單片機課程項目化改革與實踐創(chuàng)新

楊偉

摘要：隨著工農(nóng)生產(chǎn)對微控技術(shù)應(yīng)用的不斷增加，單片機應(yīng)用技術(shù)這一課程的重要性逐漸突出，教學時應(yīng)以實踐應(yīng)用為目的，以設(shè)計思想和基本原理為依據(jù)，培養(yǎng)學生動手實踐的能力。本文通過項目化實踐創(chuàng)新教學，適時運用C51編程體系，對學生學習單片機知識有一定的促進作用。

關(guān)鍵詞：單片機；課程教學；實驗創(chuàng)新

目前，單片機課程是電子類專業(yè)的必修課，隨著科技的不斷進步與發(fā)展，單片機技術(shù)在各行各業(yè)中有了廣泛的運用，如：家用電器、儀器儀表、工業(yè)控制等。本課程的學習能使學生掌握單片機的工作原理，以培養(yǎng)學生的邏輯思維以及編程思想為主，對提高學生分析問題能力和開拓創(chuàng)新意識有重要作用。

1單片機教學現(xiàn)狀

1.1單片機課程簡介

單片機是電子工程專業(yè)開設(shè)的一門課程，也是機電一體化專業(yè)的核心課程，其培養(yǎng)目的是為了能夠適應(yīng)生產(chǎn)機電類自動控制產(chǎn)品的企業(yè)的需要。該課程在教學方法上往往采用項目教學法，使學生能夠更深入更直觀地理解單片機開發(fā)的過程，學生在提高專業(yè)素養(yǎng)的同時能夠提高自身軟件設(shè)計能力，在一定程度上促進了教學改革與創(chuàng)新。

1.2單片機教學特點

1）傳統(tǒng)教學模式是理論課上完教師安排學生上實驗課，在教學順序上，理論課和實驗課是分開的，教師先將單片機硬件的基礎(chǔ)知識講授給學生，再將編程語言程序設(shè)計和指令系統(tǒng)講給學生，教師根據(jù)教材的編寫對學生進行講解，在理論上是合理的，但教師完全按照教材順序講解是不合理的，很容易造成學生思維混亂，對知識點理解的不清楚，進而影響學生的實踐操作。

2）單片機C51技術(shù)是理論與實踐相結(jié)合的一門課程，不僅要求對單片機的語言編程和硬件結(jié)構(gòu)完全掌握，還要對數(shù)字電路、模擬電路等完全熟悉。因單片機課程較難，且具有抽象性，學生在學習之前難免會產(chǎn)生恐懼心理，教師應(yīng)引導學生，發(fā)現(xiàn)單片機技術(shù)課程的趣味，并利用自身專業(yè)知識，對課程內(nèi)容進行改編，通過簡單易懂的解釋，使學生在枯燥乏味的課程上提高自己的學習興趣。

1.3單片機C51教學目標

教師通過對學生的實踐指導使學生通過相關(guān)項目的學習進而提高學生單片機的實踐能力和編程能力，使學生掌握C51程序的設(shè)計理論及方法，掌握對單片機端口的合理應(yīng)用；同時，培養(yǎng)學生對問題的分析和解決能力。教師在教學中，最重視的應(yīng)該是學生對學科學習的態(tài)度，針對單片機課程較為抽象，教師應(yīng)該引導學生在學習過程中發(fā)現(xiàn)樂趣，并通過自身努力收獲掌握知識的喜悅，進而增強學生自信心。針對單片機技術(shù)專業(yè)實用性較強，教師應(yīng)指導學生團結(jié)合作，培養(yǎng)學生職業(yè)道德，使其在團結(jié)協(xié)作下提高自身創(chuàng)新意識。

1.4項目教學法設(shè)計原則

1）“先整體，后具體”，教師先讓學生對單片機C51課程進行簡單了解，再對學生將C51程序結(jié)構(gòu)以及端口的應(yīng)用做進一步的拓展，以提高學生分析和解決問題的能力，并培養(yǎng)學生的編程思想，使學生明白編程設(shè)計的原理并靈活應(yīng)用。

2）試驗箱驗證與模擬仿真相結(jié)合的原則，教師在授課時應(yīng)合理使用相關(guān)教學軟件，利用Keil及Proteus軟件對項目進行原理圖布線和代碼調(diào)試，并與試驗箱進行連接，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的設(shè)計和應(yīng)用。

3）教師在教學過程中應(yīng)以學生為主體，做學生人生的領(lǐng)路人，鼓勵學生主動探索，并對學生對課程的想法進行指導，發(fā)現(xiàn)不正確的想法，教師應(yīng)與學生共同探討，使學生能夠隨意表達自己的見解，進而提高學生學習興趣。

4）教師應(yīng)重視學生在學習過程中的變化，對項目進行一對一指導，并發(fā)揮教師的職能，指導并幫助學生學習專業(yè)知識，進而提高學生專業(yè)成績。

2單片機C51教學過程

2.1情境導入

由于單片機C51課程難度較大，內(nèi)容更為抽象，教師在教學時應(yīng)注重調(diào)節(jié)學生的積極性，對難度較大的知識點教師可利用多媒體進行教學，利用視頻、圖片等手段使學生更全面更直觀地理解課程內(nèi)容。學生對形象化，直觀化的項目能夠更容易接受，能夠提高學生的理解能力，進而增加學生學習的自信，提高學生成績的同時，達到教師教學目標。

2.2以單片機原理為核心

在學生了解計算機原理的基礎(chǔ)上，教師對單片機的時鐘與時序、功能單元、項目任務(wù)儲存器組織進行深入講解，同時對單片機的語言指令系統(tǒng)進行簡單介紹，進行延伸到項目的使用上，最后對學生介紹單片機與外圍芯片的接口，包括：存儲器、串行通信等資源的拓展。

