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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機原理，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：高等院校；微機原理；單片機；教學改革
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302(2012)07-0074-03
0 引 言
微機原理及應用和單片機原理及應用是現今大多數院校自動化、電氣自動化等信息工程類專業的重要課程。微機原理偏向于原理性的介紹，涉及的實驗比較簡單；而單片機則更偏向于應用性，涉及的實驗較多。這兩門課程的實驗過程及使用的芯片及編程的的方式非常類似。大多數院校選擇先開設微機原理的課程，在隨后的一個學期開設單片機的課程。這樣的選擇在邏輯上沒有錯誤，可畢竟這兩門課程有很大的相似之處，但又有各自的特點。微機原理和單片機的內容既相關又有明顯的區別，前后開課會使得學生可能產生忘了前面、記不住后面的感覺，同時兩門課的相似點又使得學生區分不清，對內容產生混淆。而實驗的環節，用的實驗箱不同，雖然芯片不同，學生也僅僅為做而做。在實際教學中，會經常碰到學生提出“微機原理的匯編語言編程要分段(segment)，而單片機的匯編語言編程為何不分段”、“微機原理課里的標志寄存器有16位，為什么單片機里才有8位”等問題。此外，這兩門課一般都由同一位教師講授，教師備課時不由得對比著備課，在教學中自然把兩門課相關知識點進行描述或比較，使得單一門課程的教學時間無形中被占用。對此，以筆者實際的教學經驗，現對這兩門課程的教學改革進行一些探討。
1 課程改革思路
微機原理及應用課程主要是幫助學生理解計算機的原理和結構，通過學習，使學生熟悉一款比較經典的CPU和以該CPU為中心的總線、存儲器存儲過程等數據處理以及用匯編語言編寫程序的方法；同時，還涉及了諸如8255、8259A等一些芯片的運用及接口編程知識，微機原理及應用偏向于原理性的闡述。而單片機原理及應用課程主要是針對某類型已經非常成熟的單片機型號，幫助學生學會如何使用單片微型機以及針對實現不同的功能進行編程的知識，該課程更偏向于應用。
這兩門課程的內容既有很大交叉，又有各自的特點：微機原理及應用理論更系統，單片機應用性更強。獨立開設兩門課程，不可避免地會出現知識點的重復和各自重點的缺失。由此，針對這兩門課程授課過程中的不足，筆者有了對這兩門課程進行改革的想法。即：同步開課，結合實際教授理論內容，合理分配實驗學時等。
2 教學方面
2.1 教學內容
在理論教學方面，筆者對微機原理和單片機的教學內容進行了整合。微機原理基于馮·諾依曼結構，這種理論更易于學生了解計算機體系和計算機系統的工作方式；單片機本質上也是計算機系統，只是性能弱，功能單一。因此，在理論講課過程中，應該以微機原理為主，同時針對微機原理和單片機的明顯不同，比如同是45H，在微機原理中是立即數，在單片機中是存儲的地址等，在這方面加以重點講解。微機原理的內容較多，涉及面廣，如果對知識點面面俱到，不僅時間不夠，而且學生的學習積極性肯定不高。單片機原理課程主要基于80C51單片機進行講解，并介紹單片機的特點、在片資源、匯編語言編程、片內接口及中斷、通信及A/D、D/A轉換等。在這當中，肯定會遇到一些和微機原理相沖突的地方，不論講解與否，勢必會影響到后續課程講授的連貫和流暢，因此，必須要對相關內容進行取舍。
關鍵詞 仿真 單片機 教學應用
0 引言
“單片機原理及接口技術”課程是機電一體化專業的一門專業技能課，課程要求學生能夠掌握單片機的結構、工作原理及應用，能夠應用51單片機進行簡單的設計，培養學生的軟硬件設計能力，提高學生的實踐動手能力和創新能力。但單片機課程內容較為抽象，學生理解困難，課程要求學生勤動手動腦，需要通過大量的實驗實訓幫助學生理解所學知識。單片機實驗實訓中應用的實驗箱所設計的實驗內容大多是驗證性質的，實驗內容固定。學生對照實驗實訓指導書進行實驗，主觀能動性不足，這種實驗實訓限制了學生的綜合設計能力以及創新意識的培養。[1]
Proteus軟件是一種嵌入式系統仿真開發軟件，可以對電子線路設計與仿真，也能對很多種單片機系統進行電路設計、軟件設計、編譯和程序下載、仿真、層次電路和PCB 設計等。[2]學生可以根據設計需要進行系統搭建，并可進行調試、仿真驗證。設計方便靈活，實現了從概念到產品的完整設計。
1 教學案例
鍵盤是單片機應用系統中常用的輸入裝置。矩陣鍵盤減少了對單片機I/O口的占用，可提供數量較多的按鍵。在矩陣鍵盤中，與I/O口相連的行線與列線通過一個按鍵連接，此種連接比獨立式按鍵復雜，識別也更困難。因該部分內容涉及到判斷是否有無按鍵按下、確定是哪一個按鍵按下、該按鍵對應的功能是什么等較多問題，因此一直是教學難點。[3]
為了讓學生掌握該內容，教學圍繞“項目導向，任務驅動，案例教學，理論實踐一體化”的教學模式展開，教學由實際工作任務驅動，教學中以學生為中心，教師為主導，將Proteus軟件引入教學，將抽象知識轉化為具體技能；[4]分組討論分析案例，提高分析問題解決問題的能力；通過編程、調試、仿真將理論知識轉化為職業技能，提高學生的自主學習能力，達成教學目標。
1.1 硬件電路設計
首先講解工作任務：利用單片機建立系統對矩陣鍵盤進行按鍵顯示，矩陣鍵盤共有12個按鍵，對按鍵進行編號如1、2、3---A、 B，要求按下任意按鍵，數碼管顯示該按鍵編號。通過Proteus軟件設計該系統的硬件電路連線圖，如圖1所示。
1.2 軟件設計
教學時，教師充分與學生進行交流，教學中注意應用啟發式，循序漸進。首先要講解如何判斷有無按鍵按下。將列或行線輸出0，然后從行或列線讀入，判斷讀入的是否全為1，若不全為1，則有健按下。還要考慮消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。
確定按下按鍵是通過逐行動態掃描得以實現，需要詳細講解每一個按鍵所對應的編碼值。不同的按鍵有不同的編碼值，由編碼值來確定按鍵。當然不同的矩陣鍵盤，不同的設計思路，其按鍵的編碼值也不相同，但編程原理、設計思路是相同的。此處系統的鍵盤矩陣中，可使列線1、2、3、4輸出掃描碼， 按鍵逐行動態接地（鍵盤的列值），行線5、6、7輸入按鍵狀態，稱回饋信號（鍵盤的行值）， 由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵、通過軟件查表，查出該鍵的功能。
教學中啟發引導應注意鍛煉學生獨立思考，解決問題的能力。讓學生擺脫被動式學習，啟發學生自主創新的精神。矩陣鍵盤掃描程序流程圖如圖2所示。
1.3仿真驗證
通過以上分析后編寫調試程序、編譯程序、鏈接后生成HEX文件下載到51單片機系統中，運行后觀察仿真效果。按下不同的按鈕，數碼管顯示對應的數字。在掌握了教學內容的基礎上，讓學生自己動手設計一個8*8的64個按鍵的矩陣鍵盤，增加設計難度，給W生以挑戰。此教學環節能夠帶給學生成就感，培養了學生的獨立思考能力和創新能力。
2 結束語
通過Proteus軟件引入教學，可實時設計電路并進行實驗驗證，激發了學生的學習熱情， 對那些迫切需要老師指導學習單片機且觀察效果的學生來說幫助巨大。利用好該軟件就無需單片機實物開發板，也能做到理論、實踐、仿真、密切結合，實現教、學、做、練一體化。更做到引導學生如何自主學習，鍛煉學生實踐能力，激發學生創新思維，培養學生單片機開發應用能力，使得學生在以后從事單片機開發的工作中具有一定的動手能力。
參考文獻
[1] 李生明，楊紅.PROTUES軟件在學習單片機中的應用[J].清遠職業技術學院學報，2010（12）：40-42.
[2] 劉建海，方曉群.Protues仿真軟件在電子實訓課程中的應用[J].電子制作，2014（6）：115.
