單片機課程教學研究

章彧

摘 要： 單片機是一門應用性很強的課程。作者結合該課程特點及自身多年的教學經驗，從提高學生興趣，完善教學方法，豐富教學手段，加強實踐環節和發展興趣小組五個方面進行單片機教學的研究與探討，以此改善教學效果。

關鍵詞： 單片機 教學改革 教學研究

一、引言

單片機技術是現代電氣電子工程領域一門飛速發展的技術，在各種智能控制系統中有廣泛應用，其在教學及工程實踐領域的技術推廣是當今科學技術發展的熱點。單片機技術是電氣工程、電子信息類學生必須掌握的一門技術，也是現代工科學生就業的一個基本條件。

《單片機原理及應用》是電氣、電子、自動化、機電等專業的一門專業基礎課，也是我校重點建設課程之一。它以模擬電路、數字電路、C語言等課程為基礎，為后續各專業相關原理的生產實現提供技術手段。通過課程學習，有利于培養學生分析問題與解決問題的能力，提高學生創新意識和創新能力，增強學生利用所掌握的知識解決實際工程問題的能力。單片機知識在電類專業整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。

二、教學研究

《單片機原理及應用》建設是一個系統工程。根據一般工科院校的特點，要將《單片機原理及應用》建設成面向學生能力培養、面向信息時代發展的課程。“適應社會需要，不斷改革創新”是《單片機原理及應用》課程建設遵循的原則；加強素質教育，努力培養學生創新能力是《單片機原理及應用》課程建設追求的目標。但是學生普遍反映，單片機硬件基礎部分抽象概念多，入門難；軟件部分指令不易記，匯編程序的編程難；軟硬件結合的接口技術部分則更難，而且整個課程的學習要結合電子技術、C語言等相關知識，屬于軟硬件結合的計算機應用課程，工程實踐性很強。從早期多年的教學情況看，學生對單片機技術的認識、定位不明確，對電子技術、計算機技術等前期相關的基礎知識掌握不扎實，采用的學習方法不正確，導致在學習過程中出現概念模糊、機械死板、知識點脫節、軟硬件脫鉤等情況，使學生感覺單片機是一門枯燥的、抽象的、要死記硬背的、還很難學的課程，完全感覺不到其中樂趣，自然導致學習效果不佳，更不要說應用能力、創新能力的培養了。

針對單片機教學和學習中出現的現象和問題，為了培養合格的單片機應用型人才，必須改變原有的教學方式。下面從以下五個方面探討該課程的教學。

1.明確學習目的，提高學生的學習興趣。

只有目的明確了，才有努力的方向，只有興趣產生了，才能為這種努力提供自發的動力。“興趣是最好的老師”。教師的主要任務不應是單純地傳授知識，更重要的幫助學生確立學習目標，激發學生學習興趣，使他們有一種強烈的求知欲望和熱情，引導他們自覺投入到學習中。傳統教學過程中，整個課程體系安排往往是先灌輸式地講完基礎理論，再來一個綜合應用做總結，中間雖然有舉例，但往往都是就事論事，是片面的，不具有完整性，使得學生只有在課程學習的最后才真正接觸到單片機的實際應用系統，而在此之前的學習由于學習目標不明確，學生感到學習內容枯燥乏味，故而學習興趣不高。為提高學生學習興趣，我們在課程學習的開始，可先給學生展示一些單片機的應用產品，如數字萬年歷、數字溫度計、計算器等，使他們體會到單片機技術的實用性，從而激發他們的學習興趣和求知欲，利用產品實例，將課程內容安排分解進去，使學生明確學習目標，然后開始講解課程內容。在教學組織上要合理安排刺激源，選擇合適的教學手段和方法，不斷強化目標，激發興趣，使得學生在困難面前仍能有信心。

