單片機應用技術一體化教學改革新思路

劉星慧

摘 要：本文從改革傳統的單片機實訓（實驗）教學設備，建設具備單片機應用技術開發環境的一體化教室的具體方案，破解中、高等職業院校培養的單片機人才只懂理論知識而難以解決工程技術問題的難題等方面闡述了單片機應用技術一體化教學改革新思路。

關鍵詞：一體化教學 單片機 開發環境

目前我國中、高等職業院校開設單片機應用技術課程的目的是為企事業單位培養單片機技術應用性專門人才，但是受人才培養過程中的教學設備、教學內容、教學模式等各種弊端的影響，許多畢業生只有單片機理論知識，而不具備工程實踐經歷，不能運用已有的知識解決工程實踐技術問題。

一、傳統單片機應用技術課程教學模式

我國中、高等職業院校的單片機應用技術教學中理論教學一般安排在教室或者多媒體教室，實踐教學一般是在理論教學完成后再到單片機實訓（實驗）室進行，主要教學任務是驗證調試單片機程序。這種理論教學與實踐教學分時段的教學模式只能訓練應用程序編寫的基本方法，很難培養單片機硬件電路的設計能力。

二、搭建單片機應用技術開發環境展開教學

為了培養適應單片機工程師崗位的合格人才，必須采用一體化教學。建設單片機應用技術一體化教室是關鍵，在一體化教室里營造單片機應用技術開發環境，理論教學和實踐教學時刻處于真實的單片機開發環境中，以完成工程實踐項目為載體學習單片機技術，可以切實提高教學效果。

1.采用單片機仿真軟件Proteus輔助教學

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司推出的EDA工具軟件，能從原理圖繪制、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，是單片機教學、產品開發的最好輔助軟件之一，是單片機工程師完成工程項目、設計單片機產品使用頻率最高的軟件之一。Proteus包含了常見的元器件和單片機，可以模擬搭建單片機工程項目電路，調試應用程序，完全能滿足日常仿真教學的需要。

2.采用Keil uVision4編輯應用程序實時教學

Keil uVision4是將C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和仿真調試器等開發方案通過一個集成開發環境（μVision）組合在一起，方便編輯、編譯、調試單片機程序。Keil uVision4能將調試好的程序編譯生成單片機能識別的二進制文件，可以直接燒寫到單片機中直接執行，是單片機工程師必須掌握的單片機開發平臺之一，引入到教學中，能有效地提高產品開發能力和程序設計能力。

3.采用萬能板設計實訓教學項目優化教學

Proteus軟件仿真雖然很好地解決了教學設備等問題，但是有一定的局限性，特別是對時間精度和傳感器仿真等難于采用仿真教學。

為了培養學生單片機硬件電路設計能力及單片機應用程序設計能力，教學中必須讓學生親自動手制作單片機硬件電路。采用萬能設計的單片機教學項目，學生首先可以學會看電路原理圖，然后根據電路原理圖設計布局，再用拖焊技術搭建硬件電路，最后用萬用表檢查、測試硬件電路，這一系列的教學過程和單片機工程師開發產品的過程基本一致。

在完成用萬能板設計的實訓教學項目之后，學生會對單片機硬件電路了如指掌，能夠加深對單片機技術原理的理解，能促進學生深入掌握單片機應用程序編寫的思路，彌補了用實驗臺或實驗箱實習不能提高硬件電路設計能力的弊端。

4.采用ISP下載線燒寫程序方便教學

目前市場上常見的51系列單片機AT89S51，具有ISP（在線可編程）功能。在單片機教學項目設計的時候，利用ISP（在線可編程）的特點，設計ISP在線下載電路，然后利用智峰軟件工作室開發的ISP下載線及控制軟件progisp2.0燒寫程序，系統穩定，方法簡單，速度快，成本低，非常適合教學使用。因為不需要頻繁把單片機芯片從電路板上拔下，節省了教學時間，降低了產品損壞率，方便了調試。

5.連接互聯網增加教學資源獲取渠道

隨著互聯網的發展，有很多的單片機愛好者、單片機工程師等將單片機學習資料免費發布在網站上。教師可以指導學生登錄比較好的單片機網站學習，培養解決工程實際問題的能力。

三、單片機應用技術人才改革的關鍵點

建設擁有單片機應用技術開發環境的一體化教室的目的是為了培養既懂理論知識又能解決實際問題的單片機技術專門人才，實現這一目的的最佳途徑就是進行一體化教學。在教學過程中，要根據單片機應用技術開發環境設計教學項目和設置教學環節。只有教學項目和教學環節搭配合理，才能將理論教學和實踐教學融會貫通，才能充分發揮學生的主動性、教師的主導性，一體化教學才能取到好的教學效果。

（作者單位：江西省冶金技師學院）