關鍵詞：單片機原理；考試改革；Proteus軟件
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0133-02
一、前言
單片機又稱為單片微型計算機，是計算機體系的一個重要分支，也是現今較為流行的嵌入式系統的一部分。由于其體積小、控制功能強、成本低等特點可方便地組裝成各種智能控制設備和儀器，做到機電一體化，因此廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，可以說單片機已經滲透到我們生活的方方面面。單片機原理及應用課程也是目前高校計算機、電子、電氣、自動化等專業均開設的一門專業課。由于該課程是一門理論性、實踐性都很強的課程，因此該課程對實驗教學有很高的要求，實驗教學在學生學習的過程中占了很重要的地位。但是，目前很多高校的單片機課程實踐教學環節及考核方式都存在著一些問題。學生在傳統的以理論考核為主的學習方式下很難激發學生的學習興趣，很難提高動手能力。通過考試改革，使學生在重視基礎知識學習的同時，更加注重實踐能力和動手能力的境況，促進創新精神的形成。
二、目前的教學考核形式及存在的問題
《單片機原理及應用》課程是一門專業課，其前續課程主要有《電路》、《數字電子技術》、《微機原理》等，課程理論教學的主要內容包括以下幾方面：（1）單片機的硬件系統結構。包括單片機的基本組成，CPU結構及時序，RAM、ROM的組織結構及擴展，并行I/O接口的基本原理等。（2）單片機指令系統。包括單片機尋址方式及指令，匯編語言程序設計等。（3）單片機接口技術及應用。包括單片機系統開發的基本方法和步驟，單片機系統擴展及外部的接口，單片機的綜合應用等內容。考核主要以閉卷的考試為主，學生的總評成績這樣劃分：平時作業、實驗成績和考勤各占10%，期末考試成績70%。這樣的教學及考核形式尚存在諸多問題。
1.教學方面問題。實驗課時少。根據學院制定的教學計劃，《單片機原理及應用》的總學時為32學時，其中實驗課程8學時。實驗課程的學時數太少，也是影響學生動手能力的一個方面。在實驗課程的分配中，軟件實驗、驗證性實驗至少占了6學時，所以綜合性設計性實驗開設率不高，學生對所學課程缺乏整體性了解和綜合運用的能力。實驗設備缺乏。由于學校擴大招生規模，實驗室現有的實驗設備臺套數太少，為滿足學生實驗，不得不增加每組實驗的學生人數。我國目前的文化教育，重視理論輕視實踐，這造成了學生們從小就重視理論知識的學習而輕視動手實踐。另外，在考核方式上，實驗課一般作為理論課考試分值的一部分，往往也只占很少的學分，并且只要寫過實驗報告就基本可以通過。久而久之，大部分學生也滋生了重視理論課程輕視實驗的思想。
2.考核方面問題。考核方式不合理。學生的考核以閉卷的考試占主要部分，實驗環節所占成績比例低。這樣的考試形式使得大部分同學以理論學習及考試成績為主導，對于課程學習過程中的實踐動手環節只是消極地參與，并沒有真正起到動手動腦的作用。考試內容不合理。由于考試形式以閉卷考試為主，考試內容只能局限于教材，加上期末考試前劃范圍、勾重點等，使得一部分同學以考前重點突擊復習為主，造成了這些同學在平時學習及實踐環節的松懈。考試題型不合理。考試中客觀性題型較多，分值比例較大，綜合設計性題型、論述性題型較少。這對于學生的思考能力及綜合分析問題能力的考查不全面，也不利于激發學生的學習興趣和主觀能動性。能過以上分析，目前《單片機原理及應用課程》的考核方法已經不能滿足學校提出的“培養創新性人才”的要求，不利于培養學生動手能力、創新能力，也不能激發學生的學習主動性。
三、教學考試改革的方式及具體措施
針對單片機教學考試存在的問題，可以從以下幾個方面進行改革。
1.為考試改革而進行的教學改革。首先，教學改革要進行教學方法的改革。采用從完成實際問題出發，激發學生的學習興趣和主觀能動性的目標教學方法。在課程的開始階段，設置一個簡單的綜合性實例，利用仿真軟件或實驗箱將實際工程問題解決方案演示給學生看，并要求學生下來查找一些與此相關的實際生活中的應用。以此提高學生的學習興趣。在接下來的教學過程中教師以教學目標為導向，整個教學過程圍繞教學目標展開。在教學目標的刺激下，學生為實現目標而努力學習。在完成目標的過程中，教師積極引導，并將教學內容滲透其中。這種教學方法不僅可以使學生清楚地認識到單片機的原理、概念在實際生活中的意義，而且對于激發學習熱情，培養理論聯系實際的能力極其有益。其次，教學內容的改革。注重接口技術和應用技術的學習，適當減少體系結構的理論學習。在目標教學法中，學生以實際目標引導其學習^程，那么在教學內容上就應增加能夠達成實際目標的應用技術的學習內容，理論體系結構的教學可以把框架性的知識傳授給學生，學生在應用中遇到的理論問題，他們會在框架的知識基礎上自己進一步細化豐富內容；從匯編語言轉向C語言的編程方式。傳統教學模式中，教師喜歡使用匯編語言編程，匯編語言雖然具有高效控制精確的優點，但其結構性差，語句復雜，調試難度大，學生接受也比較困難。C51高級語言具有程序結構清晰、可讀性好、易于維護等優點，一條C語言相當于幾條匯編指令，學生在有C語言的基礎上入門很快，這樣也提高了學生的學習興趣；使用Proteus仿真軟件。通過使用仿真軟件，學生只需要一臺電腦就可以完成實驗室里的基本實驗，方便學生自己動手，提高其動手能力。再次，實驗的改革。把實驗軟件實驗、驗證實驗、設計性實驗及綜合性實驗四個部分，通過驗證性實驗，學生們可以進一步了解單片機及芯片的作用，提高學生的學習興趣。設計性實驗，可以培養學生實踐動手能力及創新能力。綜合性實驗，可以提高學生綜合運用所學知識的能力，提高學生的實驗技能和和培養學生的創新能力。在原有的實驗課時的基礎上增加實驗課時，同時提高設計性及綜合性實驗的比例，真正讓學生把理論與實踐結合起來。
2.考試方法改革。根據《單片機原理及應用》課程的特點，考試可以采用筆試、做設計、寫論文、進行實際操作以及開卷、閉卷等多種方式相結合。我們不能因為筆試的一些缺點就否定筆試在成績評定中的作用，在筆試的過程中還可以增加開卷、閉卷等多種形式。在出卷時增加試卷的靈活性，適當增加設計、分析和綜合思考題型。題目的設計應能使每一位學生在解每道題時都有對知識的理解、分析、比較、融會貫通的過程，從而鍛煉學生的思維，多給學生提供探索的機會和可能性，鼓勵學生獨立思考、標新立異、強調智力開發、避免考試中的偶然性。同時在筆試的基礎上還應該增加反映學生平時學習情況的評價內容，比如平時作業，實驗報告成績等。還可以增加實際操作環節的評定，比如對每次實驗課程都ρ生的操作進行評分，增加實踐環節的考評，把學生綜合設計性實驗的操作調試及結果作為總評成績的一部分進行考核。或將實踐環節改為操作考試，由學生現場操作，教師根據操作內容正確性進行評分。最后在課程結束后，還可以鼓勵學生通過學習的知識內容進行創新設計，將其所做的設計或者通過網絡、圖書查閱到的資料通過分析總結后寫成論文的形式提交，以附加分的形式納入總評成績中。這種方法鍛煉了學生的分析、設計和對信息的處理能力。
3.考試效果的評估和對教學方法的反饋。淡化考試分數之間的微小差異，增大平時考試成績的比例，實行百分制、等級制及與評語相結合的綜合評分方法，對有獨立見解或創新的學生加分鼓勵。應獎勵有個性者，獎勵有主見、有獨立思維能力的學生。同時，建立考試結果分析制度，不斷總結教學經驗。發現問題及時糾正，拓寬、疏通教學質量的有效反饋渠道，建立健全溝通機制。改革后的總體效果還有待長時間的檢驗。在教學過程中可以明顯的發現，提問題的同學明顯增多，同學之間相互討論的次數明顯增加。希望此次考試改革能給《單片機原理及應用》課程的學習帶來新的氣象，增強學生學習的積極性、主動性，培養學生的創新精神和創新意識，實現人才的全面發展。
參考文獻：
[1]何宏.單片機原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2012.
[2]李康林.單片機課程考試方法改革的實踐和探索[J].長沙大學學報，2007，（5）：107-109.
[3]周曉雁.單片機實驗教學改革的嘗試[J].山東工業大學學報，1995，（2）：63-65.
