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，培養學生動手和實踐能力將變得更加重要。理論聯系實際，將理論轉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，所開展單片機內部結構、應用系統、匯編語言程序等的教學。傳統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合的教育內容，學生學習積極性、學習效果較差。基于此，通過構建“項目任務”為中心的教學模式，能夠轉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傳統教學方法存在的問題

傳統的教學方法，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，學生無法獨立完成單片機開發的相關任務。單片機課程中，理論包含單片機的內部結構、輸入輸出系統、中斷系統、定時器/計數器、數據通信機制等，內容量大，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現問題，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合理調整教學內容。為了使學生可以更好的接受教學內容，提高教學效果，可以適當調整教學內容、體系，以便更好地理解教學內容。如講解一些基礎的理論知識時，可以穿插一些硬件結構與原理等相關內容;以“指令系統”部分的教學為例，在對指令格式、尋址方式等內容進行教學時，可以結合中斷系統的操作進行講解;在講解單片機的結構時，先簡單講解基礎理論，而對后續部分進行講解時，可以結合中斷、定時等部分內容詳細的講解。利用對教學內容的適當調整，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的學習。

2.2構建以任務驅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劃，驅動單片機基礎理論知識的教學與學習。首先，教師要結合課程教學大綱，設定與課堂教學內容相關的單片機系統設計、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，向學生提出疑問：“該飛行器并行I/O接口、中斷控制系統、LED驅動電路如何實現？”之后再按照項目功能實踐的實現流程，進行單片機集成電路結構、指令系統與功能模塊的講解，以激發學生參與單片機項目功能設計的積極性，完成相應電路調試、功能實現的任務目標。

2.3以各類競賽為契機提升學生創新能力。“單片機原理及應用”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，加入電子協會，從低年級開始培養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、深化校企結合。多數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，與校外社會企業聯系與合作，多以實際應用中的例子對單片機微電子課程的抽象內容進行具象化講解，特別是單片機模塊化電路結構、軟件功能編程、應用實現原理等知識。與此同時，教師與學生一道深入企業實習，通過帶領學生深入企業生產車間，對單片機芯片、數據存儲器、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驗，達到單片機與接口技術課程綜合性人才的培養目的。

2.5指導學生進行相關內容的實驗與練習。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揮。同時，借助課外練習，充分的體現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。

參考文獻：

[1]劉順財，劉常濤.基于單片機課程教改探索[J].洛陽師范學院學報，2019，38（05）：37-39+55.

[2]王蘇彧.單片機原理與接口技術及其課程設計的教學改革研究[J].科技創新導報，2019，16（14）：198-199.

[3]段廣云，王志剛，阿占文.淺談“單片機原理及接口技術”的課堂教學現狀與改進措施[J].科教文匯（中旬刊），2019（02）：89-90.