電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

樊玉蘭

摘 ?要：?jiǎn)纹瑱C(jī)作為一種集成電路芯片，不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且集成度高、耗能小，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、家用電器中。此外，單片機(jī)在電子專(zhuān)業(yè)中也是一門(mén)十分重要的基礎(chǔ)課程，但是當(dāng)前電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中仍存在一些急需解決的問(wèn)題，該文將對(duì)電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題及解決對(duì)策進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析和探討。

關(guān)鍵詞：電子專(zhuān)業(yè) ?單片機(jī) ?教學(xué) ?問(wèn)題與對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0130-02

1 ?電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 教學(xué)資源短缺

當(dāng)前，大部分電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中所使用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置大致可分為兩種：第一種是不用和電腦聯(lián)機(jī)的獨(dú)立的綜合實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，這種系統(tǒng)配置比較簡(jiǎn)單，只需要學(xué)生利用鍵盤(pán)輸入程序就能夠進(jìn)行關(guān)于單片機(jī)的所有實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生就無(wú)法利用更多的軟件資源;第二種是需要和電腦聯(lián)機(jī)的綜合實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，這種系統(tǒng)配置需要和電腦相連，所以可以方便學(xué)生利用電腦中的資源來(lái)編輯實(shí)驗(yàn)程序[1]。和獨(dú)立的綜合實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)相比，這種綜合實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)更加全面、方便且快捷，所以?xún)r(jià)格也更高一點(diǎn)，通常情況下不算電腦的話(huà)這種系統(tǒng)配置的價(jià)格就能夠達(dá)到數(shù)千元每臺(tái)。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)校的經(jīng)費(fèi)都是比較有限的，沒(méi)有能力購(gòu)買(mǎi)很多這種機(jī)器，而電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生又比較多，就無(wú)法為每一個(gè)學(xué)生都配備這種系統(tǒng)配置，這就會(huì)對(duì)單片機(jī)教學(xué)造成嚴(yán)重的阻礙。

近年來(lái)，對(duì)單片機(jī)的研究不斷深入，仿真器更新?lián)Q代的速度也很快，但是學(xué)校由于資金有限就無(wú)法經(jīng)常更換單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。有的學(xué)校單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備十分老化，甚至是十幾年都不更換，這也不利于單片機(jī)教學(xué)的開(kāi)展。此外，當(dāng)前有很多學(xué)校都比較缺乏單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，這就無(wú)法為電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，導(dǎo)致很多教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)法施展，這也嚴(yán)重影響了單片機(jī)教學(xué)的發(fā)展。

1.2 教學(xué)演示困難

實(shí)驗(yàn)是單片機(jī)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，需要教師在課堂當(dāng)中為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，但是單片機(jī)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)不像一些生物、物理實(shí)驗(yàn)一樣比較簡(jiǎn)單。單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示需要準(zhǔn)備的東西很多，有必需的電源以及電路板，同時(shí)還需要用到幫助開(kāi)發(fā)軟件的電腦以及能夠?qū)?shí)驗(yàn)程序存儲(chǔ)到單片機(jī)當(dāng)中的編程器[2]。將這些實(shí)驗(yàn)所用到的設(shè)備都準(zhǔn)備齊全之后，還要進(jìn)行一系列的編碼、調(diào)試的復(fù)雜環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備難湊齊，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也非常復(fù)雜，這就導(dǎo)致很多單片機(jī)教師不愿意在課堂當(dāng)中為學(xué)生演示這些實(shí)驗(yàn)。此外，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)所用到的器件都比較小，這就導(dǎo)致就算教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生也不能看清實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。最終造成單片機(jī)的教學(xué)演示效果十分不好，也阻礙了單片機(jī)教學(xué)的進(jìn)步。

1.3 教學(xué)裝置問(wèn)題

當(dāng)前，大部分學(xué)校的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中所用到的綜合實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)中包含很多實(shí)驗(yàn)題目，例如A/D轉(zhuǎn)換、雙機(jī)通信等，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用鍵盤(pán)輸實(shí)驗(yàn)程序，然后通過(guò)數(shù)碼管等觀察實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的現(xiàn)象以及最后的實(shí)驗(yàn)原理。教學(xué)中開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)主要就是為了證實(shí)所學(xué)的單片機(jī)理論，從而加深學(xué)生的印象。但是這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在很大的問(wèn)題，主要就是不能為學(xué)生提供更好的動(dòng)手操作的環(huán)境，大大減少了學(xué)生思考與操作的機(jī)會(huì)。這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅需要單片機(jī)芯片的支持，還要利用到其他芯片等設(shè)備的支持，因此這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且還沒(méi)有配備詳細(xì)的電路圖，這就導(dǎo)致學(xué)生在具體的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中有很多不明白的地方，在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理時(shí)還是一知半解[3]。此外，這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的硬件電路都是固定配置的，沒(méi)有辦法進(jìn)行一些帶有一定設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，尤其是單片機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化的教學(xué)需求了。