Single Chip Microcomputer Principle and Application of Examination Reform Exploration and Research
YANG Yan-xin，HUANG Zhao-bo，ZOU Huan，ZHANG Xue-ping，LI Yu
（Faculty of Mechanical & Electrical Engineering，Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan 650201，China）
關鍵詞 海明碼；流程；單片機
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）19-0038-01
1 普通信號糾偏原理
在今天計算機技術廣泛被應用于各行各業，當然也包括信息的傳播，傳播信號由于受到了傳播媒介和外界的各種干擾，信號在傳播的過程中可能會有波形的變化，所以不可避免的出現了一些錯誤。因此，開發人員在信息傳播的過程中可以及時將錯誤找出并將其糾正，在整個通信工程中成為了亟待解決的問題。從目前的各個工程中為了降低誤碼率，最常用的方式就是利用單片機眾多功能當中的串行雙工通信方式進行信息的傳輸，這種方式在目前的各種方式當中通信的準確率相對較高。上面所說的串行雙工通信方式通常包含有兩種方式：第一種方式就是通過不斷提升信道通信的質量，這樣的方式是將信道本身所發生的誤碼情況降到最低；第二種方式是如果第一種方式的誤碼率外界無法進行干擾的狀況下，則運用控制差錯的技術，一旦發現錯誤的編碼在數據的發送端加發一個抗干擾的編碼，到達數據的接收端時再將之前的信息譯碼，這樣就可以發現異常碼字從而進行糾正，這樣做的目的就是可以使數據傳輸的準確度不斷的提高。如果一個系統已經具有非常固定的系統了，那么通常都會運用第二種方法，這種方法除了要完成上面所說的加入抗干擾編碼外，同時還需要加裝編譯碼在控制電路在線路兩端，其原理是利用硬件的方式來實現糾偏的功能。
2 海明碼編碼原理及編碼過程
2.1 基本原理
我們來看一下上面的公式（1），可以做這樣的理解，假設在C位的信息出現了一位的錯誤，那么一定會有C種出現錯誤的代碼，而C位的信息當中所包含的校驗位有B個，因此在2B個狀態當中，那么如果其中一位信息碼出現錯誤那么n種狀態我們就可以用（2B-1）個狀態分別來代表，最后的一個所代表的是正確的代碼。通過這樣的方式就可以找出錯誤的碼位，以便設計開發人員進行糾正。根據公式1我們可以得到不同校驗位的編碼長度，如表1所示。通過表1我們可以看出，如果數據位比較少，那么說需要的編碼長度也會對應增加，校驗位同編碼長度的是隨著數據位數越來越多，校驗位就相對較少。
2.2 海明碼的編譯碼過程
想要單片機實現海明碼糾錯，要執行數據的發送與接收，我們先來看下海明碼是如何進行編碼的。首先將數據位和校驗位兩者相加的數設為C，我們將校驗位B分配于海明碼第2的位置上，剩下的都留給數據位，我們將數據位依次由低向高的順序進行排列分配；其次海明碼的當中的每個碼，這里所說的碼包括了數據位以及校驗位是由多個校驗位去進行校驗，被校驗的每一個位置都被編上固定的編碼，編碼的號是等于各個校驗位的位置號相加。想要得到錯誤碼的位置號，只有通過這樣的方式來進行安排。在數據另外一側的接收端對收到的信息進行一個解碼出來，也就是之前所說的譯碼，在譯碼的過程中非常重要的一個操作就是得到狀態碼。
2.3 單片機海明碼糾錯基本原理
上面對海明碼編譯碼的編碼原理做了簡單的論述，通過單片機的軟硬件都能實現，無論是軟件的實現還是硬件的實現都有各自的優勢。為了將數控的可靠性進一步提升，我們將單片機同數字邏輯部件相配合的方式來實現，數據的傳輸采用串行的方式，串行的方式可以將傳輸的速度加快等特點，執行的時候需要硬件電路的支持，但是增加了硬件電路也就是將數據傳輸系統的成本增加了同時增加了復雜性。下面對單片機軟件實現編譯碼的過程做以介紹。首先介紹的是單片機軟件如何實現海明碼的發送，海明碼進行編碼和發送的基本流程就是設定一個專門的區域M1，用來存放1個8位的數據，首先通過計算得出相應的校驗位，然后根據規則為校驗位排列，存在之前設好的區域內，在發送時將區域內的內容要統一發往接收端；發送的過程是發送機首先對數據塊長度和累加和進行發送，如果接收機沒有正常接收，那么給出錯誤的信號，進行重新的發送，一直到接收機回答正確為止，發送機將每一種信號都按照此流程進行發送，直到全部數據發送完成。接收機的接收程序同發送機有很多相似的地方，對接收的數據也會執行校驗。如果校驗的時候發現有錯，則會給發送機送出回饋，給出錯誤信號，同時進行重新接收信息；如果校驗是正確的，那沒就會將正確的信號發送到發送機，同時開始接收數據信息，同時存儲到專門的區域M2當中。
3 結束語
通過全文的介紹可以知道海明碼可以發現一位差錯并對其執行糾正，也就是說可以把差錯控制在最新同時不用發送機進行再一次發送，這樣很大程度節約了網絡的信息流量。利用單片機實現糾錯偏，不僅容易實現而且可以節約硬件資源，只要在原來的基礎之上加入數據編碼以及解碼的子程序就可以實現。軟件編程中的匯編語言、C語言都可以將這一過程實現。所以說，海明碼的構造是非常靈活的對于糾錯方面必將有很好的發展前景。
參考文獻
1.1指導教師培訓及選題環節把控不嚴
由于學生的數量激增而教師隊伍的數量基本上沒有改變，以至于每位教師所要指導的學生的數量都有所增加，部分教師為第一次指導，對指導過程不是很了解，缺乏對課程設計各環節所需的必要的培訓。課程設計工作開始前期，沒有對題目進行精心的篩選。課程設計的題目是否合適，直接關乎到整個課程設計的成敗。選題過于簡單，學生做起來認為該門課程沒有什么難度；選題難度過大，學生產生了畏難情緒，認為該設計無法實現，從而無法到達學以致用。
1.2設計過程流于形式思想上重視不夠
由于學生人數過多，教師人數偏少。以至于設計過程處于“放羊”狀態，教師在指導過程中，沒有對同學們提出準確地要求，其原因是在該環節中指導教師都沒有相應的實施方案，導致指導環節過于形式、敷衍，教師無法一一了解每位學生的設計情況。同學們也沒有認真對待該環節，其主要原因是網絡化程度的發展，很多相應的資料網絡上一應俱全，同學們直接下載修改而不加思考，完成報告上交，沒有主動去探索設計。種種原因使該課程設計流于形式。
1.3最終考核方式單一檢查評價力度不足
在很多高校，課程設計的最終體現形式就是課程設計報告，只要學生在規定的時間內完成報告，一般就被認為通過了該環節的考查，考核形式單一。并且對整個設計過程的評價沒有細分，體現不出設計過程中的工作量。
2課程設計組織實施管理及質量控制
2.1前期認真組織，確保選題質量
為了保證題目的難易程度適中，在課程設計前期，組織教學第一線的有經驗的和常年指導學生參加電子設計類競賽的教師根據自己的課題項目，從中精煉出一些適合學生完成課程設計的題目，每年保證有一定的更新率。并且對選出的題目也分出難度系數的等級，便于因材施教。而后，組織指導教師進行培訓。講解該課程設計的指導大綱，講述指導過程中教師應該完成的任務，注意設計的時間節點，以便教師掌握學生的設計進度。尤其是第一次指導該課程設計的教師，為其指定幫帶教師全程學習。建立教師評價辦法，提升指導教師責任心，評價教師在整個指導過程中是否盡心指導學生選題、是否按時答疑并監督學生的進度、后期是否按要求進行答辯。檢查評比工作由學院督導完成，并進行考核評分。評分結果直接作為優秀指導教師評定的依據，該結果作為下學年教師指導學生人數的依據。
2.2全程指導，把控各個環節
整個設計過程選題，答疑，設計，答辯，成績評定幾個環節。
1）選題環節
學生可以在教師指定的題庫中選出適合自己或者自己感興趣的題目；也可以根據自己的興趣與指導教師商討確定選擇題庫以外的題目，實現“雙向選擇”。該課程設計涉及自動化學院3個專業10個班，其中每班指定一名負責人。每位指導老師指導人數按學院單片機原理及系統設計課程設計上學年評價結果排名在前1/3的安排15～20名學生，排名在中間1/3的安排10～15名學生，排名在后1/3的人數較去年人數減少分派，帶本課程的上課老師優先安排。每位指導教師指導學生人數不宜過多，保證指導教師有精力指導每一位同學。
2）答疑環節
