探索單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力

叢申 王亞明

文章改進(jìn)一塊單片機(jī)教學(xué)和實(shí)踐方法。教學(xué)以工程引導(dǎo)，注重單片機(jī)在實(shí)踐中的應(yīng)用情況。著眼于培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)方法。在單片機(jī)技術(shù)教學(xué)中需要單片機(jī)的應(yīng)用作品演示提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及KEILC4.0，仿真環(huán)境Proteus8.0使用。教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，以及教師的提高教學(xué)水平。

單片機(jī)原理與應(yīng)用機(jī)電信息類專業(yè)必修課，是應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。學(xué)生大多在開始從解單片機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，逐步學(xué)習(xí)編程和應(yīng)用。為了提高學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力，許多學(xué)校及教師都在探索提高該課程的教學(xué)效果的方法。對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行了教學(xué)方法的改革，應(yīng)注重單片機(jī)在產(chǎn)品中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力。使學(xué)生初步具有利用單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品的能力。

1 教學(xué)方法

目前單片機(jī)通常以89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)，以c51語言為主，匯編語言為輔助。教學(xué)首先從熟悉單片機(jī)出發(fā)，操作單片機(jī)的輸入輸出口。操作的硬件編程核心是讀寫變量，尋址是編程的核心。初學(xué)者認(rèn)為尋址方法比較多不好理解，主要還是編程實(shí)驗(yàn)少。

編程語言編譯環(huán)境，因?yàn)槭褂幂^早編譯環(huán)境成熟及可以使用KEILC4.0編譯也可以在Proteus8.0的源代碼中編譯，C51語言KEILC4.0編譯更方便。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略也要求物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、市場(chǎng)上主流芯片和方便的編程語言和環(huán)境，不斷改進(jìn)和更新，做一些教學(xué)改變必要的。以便開拓知識(shí)范圍，建立編程理念和電路設(shè)計(jì)思想。

2 單片機(jī)教學(xué)改進(jìn)

傳統(tǒng)單片機(jī)教材內(nèi)容通常以單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行通信、ADC ， DAC轉(zhuǎn)換這八個(gè)章節(jié)順序講解。理論性很強(qiáng)，學(xué)生接受難度較大。

針對(duì)單片機(jī)課程特點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)以任務(wù)為主線，采用引導(dǎo)和練習(xí)結(jié)合的方式進(jìn)行。將工程項(xiàng)目教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法引入到單片機(jī)的教學(xué)中，實(shí)施過程中對(duì)單片機(jī)產(chǎn)品講解，先讓學(xué)生能感覺到單片機(jī)可以做什么，應(yīng)該去學(xué)什么，學(xué)了之后自己可以做出什么作品。利用工程導(dǎo)向來引導(dǎo)教學(xué)過程，首先講解工程原理、調(diào)動(dòng)學(xué)生討論、讓學(xué)生更具生活經(jīng)驗(yàn)找出解決問題思路，綜合比較確定設(shè)計(jì)方案。支撐工程教學(xué)的硬件設(shè)備應(yīng)盡量齊全，要帶到教室去，來增強(qiáng)教學(xué)效果提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

單片機(jī)是一門工程實(shí)踐很強(qiáng)的課程，而用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)又包含很多的理論知識(shí)，對(duì)學(xué)生的程序編寫能力的要求較高。基于學(xué)生學(xué)習(xí)情況，可以設(shè)計(jì)由易到難。分成小項(xiàng)目。讓學(xué)生看到仿真效果和現(xiàn)實(shí)硬件作品的效果可以使用Proteus8.0和KEILC4.0軟件模擬效果。提高了單片機(jī)學(xué)習(xí)效果。促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。在使用仿真軟件可以解決了遇到程序故障的問題。教師還可以通過畫電路圖，進(jìn)一步說明電路和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)知識(shí)。從而拉近單片機(jī)與學(xué)生之間的距離。有以上教學(xué)改進(jìn)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)知識(shí)有了具體的概念和更好理解。可以提高單片機(jī)的教學(xué)效果。

3 實(shí)踐教學(xué)方法改進(jìn)

在對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜏y(cè)試能力培養(yǎng)的前提下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高應(yīng)著眼于學(xué)生創(chuàng)造性能力和綜合應(yīng)用能力方面，合理地進(jìn)行教授儀器使用、測(cè)試方法、可以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以更進(jìn)一步提高學(xué)生工程應(yīng)用能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于場(chǎng)地、設(shè)備的限制，學(xué)生親自接觸實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)和時(shí)問非常少，因而很難參與到單片機(jī)中各種細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，影響了其動(dòng)手和操作能力的提升。實(shí)用軟件Proteus8.0中有許多仿真儀表儀器，如虛擬終端、電流電壓表、電流電壓源、計(jì)數(shù)器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、示波器等，這些儀表儀器在應(yīng)用中可以被隨時(shí)調(diào)用，各種實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`過程都可以通過Proteus虛擬軟件進(jìn)行仿真，整個(gè)操作過程如同在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，可以補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)條件，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)踐教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)榻虒W(xué)中工程案例的調(diào)試，必須最好在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。只有虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生積極性提高受到一定的限制。現(xiàn)實(shí)中的物理器件，可以讓學(xué)生摸得著、看得見增加真是感，可以讓學(xué)生適當(dāng)做幾個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。

工程式教學(xué)方法，學(xué)生邊學(xué)邊練，循序漸進(jìn)，比如綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)束可以讓學(xué)生從設(shè)計(jì)、制版以及硬件電路板調(diào)試。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，從而能用單片機(jī)進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生注重工程實(shí)踐能力、主要考查學(xué)生對(duì)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。這樣的實(shí)踐內(nèi)容接近工程實(shí)際。學(xué)習(xí)方式更加自由，符合當(dāng)代學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，能夠收到較好的學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)論

教學(xué)改革的目的，是為創(chuàng)造更合理的學(xué)習(xí)環(huán)境；是為教學(xué)效果更好；學(xué)生更容易獲得知識(shí)。以工程引導(dǎo)的方式教學(xué)，可以讓學(xué)生取更多實(shí)踐知識(shí)和學(xué)習(xí)方法，鼓勵(lì)了學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)造性的探索學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和一些工程問題解決的思路。對(duì)單片機(jī)教學(xué)過程進(jìn)行改進(jìn)可以改變目前大學(xué)實(shí)踐能力不足的問題。可以適應(yīng)今天在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下的人才需要特點(diǎn)，使學(xué)生獲得一些工程實(shí)踐知識(shí)和技術(shù)、有助于高等教育的時(shí)效性、有助于學(xué)生就業(yè)，并很快適應(yīng)市場(chǎng)需要。

（作者單位：塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院）