2.科學組織教學內容，合理完善教學方法。

《單片機原理及應用》課程與學生原來接觸的其他課程有很大的不同，它既有實在的硬件系統結構，又有抽象的軟件系統設計，并且這二者在學習和應用的時候，都是相輔相成的，如果二者沒有銜接好，不能融會貫通，就極易產生枯燥、抽象的感覺，導致學生覺得困難，喪失興趣。因此，科學組織教學內容，打通軟、硬件關節點，做好銜接是教學安排上的重要任務，選擇合適的教學方法很關鍵。首先，在教學組織上注意層次化。層次化一是指在整個課程體系上的層次化，按照硬件—軟件—硬件的結構安排教學，前者引導對后者的掌握，后者加深對前者的理解，相輔相成。比如前面硬件中對存儲器地址、內容概念的了解，有利于軟件學習時對指令功能的掌握，反之進一步加深對存儲器元件的理解，再學習后面的存儲器擴展和應用時，就是輕車熟路、易于上手了。層次化另一是指單個知識點掌握時的層次化，按照概念—表象—應用進行掌握。比如尋址方式這個知識點，它是單片機指令學習的基礎和關鍵，在學習掌握時分為三個層次，第一層次是掌握各尋址方式的定義和書寫方式，第二層次是能根據指令的書寫，確定尋址方式，找到操作對象，第三層次是能夠根據功能需要，合理選擇尋址方式，編寫指令。其次，在教學上選擇合適的教學方法。采用對比性的教學方法，比如立即尋址和直接尋址、寄存器尋址和寄存器間接尋址在學習時的對比，訪問片內存儲器、片外數據存儲器和程序存儲器時的對比等，加深學生印象，使之不容易混淆。采用循序漸進的啟發式教學方法，比如在定時計數器這個知識點環節，按照為什么要定時計數器—怎樣才能實現計數功能—怎樣才能正確計數—怎樣用好計數器這個思路引導學習過程。程序設計時，強調先簡單后復雜，熟練典型例題，逐步擴展程序功能。在講完各理論知識點后，可以引導學生結合興趣，自己動手設計、制作一些相關電子作品，讓他們在實踐中加深對理論知識的理解。學生每完成一個設計，便感到距離成功更近了一點，因而會有一種成就感，激發學習興趣，增強學習信心，變被動地接受知識為主動獲取知識。

3.合理利用教學資源，豐富教學手段。

由于要求學生要做筆記，因此在知識點講解、舉例、總結時，主要以板書方式，多媒體課件主要是做投圖使用。在項目設計舉例時，利用proteus結合keil軟件，調試仿真設計效果。利用學校的網絡教學資源平臺，把《單片機原理及應用》這門課程的授課計劃、電子課件、實驗指導書、仿真軟件、仿真實例與習題等相關資料上傳上去，供學生隨時上網自學。另外，會把一些有關單片機知識的網站和一些優秀的論文鏈接到課程網頁上，供學生瀏覽學習。

4.加強實踐環節教學，培養學生工程素質和實踐能力。

《單片機原理及應用》課程是一門實踐性非常強的課程，只有親自動手進行單片機的設計、訓練，才能嫻熟使用單片機的開發工具，培養熟練的程序設計思路，靈活設計系統電路。學生通過實踐環節，在了解了“干什么”、“怎樣干”以后，親自動手體驗，干中學、學中干，實現有效學習，培養能力。在實驗內容的安排上，結合學生特點、實際應用和學時數，安排兩次驗證性實驗，主要是學會和熟悉keil和proteus軟件的使用，后面安排了綜合性、設計性實驗，如定時器功能仿真實驗、四路外部中斷仿真實驗、顯示器仿真設計實驗、鍵盤仿真設計實驗等，既不是很復雜，又能對相關重要知識點的應用進行練習，同時符合工程應用實際。此外，設置了單片機課程設計的實踐環節，集中2周的時間進行，培養、鍛煉學生綜合性、系統性的項目設計能力。提供給學生幾種大小難度適合的課題，學生可根據自己的能力和愛好選取其一，然后在教師的指導下，完成從收集資料、立項、方案論證到軟硬件設計與調試的過程。通過課程設計的實戰演練，學生學會了綜合運用所學知識進行單片機應用系統開發的方法，既充分鍛煉了學生的實踐能力，又培養了學生的工程素質和創新意識。

5.積極培養和發展課外興趣小組。

要真正提高學生單片機實際應用能力，單靠課堂（理論、實踐）教學是不夠的。為了鞏固、強化學生單片機理論教學的效果，我們還要充分培養和發展“電子制作協會”這類的學生興趣組織，選派具有豐富教學和科研經驗的老師指導學生進行電子科技制作活動，積極參與和組織各類科技競賽活動。通過課外科技活動的開展，有效提高學生的創造性思維能力與獨立分析、解決問題的能力。

三、結語

單片機是一門實踐性很強的課程，通過初步嘗試，我們認為只要不斷改進教學方法、豐富教學手段，加強實踐能力的培養，注重理論聯系實際，就能激發學生的學習興趣，取得較好的教學效果。但是如何將教學改革開展得更加深入系統，為社會培養出大批具有工程素質和創新能力的單片機應用型人才，還需要廣大教師共同努力，不斷探索。

參考文獻：

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