該課程設計為期兩周，各指導教師安排答疑的具體時間及地點。每位教師的答疑時間和答疑地點在課程設計開始后匯總到教務辦以便學院督導檢查，作為評價教師指導工作的依據之一。每位老師在課程設計期間應積極主動為學生答疑，固定答疑次數不少于五次，并根據情況檢查學生的完成情況。該環節是最容易被忽視，但又是十分重要的環節。學生在整個設計過程中的表現只能通過答疑的形式體現出來。指導教師應該在每次答辯過程中不僅幫助學生解決問題，而且要針對每位同學的設計內容提出問題，檢查其設計過程中是否對問題已經理解，辨別其是否存在抄襲他人設計的可能性。
3）學生自主設計環節
在整個設計過程中，一定要發揮學生的主觀能動性。學生需要按照課程設計大綱的進度安排以及要求按時完成設計任務。熟悉設計任務和要求，查閱相關設計資料；進行系統軟、硬件總體設計；設計電原理圖，系統硬件調試；系統軟件設計，設計仿真或實物調試；完成課程設計報告書；課程設計答辯。
4）答辯環節
答辯環節由小組答辯和集體答辯兩個環節構成。小組答辯：該答辯過程是指導教師對本組所指導的學生進行答辯。首先由學生講述自己的設計過程，而后指導教師提出問題，學生回答問題。最后指導教師根據答辯情況給出答辯的成績。集體答辯：①每組的指導老師提交成績匯總表并注明排在最后一名的原因，指定成績排在本組內最后一名同學參加答辯。指導教師提交的成績有一人或多于一人不及格者該學生成績定為不及格本組不再派學生參加集體答辯。②每組排在第一名的同學參加優秀課程設計答辯。③答辯委員會根據答辯情況進行排序，并簡要注明答辯存在問題情況。④若參加答辯的同學成績評定與原成績有較大出入時，該組同學的成績按答辯同學的情況相應降級或升級。答辯組織：各專業組成專業答辯委員會，對評定優秀課程設計和集體答辯同學的答辯工作。答辯委員會由系主任任答辯委員會主席，答辯委員由系主任和課程負責人共同商定，答辯委員會成員由7～10人組成，指定一名老師為答辯秘書。在課程設計完成日的最后一天進行答辯，答辯題目為自己所做課程設計題目并提交自己的設計報告。
5）成績評定
課程設計成績分五部分：①平時表現及考勤占10%（即10分）；②紀律及答疑占10％（即10分），遵守設計紀律，按時完成各階段任務，認真答疑，積極提問；③設計過程占40%（即40分，含報告的修改10分，報告無修改符合要求得10分，修改一次和修改的正確性扣2分，修改5次數以上得0分；設計過程完成程度總計20分：方案設計5分，硬件設計5分，軟件設計5分，系統調試5分；老師提問10分，根據提問問題及解答情況給分等）④設計報告和圖紙占30％（即30分）：(分值：30-27分)設計敘述清楚，書寫規范；設計方案合理，設計內容正確；掌握基礎理論知識，具有較強的分析問題和解決問題的能力。(分值：26-22分)設計敘述清楚，書寫較為規范；設計方案較合理，設計內容較正確；較好的掌握基礎理論知識，具有一定的分析問題和解決問題的能力。(分值：21-18分)設計敘述清楚，書寫較規范；設計方案基本合理，設計內容基本正確；掌握一定基礎理論知識，具有初步的分析、解決問題的能力。(分值：17-0分)設計敘述不清楚，書寫不規范；設計方案基本合理，設計內容不正確；不掌握基礎理論知識，不具備分析問題和解決問題的能力；⑤答辯占20%：分數根據學生對答辯委員會提出的問題回答情況進行給定。有下列情況之一者課程設計不及格：不能按時提交設計；設計報告有嚴重雷同者；圖紙有嚴重雷同者；對老師的提問完全不能正確回答者；答辯不及格者獲不按指定時間參加答辯者。
3結語
關鍵詞：單片機；課程實踐；答辯；KEIL C
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）36-8369-02
單片機課程實踐是高校自動化專業集中實踐環節的必修課，是學生學習《單片機原理》課程后，進行的一次全面的綜合實踐，其目的旨在加深對單片機基礎理論和基本知識的理解，培養學生具有單片機系統應用軟件設計和開發的能力，在具體實現過程中強化學生的實踐意識，提高應用能力、創新意識和合作精神。在項目的實踐中，使得學生掌握一定的理論與技術知識，而且應該樹立管理理念，建立項目工程思維觀念，而這一點正是高級語言編程思維的一種體現。
通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗相結合，使學生在理解單片機理論和高級語言編程思想的基礎上，實際動手開發一個實際的應用系統，來提高綜合運用所學理論知識的能力。
1 研究內容或對象
引導學生運用已學的單片機理論知識、單片機程序設計方法和高級語言編程思想，具體設計一個實用的小型單片機應用系統，開發設計過程按以下順序進行――選定課題、調查用戶需求、總結歸納數據流程、分析性能、書寫需求分析及總體設計報告（包括組成原理圖、硬件連接、程序流程、系統功能模塊）、完成應用系統的開發、撰寫課程實踐報告、系統驗收、組織課程實踐答辯。讓學生在這一系列工作中綜合運用單片機系統原理以及編程語言等相關課程知識，培養學生的綜合素質。
根據單片機課程實踐和專業課程實踐兩個實踐教學環節各有4～5周但分散的實際情況，考慮將其進行整合。并在實踐教學環節中安排相應的指導老師對學生進行必要的指導和幫助，為學生提供分析思路，解決學生項目完成中碰到的實際問題。
2 研究擬達到目標
通過在單片機課程實踐中結合高級語言編程思想，使學生在掌握單片機理論基礎知識的同時，通過參與項目的分析、設計與實現，建立軟件工程理念，具備一定的理論與單片機實物實踐相結合、解決實際應用問題的能力。同時在完成項目的過程中，鍛煉科研開發能力和科研論文寫作能力，為大四的畢業設計和畢業論文的順利完成奠定基礎，并為以后工作中的理論與實踐相結合奠定良好的基礎。
使學生在單片機課程實踐和高級語言程序編程實踐相結合的實踐教學環節中，利用所學的單片機系統原理和C語言程序設計基礎知識設計單片機應用系統，解決單片機系統應用中的實際問題，掌握高級語言編程思想，借助相關編程工具，完成一個小型項目的自主分析、設計與實現。
3 主要研究方法
教師提供部分項目供學生選擇，學生亦可自擬項目，但課題的選擇要由教師審查核準。項目盡量選擇實際需求的題目，讓學生走出校園，通過調查走訪，了解國內單片機應用發展的狀況，開闊眼界，而且在開發一個真實項目的過程中，帶來求知的源動力，激發學生自主學習的渴望以及創造力；對于虛擬項目，要求學生做到切合實際需求，能解決一定的應用問題，有一定的應用價值。
編程開發工具原則上推薦學生使用KEIL C，如果學生認為其它開發工具更適合可由學生自主選擇。由于實際可用的編程開發工具與日俱增且不斷更新，為此在課程實踐中，對學生開發工具的選擇不做過多限制，使得學生可以選擇自己感興趣的程序設計工具進行項目開發，既鍛煉了學生自學的能力，又能讓學生成為項目開發的決策者，這種主人翁意識使得學生變被動學習為主動學習，從而激發學生自主學習的積極性。
為了防止學生對課程實踐任務敷衍了事，對課程實踐的考核方式由原來的提交程序和文檔改變為答辯的方式。且在集中教學環節之前就讓學生明確單片機課程實踐的任務，同時考慮在集中教學環節結束后適當放寬學生上交可運行的項目程序和課程實踐報告以及組織答辯的時間，讓學生能更好的延續自主學習的積極性并進一步完善項目的開發。
4 特色、創新及推廣應用價值
通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計基礎實驗相結合，讓學生在項目的分析、設計、與實現的過程中掌握單片機理論知識、單片機系統應用的設計方法和高級語言程序編程思想 ，提高自動化專業學生理論與實踐相結合的能力，激發學生的學習積極性和主觀能動性，提高學生解決實際應用問題的能力。
《單片機原理》課程實踐教學，將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗兩個教學環節有機整合，讓學生能在該實踐教學環節中綜合運用單片機系統原理和高級語言程序設計基礎以及相關編程思想等多種知識，培養初步的科研能力和科研論文寫作能力以及團隊合作精神。并通過組織課程實踐答辯使學生進行類似畢業答辯的演習。
在自動化專業學生的單片機課程實踐教學環節中，通過團隊合作的方式，以共同完成項目為目標，讓學生在單片機課程實踐中綜合運用所學的單片機系統原理和高級語言程序設計基礎的理論知識來完成項目的分析與設計，并借助相關的編程語言來完成項目的編程實現。將原本獨立但有高度關聯的兩個實踐教學環節進行有機整合，可以讓學生有更多的時間來系統而連續的綜合運用所學的相關知識，進而更好的將理論與實踐進行有機結合，激發學生的學習熱情，提高學生的學習積極性。
