單片機原理與應用實驗教學改革研究

劉莉 遼寧科技大學

一、前言

隨著單片機應用技術的不斷發展。單片機原理與應用成為電氣自動化專業、機電類專業的主干課程之一，也是畢業生拓寬就業面的必備能力。大學實行改革以后，教育模式從精英化向應用型人才轉移。在現階段的教育模式下，如何培養出社會需求的專業人才和具有創新能力的高素質應用型人才，成為目前高校教學改革的主要目標。

二、現有實驗狀況分析

1、應用技術學院一直重視實驗教學，讓學生掌握實踐技能是我院辦學特色。2000 年。我們購買了南京偉福公司的單片機開發系統，系統功能齊全。設備的特點是可以很方便地開設各種單片機硬件實驗。充分了滿足實驗的需求。但是內部硬件電路擴展比較復雜，由于學生操作不當，硬件經常出問題，對于初學單片機的學生，無論從軟件編程還是硬件兒學習，都存在畏難情緒。

2、實驗箱集成度較高，學生在進行單片機實驗時，只需按照實驗指導書操作或參照其他同學連線和編程，驗證運行效果，即可完成。 不能滿足學生技能的培養的需求，不利于學生對單片機學習的興趣和創新能力的培養。單片機原理與應用課程是一門實踐性非常強的課程。不經過實際動手進行制作單片機系統，不可能掌握單片機原理與應用。應該使學生了解了干什么、怎么干以后親自動手去體驗。干中學，學中干，有效學習培養能力

3、目前，單片機課程仍然大多使用51 單片機作為教學單片機，嵌入式開發技術領域中，單片機種類繁多，傳統的51 單片機已經沒有明顯的應用優勢，如果在教學仍只51系列，學生在完成單片機課程的學習以后，進入工作崗位如果需使用其他型號的單片機，他們還需要較長的時間去重新學習和適應。

三、單片機原理與應用課程，實驗教學改革研究

單片機學習既包括硬件系統設計也包括軟件系統設計，讓學生自己親自動手參與制作與調試單片機最小開發板。通過制作與調試單片機最小開發板，使學生熟練掌握單片機內部結構和工作原理、程序設計、中斷系統、IO 接口和總線等問題，以及單片機應用系統的設計方法。

1、首先，單片機實驗和單片機最小開發系統的制作圍繞步進電機控制系統講解，使同學們學習有一個明確的目的。由學生利用Pro tel 軟件設計，完成步進電機控制系統在線編程開發板原理圖及PCB板的控制，然后進行電路板原理圖的繪制、元器件的選型、元器件的焊接、電路調試等，同時也提高了同學們能正確使用開發工具，并能進行軟件設計，匯編與調試，合理使用各種儀器儀表進行測試，并能初步診斷故障及分析與排除，能編制恰當的程序，實驗報告能正確歸納實驗原理，畫出實驗原理圖及接線圖軟件框圖，寫出正確實驗程序，分析故障產生的原因，并寫出解決措施。

2、學生熟練使用stc-isp-15xx-v6.85 與Keil 軟件進行在線編程、匯編與調試。這個軟件兒通過串口下載編程。并可以直接對STC 系列單片機編程寫入，從而省略了專門的單片機編程器。學生在自己的電腦上使用這個軟件，便可以進行單片機制作，給學生提供了一個節省高效的單片機系統設計制作的開發工具，這個軟件17、18 級學生中普遍使用，有效提高學生創造思維，獨立分析解決問題能力。

四、單片機實驗考核采用綜合成績評定法

1、全面評價學生能力、探索多元化的考核方式，把期末一次性考核轉變為平時多次考核，把對理論知識的考核轉變為對學生綜合素質能力的考核。因此要在傳統的考核方式上增加對學生實踐能力和開發能力的考核部分，將“3+7”考核方式變為“1+1+5+3”，即平時成績10 分，主要包括考勤、課堂表現和作業等；理論知識考核50 分，期末考試；課內實驗操作10 分，在實驗過程中進行考核； 實驗考試成績占30 分，實驗考試。

2、為了避免實驗考試程序拿來復制粘貼，互相抄襲，無法真正考出學生的實際水平。采用一人一題目，題目分A、B、C 三檔難易供學生選擇，其中A 檔總分100 分，B 檔總分85 分，C 檔總分70 分，教師根據每位學生的實驗結果現場評分，采用這樣的成績評定方式，可以更好地反映學生對單片機的掌握和應用程度。

五、結束語

經過幾屆學生實驗的教學方法、教學內容以及考核方式的改革，加深了學生對理論知識的理解，鍛煉了學生的動手操作和解決實際問題的能力，推動了單片機原理與應用教學工作穩步進行。教學質量明顯提升，申報學科競賽和大學生創新創業訓練計劃項目的學生數量顯著增加，學生在全國大學生電子設計競賽，全國大學生機器人競賽都取得了優異的成績。充分體現了單片機實驗教學改革對培養學生動手實踐能力和創新能力的積極影響。

遼寧科技大學單片機原理及應用實驗教學改革與研究項目號SYJG201933。