2.3以單片機C語言教學為主

單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，可采用C語言或匯編語言編程，匯編語言對單片機的操作雖然直接簡單，但是在系統(tǒng)規(guī)模較大時就會略顯繁瑣，很難進行調(diào)試。這時采用C語言就能夠使操作過程簡潔、方便，因C語言有良好的可續(xù)性，設(shè)計人員在設(shè)計大型的系統(tǒng)程序時會采用C語言。而學生對C語言更感興趣，因其指令好記、容易掌握等特點，對于學生在日后的學習中有很大幫助，因大部分電類專業(yè)都與單片機有關(guān)，學生短時間的學習是不能夠保證畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量的，教師若是在教學上對學生進行單片機的教學，使學生循序漸進的學習，就能夠讓學生很輕松地完成畢業(yè)設(shè)計。

2.4以任務(wù)為核心進行教學

教學在教學時應(yīng)把單片機的課程內(nèi)容按照難易程度分為幾個任務(wù)，由簡單到復雜的教學，學生能夠更容易接受，例如：由彩燈循環(huán)亮系統(tǒng)到電子萬年歷系統(tǒng)，學生從簡單的設(shè)計再到難的設(shè)計就會更加容易。教師注意引導學生理論與實踐相結(jié)合，并對項目的設(shè)計進行一對一指導，提高學生專業(yè)成績的同時，也能夠提高教師的教學水平。

如在設(shè)計交通信號燈時，項目要求綠燈紅燈輪流切換，東西方向綠燈30秒，南北方向綠燈40秒，動態(tài)掃描顯示時間。先對項目進行分析，學生根據(jù)教師布置的任務(wù)，進行搜集資料，并進行設(shè)計軟件，然后進行資源分配，制定初步方案。

其次制定方案，教師安排學生組成分析小組，對問題進行分析探討，最終形成文檔。再下一步為方案的實施，根據(jù)制定的方案，使用編程軟件，將項目的原圖和代碼進行布置和調(diào)試，主函數(shù)初始化后，定時器完成掃描，通過驗證，觀察效果，進而對設(shè)計進行進一步完善。最后進行項目拓展，設(shè)計完成后教師引導學生把項目的編程運用到不同領(lǐng)域，比如：洗衣機的洗滌、脫水、和信號燈的紅燈、綠燈、黃燈，學生對項目的親身實施，會增加學生的印象，使學生將設(shè)計過程和實際應(yīng)用想結(jié)合，進而提高學生的動手實踐能力，達到了教師教學目的。

3教學改革與創(chuàng)新

3.1設(shè)定課程內(nèi)容

因單片機課程難度較大又具有很強的綜合性，因此，教師在教學過程中應(yīng)考慮到其難易程度以及應(yīng)用范圍，制定合理的教學方案，教材大部分內(nèi)容是指令系統(tǒng)、硬件組成、高級電路等，這些知識點使學生無從下手，學習起來會感覺到困難，嚴重影響學生學習的積極主動性。想要提高學生學習效率就要打破傳統(tǒng)的教學模式，教師把理論知識融人到實踐教學中制定簡單、輕松、生動的教學設(shè)計。教師將知識點分成幾個小點，使學生形成清晰地思路，進而在日后的學習中能夠形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)。

3.2教學條件

目前我國單片機教學不再是統(tǒng)一教學，教師利用多媒體授課，學生在實訓室里完成任務(wù)，保證了學生每人一機，學生的時間條件更加完善，學生通過使用電腦能夠更具體更直觀的操作，相比于在多媒體教室上課，更能提高學習效率。

3.3課程時間安排

為保證學生上課效率和教學的連貫性，把單片機課程安排在同一天，能夠一天內(nèi)完成一個項目，避免學生的知識點分散，教師也會因時隔太長而重復講課，浪費了課堂時間。教師根據(jù)課程的難易程度安排課程進度，保證項目能在規(guī)定的課時內(nèi)講完，這種連貫性和強度能夠保證學生學習效率，進而提高教學質(zhì)量。

3.4項目操作

教師首先對學生進行理論教學，分析項目后，制定可行方案，教師引導學生怎樣實現(xiàn)任務(wù)，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；教師在焊接制作電路板這一環(huán)節(jié)，為學生提供電子元件，學生完成任務(wù)后檢查電路板的焊接質(zhì)量，培養(yǎng)學生的動手能力；學生完成電路板制作后，教師為學生布置編程任務(wù)，在這一教學環(huán)節(jié)上，教師可利用多媒體向?qū)W生繪制相應(yīng)的編寫指令，培養(yǎng)學生編寫能力。在具體的操作過程中，通過不斷的完成任務(wù)，提高學生的項目操作能力。

3.5開放式教學

如何在教學中實施編排的課程內(nèi)容是教師在教學中需要解決的重要問題，開放式教學是結(jié)合企業(yè)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程和項目管式理的基礎(chǔ)上，研究出來的有利于提高教學質(zhì)量的教學方式之一。實施項目可根據(jù)學生自身條件進行自由組隊，教師按照小組形式布置任務(wù)，學生若在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)，可提前組織學生離開教室，實訓室應(yīng)全天開放，在上課后，供學生自行操作，并鼓勵學生通過網(wǎng)絡(luò)尋找對實踐有幫助的資料。

4總結(jié)

在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，單片機技術(shù)教學有了新改革和創(chuàng)新，學校在培養(yǎng)人才時應(yīng)注重與企業(yè)要求結(jié)合，建立高效的教學體系，并創(chuàng)新教學模式，使學生在現(xiàn)代化教學中更好的學習專業(yè)技能，應(yīng)用于實踐。