【關鍵詞】單片機，原理與應用，實踐教學
中圖分類號：G622文獻標識碼： A 文章編號：
一.前言
在當今教學環節中，如何充分利用多種單片機開發工具,掌握綜合運用單片機的軟硬件實用技術,為工業生產、科學研究和實驗設備等領域的單片機應用開發,培養具有技術應用能力、創新精神和創業精神的高素質人才,單片機課程教學面臨的新挑戰。目前國內多數中職或技工學校電子專業的單片機課程存在理論與實踐嚴重脫節的現象,本文針對目前國內單片機原理與應用課程的實踐教學法中普遍存在的問題和不足進行深入探討。
二.單片機原理與應用技術
1.原理
單片機原理與應用課程的特點和教學中存在的問題。結合技工學校人才培養目標，從理論教學和實踐教學兩方面進行改革探索。提出一種注重理論聯系實踐，在應用中掌握知識的方法。結果表明改革能提高學生的學習積極性和創新能力。改革經驗為提高該課程的教學質量提供了新途徑。
2. 單片機應用技術
單片機應用技術課程是電子專業的主干課程,也是多年來公認的“問題課程”,學生普遍感到難學。主要表現在課程內容抽象、邏輯性強、與其他課程的關聯度大。教學過程極易陷入難教、難學的境地并形成惡性循環。隨著計算機網絡與通信技術、集成電路技術和計算機軟、硬件軟件技術的飛速發展,單片機應用技術的內容與教學手段和方法都發生了很大的變化。如何充分利用多種單片機開發工具,掌握綜合運用單片機的軟硬件實用技術,為工業生產、科學研究和實驗設備等領域的單片機應用開發,培養具有技術應用能力、創新精神和創業精神的高素質人才,是技工學校單片機課程教學面臨的新挑戰。目前國內多數技工學校單片機課程存在理論與實踐嚴重脫節的現象,本文針對目前國內技工學校電子專業單片機應用技術課程教學中普遍存在的問題和不足進行深入探討,結合多年的教學經驗,提出基于“項目驅動法”的單片機課程一體化教學的新思路,以期為單片機課程教學的改革提供參考。
三.單片機課程特點
單片機原理與應用是一門理論性和實踐性都很強的課程，概括起來有四大特點：首先，課程涉及面廣，課程綜合了程序設計、電子技術、微機原理、自動控制等技術，學生先修的基礎課沒學好將直接影響本課程的學習；第二，單片機課程概念多，內部結構、工作原理復雜而抽象，容易出現教師難教、學生難學的狀況；第三，單片機應用系統電路復雜、各種芯片元器件功能各異，學生若分不清各部分的作用，易造成學習困難；第四，單片機技術實踐性強，如果缺乏實踐操作經驗，學生很難真正理解學習內容，更無法實現知識的靈活應用。
四.單片機教學中存在的主要問題
1.教材結構未考慮學生的接受能力。教材內容主要依照單片機硬件結構指令系統匯編語言設計系統擴展接口技術應用系統設計的順序編寫的,注重課程的學科性與系統性,而未考慮學生的認知特點;教學過程也是以單片機的結構為主線,先介紹單片機的硬件結構,接著是指令和軟件編程,然后是單片機系統的擴展和器件的應用,最后是應用實例。按此教學結構,單片機課程就演繹為以單片機知識為藍本的微機原理課程,高職學生理解力和邏輯思維能力較薄弱,對復雜的電路和抽象的指令往往不知所云,學習過程枯燥乏味,學生大多產生厭學情緒。
2.普遍存在理論與實踐嚴重脫節的現象。在教學形式上,單片機課程多以課堂理論教學與少量硬件仿真實驗相結合,實驗教學也多為驗證性實驗。先理論后實踐教學,或理論與實踐教學分階段交叉進行,造成長期以來單片機教學理論與實踐的嚴重脫節。加之許多學校單片機實踐教學資源相對比較匱乏,多以單片機實訓平臺為主,實踐教學環節也僅僅體現在為數不多的幾個驗證性實驗上。許多情況下,學生只是依照老師給出的實驗電路進行簡單連線,有些同學直接將實驗系統中的源程序調出來運行一下就算完成任務了。整個課程結束后,許多學生也未能真正了解清楚單片機應用系統開發的全過程,不會使用仿真軟件調試程序的同學也不在少數,甚至連單片機開發工具如硬件仿真器、編程器的用途都不知道,更不用說掌握單片機應用系統設計的一般性方法。
五.單片機原理與應用課程的實踐教學法
1.教學做合一。教學過程不是教師的個人表演過程，而是教師完成一個單片機工程的開發全過程，教學過程是做單片機項目的真實過程，有電路分析、有單片機基礎分析，有匯編語言（或C語言）語法、語句、算法等分析。并且把所有過程，一步一步呈現給學生，讓學生有現場感、真實感，讓學生最后看到我們的最終成果——單片機實驗電路板上呈現的現象。整個過程是教師開發了一個單片機工程項目，對事說是做、對教師說是教、對學生說是學，此之謂陶行知先生所說“教學做合一”。
2.嘗試教學實踐與創新實踐的緊密結合
采取部分開放的實踐教學模式的試點,在時間、內容、儀器設備、教學形式等方面給學生空間。在學習的過程中,學生在開放實驗室中進行了指令學習和鞏固。也逐步學會單步、斷點、全速運行的調試方法和排除故障能力,并能使用寄存器窗口、存儲器窗口等仿真器的功能,分析各種實驗現象。在教學實踐的基礎上,開展形式靈活、面向不同年級學生、連續不間斷地創新實踐,如組織電子協會進行課外科技創新活動,以多層面學生為對象與專業技術相結合的創新項目活動、組織培訓學生海南省中職學生單片機裝配與調試技能競賽等。
3.講練結合教學法。學生單靠教師在多媒體教室的“教學做合一”的教學過程是根本學不會單片機的，單片機是理論與實踐結合的一門學問，必須經過大量的實踐活動才能學會單片機，沒有經過實際的演練不可能掌握單片機的精髓。我采用一節教學一節機房加實驗板的實訓方法進行教學安排，讓學生把學到的東西馬上進行實際練習，使理論與實踐結合。今年的單片機教學我又在原來的基礎上進行了改革，全部在機房利用實驗板進行教學，采用邊教學、邊練習的方法，讓教師的教與學生的學真正做到無縫對接。
3.項目驅動教學法。在完成基礎模塊的教學后，學生的單片機學習就進入到另一個階段，進行綜合實訓——做實際的工程。前面的教學與實踐都是在單片機實驗扳上完成的，這對學生來說仍然不真實，不實在，為了使學生能學生出校門就能搞項目，學生在學校必須經歷實際工程的鍛煉。讓學生做電子表、數字溫度計、數字電壓表等項目。從畫原理圖、PCB圖、制作電路板、硬件連接。軟件程序編制、下載、調試與修改等所有過程都親自參與。學生不再是學習過程的旁觀者，而是整個過程的親歷者，讓學生體會到創造的快樂，學習就象玩一樣。
六.結束語
單片機自從問世以來,經歷了多次更新換代,其應用也從最初的工業控制領域擴展到人們日常生活的各個領域。學習這門課程對于學生將知識綜合應用能力轉化為工程實踐能力,順利地邁向今后的工作崗位,起著舉足輕重地作用。因此,如何在教學過程中確保教學目標的實現,一直是大家所關注的焦點。所以做好單片機原理與應用課程的實踐教學法是有著十分重要的意義的。
參考文獻：
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[關鍵詞]單片機 項目教學法 知識應用能力
隨著電子技術的迅猛發展和超大規模集成電路設計以及制造工藝的進一步提高, 單片機技術也得到了迅速發展。單片機已經深深地滲入我們的日常生活的各個領域。因此多數院校都開設了單片機的課程。而課程所主要講述的多數都是MCS-51單片機。但是,單片機的軟硬件發展很快,新技術和新產品不斷出現。如何安排教學內容,使學生既能了解新技術又能對單片機的應用技術融會貫通成了主要的問題。《單片機原理及應用》這門課程,我們按傳統的學科教學法是以大綱為基準, 以教材為基礎, 以教師為主體。 教師講, 學生聽為主要教學方式, 以教材章節順序為教學進程, 先講單片機概論、硬件;再講指令、語句、流程圖, 最后舉一些開發應用實例。開始的時候學生聽得可能很認真,但是由于這門課程是一門專業課,前面所涉及到很多的前序課程。由于前面的理論知識很抽象,這就導致越學越糊涂,最后失去了學習的興趣。如何設計教學方法,激發學生的學習興趣,真正理解和掌握單片機技術,是目前單片機教學中急需解決的問題。因此我們提出了一些改革,并提出了一邊學一邊練、以干具體的項目為目標。使學生在鍛煉中得到提高,激發學生的興趣,達到良好的教學效果。具體措施如下。
1.在教學上運用項目教學法。以項目為引導,案例教學等教學方法,本著不僅向學生傳授知識, 更重要的是教會學生學習的方法, 培養學生的知識處理及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力及創新能力。讓學生懂得怎樣自己去學會一門課程。
具體步驟如下。