1.4 教學(xué)缺乏實(shí)用性

當(dāng)前，有很多單片機(jī)教師在教學(xué)的過(guò)程中仍然采用一些十分傳統(tǒng)、老套的教學(xué)方法，跟不上時(shí)代的變化。此外，大部分學(xué)校都比較缺乏單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室，這些因素都導(dǎo)致當(dāng)前單片機(jī)教學(xué)缺乏實(shí)用性，無(wú)法讓學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作的能力。

2 ?解決電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)問(wèn)題的對(duì)策

2.1 引進(jìn)仿真軟件

單片機(jī)的仿真軟件能夠?qū)纹瑱C(jī)的軟件以及硬件的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的模擬，當(dāng)前單片機(jī)的仿真軟件技術(shù)越來(lái)越高超，其中不僅含有程序存儲(chǔ)器，還有特殊功能寄存器，這些都能夠?yàn)榻處熀蛯W(xué)生提供觀察實(shí)驗(yàn)的窗口，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中看到每一個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)果[4]。此外，一些硬件仿真器當(dāng)中含有很多問(wèn)題，比如說(shuō)價(jià)格比較高、不易存放容易壞等，而仿真軟件就不存在這些缺陷。仿真軟件還具有硬件仿真器的功能和作用。一般情況下，電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求不是特別高，就能夠利用仿真軟件開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)單片機(jī)教學(xué)的發(fā)展。此外，仿真軟件只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)就能夠開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，不用過(guò)多的設(shè)備，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行修改之后可以立即看到實(shí)驗(yàn)效果，再結(jié)合一些現(xiàn)代化教學(xué)手段，就能夠很好地解決教學(xué)演示困難這個(gè)問(wèn)題了。

2.2 應(yīng)用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真板

單片機(jī)在單片機(jī)系統(tǒng)中是最為關(guān)鍵的一部分，也是形成單片機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)的前提條件，單片機(jī)和其他芯片、電路之間存在頻繁的輸入與輸出活動(dòng)，僅僅利用仿真軟件的話(huà)不利于外部輸入數(shù)據(jù)的獲取。除此之外，當(dāng)前的仿真技術(shù)還是比較有限的，對(duì)液晶顯示器這些比較復(fù)雜的器件不容易進(jìn)行仿真。為了充分發(fā)揮仿真軟件的功能，可以應(yīng)用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真板，這種實(shí)驗(yàn)仿真板能夠通過(guò)圖形將數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)。在電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中應(yīng)用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真板能夠使一些大型的實(shí)踐作業(yè)操作起來(lái)更簡(jiǎn)單便捷，甚至可以讓學(xué)生在寢室當(dāng)中獨(dú)立完成電子鐘等比較困難的作業(yè)，這樣可以充分利用學(xué)校的教學(xué)資源，也能夠使單片機(jī)教學(xué)變得更加靈活，能夠讓學(xué)生通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證所學(xué)的單片機(jī)原理，有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力。

2.3 引入單片機(jī)ISP技術(shù)

單片機(jī)ISP技術(shù)可以提高單片機(jī)接收數(shù)據(jù)的效率，使單片機(jī)能夠接收更多的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)存儲(chǔ)器當(dāng)中。單片機(jī)ISP技術(shù)最大的特點(diǎn)在于它不需要編程器，只要擁有一條下載線(xiàn)就能夠開(kāi)展單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)[5]。這就大大減少了電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)在教學(xué)過(guò)程中的資源與裝置的限制，有利于教師在教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生演示更多的實(shí)驗(yàn)，也為學(xué)生提供了更多動(dòng)手操作和獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)。此外，在教學(xué)過(guò)程中引入單片機(jī)ISP技術(shù)能夠有效增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)用性，讓學(xué)生將理論知識(shí)內(nèi)化為實(shí)踐能力，有利于推動(dòng)電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。

2.4 對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新

當(dāng)前，有很多教師在單片機(jī)的教學(xué)過(guò)程中仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這不符合現(xiàn)代化的教學(xué)要求，大大降低了單片機(jī)教學(xué)的實(shí)用性。因此，教師應(yīng)該對(duì)教學(xué)模式及手段進(jìn)行創(chuàng)新，借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，例如多媒體等開(kāi)展教學(xué)，提高單片機(jī)教學(xué)的實(shí)用性。

3 ?結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)中存在如教學(xué)資源短缺、教學(xué)演示困難、教學(xué)實(shí)用性不強(qiáng)等問(wèn)題，需要國(guó)家及學(xué)校對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改善，為單片機(jī)教學(xué)提供更多的現(xiàn)代化資源、并在教學(xué)中引進(jìn)一些新興技術(shù)，以提高單片機(jī)教學(xué)的實(shí)用性、改善教學(xué)效果、提高教學(xué)水平，推動(dòng)單片機(jī)教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

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