能提高單片機教學質量。

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