應用型人才培養下的微機原理及應用教學改革研究

劉麗麗+金小香+劉同禮

摘 要：在“培養應用型人才”的指導思想下，我校對微機原理及應用課程進行教學改革，包括教學芯片的選型，教學內容重點的安排，完善教學手段以及學生實踐應用能力的培養等方面，以期對微機原理教學和大學生就業有一定的借鑒意義。

關鍵詞：單片機；應用型；教學改革

微機原理及應用是一門綜合性比較強的課程，具有很強的實踐性和應用性，同時該課程是電相關專業的專業基礎課或專業課。微機原理及應用課程涵蓋了“電子線路”“計算機組成原理”“單片機”等課程，其中根據教學目的我們開設的微機原理及應用課程以單片機內容為主。

但是，單片機教學往往存在著教學內容與應用需求、甚至實驗設備跟不上科技發展步伐的問題，導致學生動手能力的培養受限等。因此改革單片機教學，并以此為切入點全面提高學生的實踐能力，是培養應用型人才的必由之路。

一、課程內容與教學現狀

目前，開設單片機課程的院校主要以51單片機為主，但是51單片機在解決一些復雜問題時具有一定的局限性，從而限制了學生應用能力的培養和提高。隨著科技的發展，近年來基于增強型內置RISC（精簡指令集）架構的單片機如AVR系列單片機等得到了非常廣泛的應用；同時德州儀器（TI）的MSP430系列單片機在儀器儀表行業也發展迅速。在32位嵌入式領域基于ARM架構以及以數字信號處理的為基礎的DSP型也已經在我國有了廣泛的應用。綜上考慮，我們學校也專門開設了針對ARM的嵌入式課程，我們在單片機的選型上從51改為了MSP430。MSP430片上資源相當豐富，除了基本的片上資源外，還具有硬件乘法器、溫度傳感器、SPI總線以及LCD液晶驅動模塊等片上資源，為學生的應用能力培養提供了一個理想的實驗平臺。

單片機課程是一門以應用為主的課程，主要培養學生獨立思考和解決問題的能力。這就要求學生在掌握有關硬件、軟件及相關接口設計的基本概念上，根據應用需求，設計出相關的系統。但是不少學生在課程結束后仍然不了解單片機開發的流程，以及知識點之間的聯系，甚至搞不清楚編程器和仿真器。因此，必須通過完善教學手段，改革教學內容，提高學生的實踐應用能力。

二、改革教學內容，增加學習趣味

在開始講授單片機課程時，如果一味地向學生灌輸理論知識，學生會感到枯燥乏味，再加上知識點的抽象性、復雜性等，這樣會使學生對這門課程產生畏難情緒，甚至產生放棄的念想。因此，在講述之前，可以先將簡易實驗設備帶到課堂，譬如為了突出介紹MSP430單片機的低功耗，可以在課堂上演示水果電池供電的MSP430液晶顯示系統，通過鮮明的實際例子讓學生對MSP430的低功耗留下深刻印象，并對課程產生濃厚興趣。另外在接下來的課程中，介紹IO口時可以先給學生演示五顏六色變化的LED彩燈；介紹PWM波時可以演示呼吸燈，等等，通過這些演示可以讓學生直接看到和聽到，使學生對單片機有立體的認識，使其了解學習對象，從而對單片機的開發和應用產生濃厚興趣。

三、完善教學手段，提高教學效果

1.重視編譯軟件

在實踐教學中，選用CCS編譯器調試單片機程序。由于MSP430支持在線調試，所以在課堂講授時可引入，每講授一條語句就在CCS編譯器中直接運行，注意講授調試模式下單步、斷點等調試技巧，通過Memory Windows窗口的1（內部RAM）、X（外RAM）和C（ROM）觀察存儲器內容。

2.利用基礎開發板，提高學生的實踐能力

單片機課程是門對實踐和動手能力要求都很強的課程，以往所有的實驗都是在已經搭建好的實驗箱上運行的。即使原理電路在實驗課之前已經講解過，但是學生并不知道實驗箱上每部分電路是如何構成一個大的電路板，甚至連經過講解的功能電路都不能理解，因此不能很好地將硬件電路開發和軟件編程結合起來一起思考，為此我們在TI的支持下，給每組學生分發了基礎的開發板，學生可以很方便地將開發板帶回宿舍進行研究和集體討論。當課程結束后，學生再把開發板上交。這樣在教學中可以充分利用學生的課余時間，達到了很好的教學效果。

3.引入網絡資源，并加以利用

在傳統的教學模式下，僅靠有限的書面知識已顯得力不從心。在信息技術高速發展的今天，網上有大量的單片機學習資料，有很多經典的設計案例。因此，教師要把網絡資源和課本知識有效地結合起來，同時培養學生課后利用網絡資源學習的習慣，如布置一定的課后大作業引導學生之間互相討論，并學會在網上查找芯片資料和單片機資源來學習，從而為將來走上工作崗位打下一定的基礎。

參考文獻：

陳亮.單片機課程的教學改革[J].實驗室研究與探索，2008，27（9）：121-123.