單片機原理與接口技術實驗教學的改革與探討

王貴

摘要：《單片機原理與接口技術》是電子專業(yè)的核心課程，要求學生掌握單片機的接口電路設計和程序設計的方法。隨著新工科建設的到來，培養(yǎng)學生動手和實踐能力將變得更加重要。理論聯(lián)系實際，將理論轉(zhuǎn)變成應用于實際的技能，才能更好地滿足新工科建設的要求。

關鍵詞：單片機與接口技術;改革;實踐

中圖分類號：G642.4;TP368.1-4文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）06-0134-01

Abstract："PrincipleandInterfaceTechnologyofsingleChipMicrocomputer"isthecorecourseofelectronicmajor，whichrequiresstudentstomastertheinterfacecircuitdesignandprogrammingmethodofsinglechipmicrocomputer.Withtheadventofnewengineeringconstruction，itwillbecomemoreimportanttocultivatestudents'practicalandpracticalabilities.Onlybycombiningtheorywithpracticeandtransformingtheoryintopracticalskillscanwebettermeettherequirementsofnewengineeringconstruction.

Keywords：SCMandinterfacetechnology;Reform;practice

引言：高等院校單片機與接口技術的項目化教學，是以單片機基本原理應用實踐為目標，所開展單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應用系統(tǒng)、匯編語言程序等的教學。傳統(tǒng)單片機與接口技術教學以教師為主體，學生往往處于理論知識被動接受的地位，項目課程缺乏理論與實踐操作相結(jié)合的教育內(nèi)容，學生學習積極性、學習效果較差?；诖耍ㄟ^構(gòu)建“項目任務”為中心的教學模式，能夠轉(zhuǎn)變單片機實踐應用案例的教育困境，提高學生單片機理論學習、實踐應用能力。

1傳統(tǒng)教學方法存在的問題

傳統(tǒng)的教學方法，主要注重講解理論知識，再進行幾個實驗的練習，這樣會使教學過程中，理論知識與實際應用脫節(jié)，學生無法獨立完成單片機開發(fā)的相關任務。單片機課程中，理論包含單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸入輸出系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、數(shù)據(jù)通信機制等，內(nèi)容量大，知識點多且復雜，難于記憶。將理論課和實踐課分開，導致學生在上完理論課后，做實驗時，忘記部分知識點，增加做實驗的難度，從而影響學生的學習興趣。單片機課程是一門專業(yè)技術課，如果只講授理論知識，不進行實踐練習，很難將所學應用于實際需要。且在實際應用中，有不少問題，只有通過實踐才能發(fā)現(xiàn)問題，思考解決方案，并付諸實踐。

2單片機與接口技術項目化教學的改革實踐研究

2.1合理調(diào)整教學內(nèi)容。為了使學生可以更好的接受教學內(nèi)容，提高教學效果，可以適當調(diào)整教學內(nèi)容、體系，以便更好地理解教學內(nèi)容。如講解一些基礎的理論知識時，可以穿插一些硬件結(jié)構(gòu)與原理等相關內(nèi)容;以“指令系統(tǒng)”部分的教學為例，在對指令格式、尋址方式等內(nèi)容進行教學時，可以結(jié)合中斷系統(tǒng)的操作進行講解;在講解單片機的結(jié)構(gòu)時，先簡單講解基礎理論，而對后續(xù)部分進行講解時，可以結(jié)合中斷、定時等部分內(nèi)容詳細的講解。利用對教學內(nèi)容的適當調(diào)整，使學生對該課程的實際應用進行了解，便于學生順利地進行后續(xù)的學習。

2.2構(gòu)建以任務驅(qū)動為主的課程項目教學目標。在項目化教學中，教師應在每節(jié)課設置具體的教學目標，包括教學任務目標、項目要求、項目組織流程等，盡可能通過單片機實踐任務的規(guī)劃，驅(qū)動單片機基礎理論知識的教學與學習。首先，教師要結(jié)合課程教學大綱，設定與課堂教學內(nèi)容相關的單片機系統(tǒng)設計、功能程序編寫教育目標，并明確教學目標需要達成的實踐要求。其次，教師創(chuàng)設符合學生主體認知的課程教學情境。例如，以單片機控制技術飛行器的設計為主題，向?qū)W生提出疑問：“該飛行器并行I/O接口、中斷控制系統(tǒng)、LED驅(qū)動電路如何實現(xiàn)？”之后再按照項目功能實踐的實現(xiàn)流程，進行單片機集成電路結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與功能模塊的講解，以激發(fā)學生參與單片機項目功能設計的積極性，完成相應電路調(diào)試、功能實現(xiàn)的任務目標。

2.3以各類競賽為契機提升學生創(chuàng)新能力?！皢纹瑱C原理及應用”作為一門實踐性較強的課程，在各類競賽中獲得了廣泛的運用，如全國大學生電子設計競賽、“挑戰(zhàn)杯”“藍橋杯”等競賽都設有單片機類題目。在此類競賽中獲獎的學生，說明其有較強的學習能力與動手能力，因此在就業(yè)與考研復試時更容易得到用人單位與導師的認可。因此，教師應以競賽為契機，引導學生自主走進實驗室，擴展課外知識，組建興趣小組，加入電子協(xié)會，從低年級開始培養(yǎng)對單片機的感性認識，引起學習興趣，并形成老帶新、傳幫帶的良好氛圍。

2.4引入單片機課程教學硬件、深化校企結(jié)合。多數(shù)院校在單片機與接口技術課程教學中，主要采取多媒體軟件、PPT課件等視頻的模擬教學，對學生展開單片機項目、應用程序內(nèi)容的教育，這使得學生單片機項目課程學習缺乏相應的實驗設備。基于此，高校應在加快單片機課堂實驗室建設的同時，與校外社會企業(yè)聯(lián)系與合作，多以實際應用中的例子對單片機微電子課程的抽象內(nèi)容進行具象化講解，特別是單片機模塊化電路結(jié)構(gòu)、軟件功能編程、應用實現(xiàn)原理等知識。與此同時，教師與學生一道深入企業(yè)實習，通過帶領學生深入企業(yè)生產(chǎn)車間，對單片機芯片、數(shù)據(jù)存儲器、電路板等的制作進行教學，解決學生學習過程中有關單片機項目功能實踐的問題，繪制不同單片機項目實例的流程圖，以不斷豐富自身的課程教學經(jīng)驗，達到單片機與接口技術課程綜合性人才的培養(yǎng)目的。

2.5指導學生進行相關內(nèi)容的實驗與練習。教師應引導學生在課后或課外進行必要的實驗，學校應在課外開放實驗室，為學生提供實驗與練習所需要的場所，使實驗設備與儀器的作用得到充分發(fā)揮。同時，借助課外練習，充分的體現(xiàn)學生在教學活動中的主體地位，不斷提高學生的綜合技能，進而獲得更好的學習與教學效果。

結(jié)語：單片機原理與接口技術課程應用性較強，要求將理論知識直接應用到實際中去，本著提高學生理論水平和動手實踐能力，專門設計了理論教學和實驗教學的內(nèi)容，在近兩年的教學過程中，學生學習積極性高，收到了良好的效果。

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