(1)提出任務目標:提出本次課要解決的一個具體的工作任務。
(2)分析任務特點:分析解決本任務的方法及步驟,選出最優方案。
(3)掌握相關知識:講解實現本任務所必需的知識。
(4)實施具體項目:本任務實現的過程及結果。
比如在講匯編語言程序設計時, 可以通過一個項目提出問題, 如何設計程序控制LED小燈的亮與滅。通過大約4個學時左右的時間將這一章節所用到的知識講述給學生。然后讓學生去查閱資料,從軟件和硬件兩個方面去查閱。軟件方面可以比較哪個程序所用的語句最少,編程最簡單。硬件方面看誰的結構簡單,成本最低。然后選擇出一個最佳的軟硬件方案自行制作。使學生從查閱資料到制作都自行完成,老師只是起到指導和答疑的作用。從傳統的老師教會轉變成現在的學生自己學會的轉變,大大提高學生學習的主動性。
2.在實驗上根據單片機課程的特點,將實驗教學內容分為基礎實驗、基本接口實驗兩個部分。基礎實驗主要有硬件的認知、指令系統實驗、匯編語言程序設計實驗。基本接口實驗安排在課堂進行,是實驗教學的重點。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學生在進行實驗時,首先要根據實驗任務完成硬件設計、設計主體電路,然后編寫程序,最后調試。試驗內容主要為基礎實驗,主要目的在于通過實驗,讓學生掌握基本的操作,和軟硬件的了解。為以后具體的做某一個項目打下堅實的基礎。
3.在考試環節上,主要通過三方面成績來確定學生最后的期末成績。這三方面主要包括期末筆試部分,平時實驗部分,和實踐創新部分。其中期末筆試部分占總成績的40%,試驗成績占30%,實踐創新成績占30%。其中實踐創新主要是指,在學習的過程中針對于每一章節所提出的項目完成情況的評定。比如我們在講中斷系統的時候,引入一個項目“交通燈的控制”。學生可以分組自行制作。根據學生的完成的情況給出一定的分值,然后將每一章的分值乘以系數合成總分值。這樣可以對學生的成績有一個綜合分值。這樣學生在準備考試時會將精力投入到實際應用中去, 而非死記硬背一些枯燥難記的指令和書本知識,更有利于對學生知識應用能力及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力的培養和考察。這種考試形式給教師增加了很大的工作量, 但使每個學生的知識應用能力都得到不同程度的提高。
最后,我們在教學過程中, 本著對學生負責的態度。培養學生的自學能力,提高學生的動手能力和應用能力為目標, 做了一些探索。 改進后的教學方法,內容由淺入深,理論實踐相結合。提高了學生的學習興趣和學習主動性, 使學生能夠更好地掌握單片機的原理,并且相關的知識和應用能力都得到不同程度的提高。
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關鍵詞：單片機原理和應用;課程評價;教學改革
引言
新課程教改大綱指出，課程的功能要從單純的向學生注重傳授知識，進而轉變為引導學生學會學習，形成正確的價值觀，學會做人，學會做事。《單片機原理和應用》課程是礦山機電、機電一體化、自動控制及數控技術應用等專業的一門專業骨干課程，它將電子技術與計算機技術緊密結合、將硬件與軟件相結合，應用面很廣泛。
隨著新形式發展的需要，傳統的教學理念和教學方式已經不能滿足現代化發展的新需要。筆者結合自身一線教學經驗談談該課程的一些教學改革的個人意見。
1 整合教材內容，保證教學質量
《單片機原理和應用》課程因為教材是靜態的，理論性強，內容抽象，為降低理論難度，結合我校學生特點，對教材進行整合，把教材內容劃分為必學、選學、實訓項目三個層次，采用靈活多變的教學方式，以保證教學質量。
1.1 必學內容：是教學大綱中那些最重要、最基本的內容。如單片機的結構和原理、指令系統、程序設計基礎、中斷系統和定時器等。結合教學實際案例，作為重點講授，約占總課時量的50%。
1.2 選學內容：是指教材中的知識拓展部分，難度高于必學內容，如單片機系統的擴展、單片機的測控接口等。引入相關課題，讓學生討論，主動權放給學生，最后教師和學生一起總結出結論，約占總課時量的20%。
1.3 實訓項目內容：是指理論聯系實際的內容，一方面鞏固所學的理論知識，另一方面培養學生節約能源、節省原材料、愛護工具設備、保護環境、安全文明生產的意識。如單片機應用系統的開發演示;MCS-51單片機常用指令練習;匯編語言程序設計及簡單接口技術;I/O口擴展實驗;定時器和中斷實驗;顯示程序實驗等。約占總課時量的30%。
2 采用靈活多變的現代教學資源手段
2.1 多媒體組合教學法<現有>
引入多媒體教學。由于該門課是一門專業課，圖表非常繁多，因此可以借鑒多媒體教學的信息容量大的特點，但由于多媒體教學的互動式教學相對較差，而本門課理解起來又很廢周折，因此板書也是不可或缺的，把難點、重點可以在多媒體教學的基礎上，通過板書進一步講清、講透。
2.2 充分利用網絡教學，豐富課外輔導手段<進行中>
我把《單片機應用技術》這門課程的課件、理論和實踐練習題、模擬試題、自測題等放在校園網上，供學生隨時上網自學。充分滿足了學生的自學需要。
2.3 虛擬實驗和實際實驗相結合<改革點>
學生通過應用軟件仿真的方法，自己設計電路、對電路進行仿真，使用實際電路板測量，完成了虛擬實驗和實際實驗相結合，有利于培養學生的設計能力和硬件操作動手能力。
2.4 自主選擇創新實驗題目<創新點>
配合學校研究型課程，采取老師引導、學生自主組隊、自選或自定題目，完全開放，以研究創新為主線的模式。學生的自學需要。
2.5 積極引導，提升專業技能<創新點>
單片機應用技能是應用電子技術的核心技能，為了讓一部分學有余力的 學生能獲得更大的提高，開放大學生創新中心，以學生為主體、以項目為單元，利用課余時間對學生進行訓練。布置一個項目由學生自已設計電路，自已設計程序，指導老師利用1-2次課進行集中答疑，集中驗收。
2.6 開展競技教育，培養創新人才<創新點>
競技活動能擴大對外交流、鍛煉師資隊伍、促進教育教學改革、檢驗教學效果、培養學生的創新意識與創新能力。
3 注重工學結合
將實際問題或企業實際開發項目（子項目）引入課堂教學（如電子鐘、自動控制、遠程串行通信等項目），進行適當簡化處理，作為教學和實驗實訓項目。以工學結合為切入點，根據課程內容和工作過程，結合學生特點，采用任務驅動、項目導向的教學方法，把工作項目開發過程的工作環節及任務穿插于各個知識點的學習中，以獨立項目實訓形式，強化訓練，實現人才培養目標。
以實際工作項目為主，內容兼具趣味性和實用性，例如模擬計算器、猜數字游戲、小學生算術測試、競賽評分、交通信號燈控制、串行通信模擬程序等;與電子產品開發公司或工礦企業進行合作，以實際項目來進行教學。
4 考核方式改革
考核評價應包括學生學習過程評價及學習效果評價。
4.1 學習過程評價：學生是否完成了作業（或活動任務），有無抄襲現象發生，是否及時完成了作業，對學生應具備的能力要定期檢查，可以采用提問、撰寫分析報告等形式。
4.2 學習效果評價：改閉卷考試為開卷考試，試題著重進行能力的考核，也可以把考核分為筆試和操作兩部分進行，評價方式要逐步過渡到通過綜合實訓活動對學生的學習作出評價（綜合實訓可以考核一個學生對知識的理解與掌握、已經獲得的能力、對實訓內容的組織方法以及學習態度）。
結束語
在教學實踐中，筆者對《單片機原理和應用》這門課程教學中的一些教學進行了初步的改革和探索，初見成效，在此分享出來，以期向同行們提供參考借鑒價值。
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Abstract： A teaching philosophy method for improving the student ability and programming ability was proposed. By introducing the proteus and keil software in the classroom， students see the control object in real time and can do it themselves. It helps to lay a solid foundation for students graduating from design and electronic contest.
