《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》的實踐型教學(xué)策略與探討

【摘 要】《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是高職高專院校電氣、電子、機(jī)電等相關(guān)專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，其理論性強(qiáng)和實踐性要求高，本文從《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》實踐教學(xué)內(nèi)容的加強(qiáng)、實訓(xùn)項目的精選、實驗平臺的構(gòu)建等方面，探索和改進(jìn)教學(xué)方法和手段。

【關(guān)鍵詞】《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 " " "實訓(xùn)項目 " "實踐 " " 教學(xué)策略 " " "實驗平臺

一、引言

隨著社會的進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭生活等領(lǐng)域，因而《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門課程在高職高專相關(guān)專業(yè)教學(xué)中越來越重要。單片機(jī)技術(shù)涉及的知識面廣、理論性強(qiáng)、更新快、實操性要求高，而高職學(xué)生基礎(chǔ)較薄。為了更好地把這門課程教好，可以采用實踐項目式教學(xué)，加強(qiáng)實訓(xùn)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以期提高學(xué)生的綜合能力，達(dá)到零距離上崗。

二、實踐教學(xué)項目的選擇

傳統(tǒng)的教學(xué)以理論教學(xué)為主，按部就班地逐步介紹單片機(jī)的硬件組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、軟件編程、定時/計數(shù)及中斷、硬件外部接口及擴(kuò)展、綜合應(yīng)用。課程內(nèi)容涉及模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理、C語言或匯編語言、PROTEUS仿真軟件和KEIL軟件。在課程總實訓(xùn)過程進(jìn)行作品制作時，還與《電子裝配工藝》這些課程有關(guān)。高職高專的學(xué)生根本沒有較深入地學(xué)完上述課程，基礎(chǔ)較差，理論知識的講解根本無法讓學(xué)生理解和領(lǐng)會。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)過程中，盡量把理論知識要點(diǎn)與實踐內(nèi)容穿插好，應(yīng)用到各個項目中來。通過一個個項目的介紹，以達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。運(yùn)用單片機(jī)典型實用的例子，學(xué)生理解了單片機(jī)是如何應(yīng)用的，并掌握相關(guān)的知識點(diǎn)。

三、實訓(xùn)項目的精選

在教學(xué)過程中通過項目學(xué)習(xí)，把整個單片機(jī)的理論知識和操作技能全部考慮進(jìn)來。由于項目不多且項目較大，每個項目涉及的知識點(diǎn)多，對于基礎(chǔ)較差的同學(xué)來說，很難跟上節(jié)奏。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，可以開設(shè)課外興趣小組和組建電氣協(xié)會，充分利用協(xié)會會員，以強(qiáng)幫弱的方式，在課后布置一些實驗內(nèi)容。同時，課后的實訓(xùn)項目要能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，要由簡到難，并能有明顯的實驗結(jié)果顯示。這樣，既能讓學(xué)生獨(dú)立完成操作，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和知識水平。

四、實驗平臺的構(gòu)建

單片機(jī)實踐教學(xué)目的是提高學(xué)生動手能力，鞏固理論知識，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。而單片機(jī)技術(shù)發(fā)展快，實驗室設(shè)備更新跟不上單片機(jī)技術(shù)更新的步伐，以往的實驗柜大部分也只能達(dá)到模擬仿真作用。為了把所有的實驗實訓(xùn)項目都能實踐到，實驗平臺的構(gòu)建是很關(guān)鍵的。

①實驗實訓(xùn)室的建設(shè)

高職高專學(xué)院的特色是培養(yǎng)出高技能人才，實驗室可以提供很好的教學(xué)環(huán)境和場所，為學(xué)生平時動手、課程實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生技能比賽培訓(xùn)訓(xùn)練提供一個集中的場地，同時及時與教學(xué)內(nèi)容同步，為學(xué)生一起學(xué)習(xí)、設(shè)計、創(chuàng)作提供了必備的條件和空間。

②虛擬實訓(xùn)室的構(gòu)建

虛擬實訓(xùn)室的構(gòu)建既提供了實驗實訓(xùn)條件，又不需要太多的設(shè)備成本。目前，運(yùn)用得較多的是PROTEUS仿真軟件，該軟件是英國Labcenter公司開發(fā)的一款電路仿真軟件，它特別適合對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計與仿真。運(yùn)用PROTEUS仿真軟件進(jìn)行單片機(jī)課程的教學(xué)，不僅可極大提高理論教學(xué)的生動性，使學(xué)生如同身臨其境，而且還可彌補(bǔ)實驗教學(xué)的一些缺陷，如，克服了單片機(jī)實驗箱在教學(xué)中硬件電路固定、學(xué)生不能更改等的局限性。

③單片機(jī)實驗板的建設(shè)（硬件仿真）

實驗的硬件電路在面板上搭建，使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法和技能，通過在線編程ISP軟件和KEIL軟件，其中KEIL軟件完成對用戶編制的匯編語言源程序或C語言源程序進(jìn)行編譯跟蹤調(diào)查試，生成*.HEX文件，而ISP軟件起燒錄功能，作產(chǎn)品開發(fā)時實驗板也可作為獨(dú)立編程器使用。這樣學(xué)生就有條件進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)、程序的設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計的演練、驗證。由于開發(fā)板價格便宜，學(xué)生可以自行購買，以便隨時在寢室做實驗，實驗板上有多個短接塊，通過改變跳線的位置改變接口進(jìn)行設(shè)計安排。教師團(tuán)隊還可自主設(shè)計開發(fā)一套單片機(jī)開發(fā)板加工成套件，供學(xué)生上課使用，學(xué)生在教師指導(dǎo)下將套件焊接成成品，開發(fā)板各項功能由教師幫助調(diào)試。調(diào)試完成的開發(fā)板能夠獨(dú)立下載單片機(jī)程序，具有端口實驗、數(shù)碼管實驗、鍵盤陣實驗、蜂鳴器實驗、串口實驗等基本實驗功能，并且具有外部擴(kuò)展能力，能夠進(jìn)行項目開發(fā)。學(xué)生通過開發(fā)板制作，能對硬件安裝及使用進(jìn)行全新的認(rèn)識和鞏固。

④校外實訓(xùn)場地建設(shè)

為了使學(xué)生能達(dá)到零距離上崗，合理安排校外實習(xí)，充分利用企業(yè)實訓(xùn)條件，建立與相關(guān)企業(yè)友好的合作關(guān)系，這樣學(xué)生能更深刻地認(rèn)識到單片機(jī)的用途和大型項目的開發(fā)。

五、結(jié)語

通過十幾年的教學(xué)實踐與探索，采用實踐型單片機(jī)教學(xué)，把單片機(jī)知識整合到項目中來，克服了傳統(tǒng)教學(xué)被動、呆板的缺點(diǎn)，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，又減輕了教學(xué)難度，大大提高了課堂上的學(xué)習(xí)主動性。虛擬實訓(xùn)室的構(gòu)建，讓學(xué)生零成本進(jìn)行項目開發(fā)，學(xué)生由以前做題鞏固知識轉(zhuǎn)變成項目任務(wù)完成、制作作品理解知識，技能水平大大提高，為就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

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