單片機原理與應用課程教學改革與實踐

劉利方　羅亞輝　李旭

摘 要 針對傳統單片機教學中存在的問題，結合機械電子工程專業教學和人才培養的要求，提出了從理論教學、實踐教學和考核方式三個方面進行改革的教學模式，并對該教學改革模式做了詳細的闡述。提出了以課題設計為核心的實踐教學模式，充分發揮在教師引導下學生學習的主體作用。結果表明，課程教學改革提升了學生的學習興趣，培養了學生創新能力和團隊協作精神。

關鍵詞 單片機 教學改革 課題設計 實踐教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.02.044

SCM Principles and Application Teaching Reform and Practice

LIU Lifang， LUO Yahui， LI Xu

（College of Engineering， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract In view of the problems existing in the traditional SCM teaching， combined with the requirement of the teaching and training of the mechanical and electronic engineering specialty， this paper proposes and expounds the new reform teaching pattern covering such three aspects as the theory teaching， the practice teaching and assessment method. This paper puts forward the practical teaching mode which is based on the course project， and gives full play to the main role of students ' learning under the guidance of teachers. The practice results show that the curriculum teaching reform has played a very good role in improving students' interest in learning， cultivating students' innovative ability and team cooperation spirit.

Keywords single chip microcomputer； teaching reform； course project； practice teaching

單片機具有體積小巧、功能強大、價格低廉等優點，目前其應用領域已非常廣泛。[1]“單片機原理及應用”課程是各高校電子信息、電氣工程以及機電一體化等專業的必修課，也是一門理論性與實踐性都很強的應用型學科。湖南農業大學工學院機械電子工程專業的目標是培養具有機械、電子、控制等基礎理論和專業知識，具有解決機電工程實際問題的能力，能在生產一線從事機電產品的設計開發、應用研究和生產制造管理等工作的高級工程技術人才。因此做好單片機課程的教學實踐，具有非常重要的意義。

1 單片機課程教學現狀

1.1 教學內容和實際應用脫節

目前國內大多數單片機原理教材仍然以MCS-51單片機為基礎，在教材內容編排上一般先從MCS-51單片機的體系結構和存儲空間開始，接著花較大的篇幅介紹指令系統和匯編語言程序設計，之后講解定時器、串口、中斷系統等常見外設和接口擴展技術，最后簡單介紹幾個單片機的應用實例。按照上述教材內容進行課堂教學，容易造成教學內容和實際應用的嚴重脫節。學生在學習前面章節的單片機基本原理和內部結構，特別是指令系統和匯編語言等內容時會感到枯燥無味和晦澀難懂，而在后面的應用實例學習過程中又因為沒有掌握基礎知識和原理導致難以理解，漸漸學生就會失去學習興趣，從而影響到了教學效果。

1.2 實踐環節安排不合理

傳統的單片機實踐環節一般與理論教學分開進行，采用單片機實驗箱完成幾個簡單的實驗，或采用 Proteu之類的仿真工具，利用軟件模擬單片機系統的運行。在實驗內容的安排上大多是驗證性實驗，學生根據實驗指導手冊上的實驗原理和步驟，在實驗箱上進行簡單的連線，再把實驗指導書上提供的程序編譯下載運行即完成了整個實驗的過程。[2]受限于實驗箱硬件設計內容不能改變，難以進行新實驗設計，在一定程度上制約了學生創造力的培養。

1.3 考核方式單一

課程考核是檢驗學生學習情況和學習效果的重要手段。傳統的單片機課程考核多采用閉卷考試的方式進行，學生要想在考試中獲得高分，通常只需死記硬背書本知識點，而學生實際動手能力無法在考試中體現。因此，這種考核方法不能真實客觀地反映出學生的學習情況和能力的高低，更無法準確地衡量學生的綜合素質和創新能力。[3]

2 理論教學內容的改革

2.1 優選教材，采用知識和應用相結合的教學模式

正確選用教材是單片機課程建設的重要組成部分，是保證教學質量的重要前提條件。優秀的教材必須具備內容的科學性、系統性和先進性，并能夠幫助提高學生的興趣，擴大學生的知識面。根據單片機的發展和應用趨勢，結合本專業的實際情況選用優秀教材，并根據教材內容，結合專業特點精心組織教學內容。在單片機實際教學過程中，采用知識和應用相結合的教學模式，既注重理論教育的作用，也充分強調實踐教育的重要；既強調單片機的設計理論和設計方法的講解，也注重軟硬件編程與調試經驗的傳授。在理論知識點的教學中，對于一些較為晦澀的理論知識，比如51單片機寄存器的詳細定義、存儲器的組織結構以及匯編語言和指令系統，要求學生在理論課學習時不必掌握具體細節，只需了解基本原理即可，在實踐和動手環節中碰到問題再來深究具體細節。