關鍵詞： proteus；keil；單片機；教學改革
Key words： proteus；keil；single-chip microcomputer；teaching reform
中圖分類號：G40 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）07-0219-02
0 引言
《單片機原理與應用》這門課程是一門實用性很強的課程，目前是講課28學時、實驗12學時，一共40學時。以前的教學都是主要講述單片機的硬件結構以及相關的組成部分的工作原理，對編程的要求不高，而且用的教材一直是以匯編語言為基礎的，這樣學生學習起來，單片機的匯編語言指令系統容易與另一門課程《微型計算機原理與應用》的指令混淆。而且匯編語言編程對于有些學生而言有些難度，不太容易記住。在《單片機原理與應用》這門課的12個學時的實驗中，大部分學生剛對編程環境有些熟悉，剛進入狀態，實驗就已經完了。很多學生學完《單片機原理與應用》這門課后，讓他編寫一個簡單跑馬燈的程序都無法完成。這樣對學生后期要參加的一些競賽活動都會有一些影響，如全國大學生電子競賽、飛思卡爾電子競賽等競賽活動中，都會用到單片機，而且對學生的編程能力有一定的要求。以前參加競賽的學生都是利用暑假時間來重新學習單片機的編程知識，這樣學生就會花一部分時間去補習學過的知識。而且在畢業設計中，很多學生對于課題中用到的單片機的相關的編程也不太會。鑒于目前《單片機原理與應用》這么課程教學與實踐中存在著的以上問題，所以《單片機原理與應用》這門課有必要進行課堂教學的改革。我們將通過改變教學觀念和模式，注重實驗動手能力培養和分析解決能力培養，在考試考核等方面也相應的改革嘗試。
1 改革的理念及思路
《單片機原理與應用》這門課程教學改革主要是對教學方式的改革，本次改革的側重點是學生的動手能力和編程能力的鍛煉，選擇C51教材。教學方式有兩種主要形式：一是以教師為中心的傳授知識型教學偏重于原理的論述和編程方法的介紹；二是以學生為中心的探究與體驗型教學，重視應用和編程，解決具體問題。探究與體驗型教學的特點是：把問題交給學生，在老師引導下收集資料、擬定方案、動手編程實驗最終解決問題，實現相關的功能，并進行歸納總結。
基本的思路是：是讓學生在探究對象解決“問題”的過程中掌握本課程的知識點和原理。教師在探究式學習中的主要任務是“引導”。讓學生圍繞問題去琢磨，真正進入到探究的狀態。因此實施本項課改探究體驗學習的關鍵：
①是根據教學要求和課程內容，使學生充分了解當前該領域技術發展的現狀，以及《單片機原理與應用》相關的知識。
②提供條件動手實驗解決具體問題，實現相關功能。
③課堂上引入Proteus和keil軟件，使學生在課堂上可以對相關的軟硬件有一個直觀的了解，并激發學生對該門課程的興趣。
1.1 具體的實施方案與路徑 本課程的教學實施分兩步：①課堂教學提出問題，講授原理要能引起學生思考和探究興趣。要用調研、查資料的方式讓學生獲取學科知識體系，引起學生探究熱情。在課堂上引入Proteus和keil兩種軟件，讓學生在課堂上對單片機相關的硬件和軟件有一個直觀的接觸和了解。②綜合運用計算機技術進行設計方案、電路原理圖的繪制、軟件的編寫和調試、完成任務達到掌握知識的目的。
1.2 考核方式的改革 考核我們從以下幾個方面全面綜合評價學生成績：
①采用階段評價、目標評價、項目評價，理論與實踐—體化評價模式。
②結合設計方案答辯、現場解決問題、提交作品、測驗、考試等情況，綜合評價學生成績。
③既注重學生在實踐中獨立分析問題和解決問題能力的考核，又注重學生協同作業的溝通、協作能力和團隊精神。
2 預期的成果
《單片機原理與應用》新教學方法的研究和推廣，能真正把教師的一言堂變為引導學生積極思考、思想交流的大講堂，使學生在實踐中學會分析思考，掌握科學研究基本方法，在學習實踐中喚醒自己的潛能，激發自己最大的創造力。學生自主提出的問題更能引起學生的興趣和解決問題的欲望。獲得深刻的體驗。
《單片機原理與應用》這門課是我院自動化、測控、電子信息和通信工程、物理學的重要專業基礎課程，每年約有400學生要學習該課程。也可以為相關工科專業的學生開設。
采用與開放性實驗、課程設計和畢業設計以及大學生電子競賽相結合的方式，充分利用現代媒體、實驗室和圖書館資源，不僅為學生提供了鍛煉動手能力環境，還為不同年級、不同專業的學生提供了交流、探討和相互學習的機會。使我們的課堂得到延伸。培養學生的協調能力和團隊精神。為學生的就業和將來工作奠定堅實的基礎。
3 實際效果和存在的問題
從目前的教學效果來看，比以前取得比較好的教學效果。由于在講課過程中，當講到具體實例時，都會用Proteus給出仿真的電路圖和實際運行的效果圖，這樣學生可以很直觀的看到單片機具體的控制過程，而且讓學生參與互動，充分調動了學生的積極性，學生通過在課堂上自己動手編寫和修改程序來控制一個具體的例程，這樣大家可以把學的知識馬上進行應用，可以看到實際的控制效果，學生都愿意參與。而且，我們每4人為一個學習小組，有一個開發板，大家學完相關的知識點后可以在宿舍自己互相討論，這樣可以把相關的知識點學得更加的牢靠，而且動手能力差的學生可以通過其他同學的指導也可以很快上手。這樣學完這門課后整個班級沒有一個不會編程的學生。如果大家有問題不清楚的可以通過電話或者QQ的方式與老師聯系，可以及時的解決學習中遇到的問題。學生學完后，都不再懼怕編寫程序了。
當然也存在一些問題，如剛開始的時候大家互動不是很積極，但是通過幾次鼓勵以后大家逐漸的積極參與到互動環節中來，還有就是我們的開發板是用串口線進行下載的，但是現在很多學生都是用的筆記本電腦，沒有附帶串行口，調試起來不方便，就讓大家通過Proteus先仿真，通過后再到有臺式機的同學那調試具體的程序。后期將通過修改開發板下載模式或加usb轉串口線的方法來改變這個問題。
4 結束語
通過這次教學改革，《單片機原理與應用》這門課從原先的匯編語言教學模式轉變成現在的C51編程教學模式，并通過KEIL和Proteus軟件的引入，使學生在課堂上可以比較直觀的看到單片機對具體硬件的控制實現的現象，加深對單片機的認識和理解。使學生學完這門課后可以自己獨立的設計一些簡單的單片機控制系統，為學生后期的畢業設計、參加大學生電子競賽等打下堅實的基礎。
參考文獻：
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[3]黃秀海，滕清秀.教學改革效果的實證研究.當代教育理論與實踐，2012，1：111-113.
和以往教學模式的差別在于，虛擬教學系統是建立在虛擬現實技術基礎上的新型教學模式。通過采用這種教學技術手段能夠營造出一個仿真的學習環境，通過對人體各種感官的刺激，使人體驗到身臨其境的感覺，刺激學生的學習欲望，提高學習熱情，從而實現快速提高學習能力的目的。通過網絡技術、虛擬現實技術來實現教學，可以對單片機的硬件電路原理進行直觀的演示和講解。采用基于 Flex 的虛擬現實技術開發 的教學系統，不但界面美觀，用戶交互體驗感強，而且提高了學生的動手實踐能力和教學質量。
1.《單片機原理與應用》虛擬教學系統設計
1.1系統框架和功能模塊設計
虛擬教學系統采用三層B/S結構，開發技術采用.NET，MXML+ Action Script，JavaScript技術等，數據庫采用SQL Server2000，其中第一層為客戶端層，該層主要表現為系統界面，在Web瀏覽器上外掛Flay Player播放器，該層用來實現用戶與整個系統的交互，在該層中，部分頁面可以采用Flex技術來建構RIA應用程序，給用戶以豐富的人機交互體驗;第二層為業務層，該層主要負責整個系統的邏輯業務，以此來完成客戶端層與信息資源層之間的數據交互;第三層為信息資源層，提供平臺所需的場景信息與數據信息，這一層實現信息資源的集中統一管理，該層主要包括師生信息庫、模型庫、課件庫、試題庫等。系統功能模塊主要包括管理模塊、教學資源庫模塊、教學模塊以及協作學習模塊。
1.2系統界面設計
界面設計主要包括界面布局、字體、頁面色彩等環節。其設計原則在遵循藝術美的前提下更加注重個性化，強調教學系統所要表達的主題，淡化非主流信息對學習者的干擾。對于虛擬教學系統的界面而言，選用藍色為主體背景色，并通過調整色彩的透明度和飽和度來產生文字和圖標的色彩，對需要交互對象的按鈕等工具采用三維立體的形狀來凸顯出虛擬系統的多感知性。采用Flex技術來優化網站界面有著很大的優勢，它通過提供豐富的組件來增強網站界面的表現力，使得界面更為友好。可以采用圖表控件，創建豐富的圖表，達到數據可視化效果。同時，Flex還提供了大量的用戶交互組件，對于知識體系的呈現，利用【Combo Box】組件對所有知識點以列表的形式展現并與用戶進行交互。
1.3導航策略設計
虛擬教學系統的信息量巨大，內部信息之間的關系復雜，在學習過程中，學習者由于缺乏專業教師的指引，迷航現象時有發生，所以應當提供導航策略設計，引導學生進行有效學習，以提高學習效率。目前比較多的導航方式有檢索導航、導航圖導航、菜單導航、書簽導航、提示導航、演示導航、觸摸區導航等。
1.4交互策略設計
交互性主要包含人機交互以及人與人的交互。所謂的人機交互，是指人與計算機之間使用某種對話手段，以一定的交互方式，為完成確定任務而進行的人機之間信息交流的過程，這種類型的交互是虛擬現實技術的一個重要特征，也是虛擬現實技術應用于虛擬教學系統中的一個主要優勢，系統中的虛擬現實場景能否實現自然流暢的人機交互，將直接關系到系統設計的成敗。從技術特點來看，基于Flex的虛擬現實技術為交互性提供了很多的交互機制，如視點、導航、事件的發送與接收等。主要體現在：視點是用戶在人機交互的過程中通過改變攝像機的位置來改變觀察點，從而在不同的位置場景顯現出不同的形態及具有空間感的三維效果;導航是用戶在虛擬場景中漫游的信息指示，通過導航，用戶可以在虛擬環境中移動或檢查某個對象;基于Flex的虛擬現實技術主要是采用Action Script腳本語言對虛擬環境中的對象產生作用，通過編程控制來發送及接收對象。
2.《單片機原理與應用》虛擬教學系統中應用實現
2.1虛擬實驗室構建
在Flex Builder 3開發環境中，借助Papervision3D開源的3D引擎，建立一個Sphere形體，然后對形體進行貼圖，最后固定Camera的坐標，通過舞臺上鼠標移動的距離來控制Camera旋轉的角度，從而實現360°全方位的展示。
2.2單片機及相關硬件的三維虛擬模型展示
Papervision3D中也自帶一些基本的形體(球體、立方體、平面、圓錐等)，但無圖形界面，不能像專業的建模工具那樣通過點擊、拖拽等操作來創建幾何體，要實現一些復雜的模型，就需要借助3DS MAX、MAYA等工具。在3DS MAX中可以通過Polygon多邊形建模、特殊建模、修改建模、Patch面片建模、NURBS建模等方式來建構出虛擬場景及儀器模型，然后通過材質為模型表面加入色彩、光澤和紋理等來達到與真實事物相似的特性。建模的過程中，在不影響模型整體效果的情況下盡量減少多邊形的個數以達到減小輸出文件的體積。
2.3 MXML+Action Script編程控制
MXML是一種描述Flex應用程序界面的XML語言，它通過一組標簽集來定義用戶界面，同時提供一些不可見類庫的調用，在開發虛擬實驗時，可以在Flex工程文件中利用MXML語言來設計界面元素，優化界面美觀，增強人機交互體驗。Action Script是一種面向對象的腳本語言，在Flex中，用戶可以采用的標簽來嵌入Action Script代碼，也可以從獨立的外部文件來導入相關代碼。在開發虛擬實驗的過程中，Papervision3D作為外部的類庫導入到 Flex Builder開發工具中，放置在Flex工程文件目錄下src文件中來進行調用。
3.總結
作為虛擬現實技術之一的桌面虛擬現實技術具有開發成本低、不需要昂貴的虛擬現實設備、只需在客戶端安裝相應插件即可，應用價值較高，推廣性強，更適合應用于教學之中。同時，虛擬協同工作、儀器的遠程虛擬仿真操作技術等方面有待更深入的探索與創新，這些也將是作者進一步研究的方向。
【參考文獻】
【關鍵詞】 單片機原理與應用 樓宇智能化專業 教學內容 教學目標 考核內容
1 引言
經廣泛的社會調研，樓宇智能化工程技術專業的高職學生畢業后主要從事四種類型的工作：①樓宇設備的安裝、調試、運行及維護；②樓宇智能化系統的設計、選型、施工、運行、管理；③計算機網絡維護和綜合布線設計施工；④建筑施工組織管理及物業管理。其中第二種工作的核心技術就是樓宇智能化技術，即包括現代建筑技術（Architecture）、現代計算機技術（Computer）、現代控制技術（Control）、現代通信技術（Communication）和現代圖形顯示技術（Cathode Ray Tube，CRT）的“4C+A”技術。
這就意味著集現代計算機技術、現代控制技術的單片機技術是樓宇智能化工程技術專業學生需要掌握的一種技術，但對該專業的課程學習目標應與自動化工程技術專業的有所區別，且教學的內容應緊扣專業。而我院該專業的傳統的單片機課程教學內容與樓宇智能化專業關系不大，采用傳統的“黑板+粉筆”教學手段，偏重理論教學，理論與實踐完全脫節，嚴重挫傷了學生的學習積極性，學習效果非常差。
本文從我院樓宇智能化工程技術專業的人才培養計劃出發，充分考慮專業的前修與后續課程，就《單片機原理與應用》課程的教學目標、教學內容、教學方法與手段、考核內容等方面上做了一些探討。
2 依據人才培養計劃，合理設定課程教學目標
該課程是樓宇智能化工程技術專業的一門專業基礎課程，授課的對象是高職學生，主要培養學生的實踐動手能力，并為后續專業核心課程如《建筑設備控制技術》、《樓宇安防技術》的學習及畢業后走上工作崗位打下堅實基礎。
結合后續專業課程所需及我院單片機的實訓設施，重新設定樓宇智能化工程技術專業的《單片機原理與應用》課程的能力目標為：掌握單片機C語言常用指令的功能和應用： include、sbit、define、if、while、for、switch；能編寫延時子程序和中斷子程序；掌握定時器、計數器和中斷的使用；掌握單片機與發光二極管、七段數碼管、獨立鍵盤（按鈕）的接口電路；了解并行A/D和D/A轉換及與單片機的接口電路；能繪制簡單控制系統的程序流程圖；能熟練應用“Keil Vision2集成開發環境”進行C語言程序輸入、調試；能熟練運用“proteus”仿真軟件構建單片機虛擬實驗電路進行仿真調試；能設計簡單的單片機控制系統；具備一定的專業英語閱讀能力。
3 緊扣專業，調整與更新教學內容
教學內容的選取是課程教學改革的重點，《單片機原理與應用》是一門實踐性、綜合性、應用性很強的課程，課程內容復雜、抽象，傳統的教學是先學習硬件結構，后學習指令，最后才是單片機的簡單應用，學用嚴重脫節，導致學生學了忘，感覺極其抽象、枯燥乏味、難以理解，逐漸喪失興趣。因此，對教學內容進行必要的取舍、更新和整合是單片機課程教學改革的重點。
筆者經過多年的單片機教學實踐，認為單片機適于采用當前眾人所推崇的“項目化”教學組織教學，但如何選取合適的項目值得深思熟慮，筆者綜合考慮：①樓宇智能化工程技術專業的前修課程有電路基礎、電子技術、電機與電氣控制技術，學生已具備一定的電路及電氣控制知識，對控制系統的工程流程已較為熟悉；②可視對講及室內安防系統、門禁控制系統、停車場管理系統、防盜報警系統等常見樓宇系統本身就是一個單片機系統，其中是防盜報警系統是一個學生熟悉且非常重要安防系統，本課程以該系統作為載體，既能提高學生的學習興趣，又有利于學生對本專業樓宇系統工作原理的理解；③充分考慮C語言對單片機結構的依賴性小、無需選擇存儲器和尋址方式、程序結構及語法與組態王非常類似，學習C語言編寫程序，既能降低編程的難度，更能為后續專業核心課程《建筑設備控制技術》中利用組態軟件構建監控系統打基礎。
最終，選取了如表1所示的項目，A線項目主要在課內實現，所有學生均需完成，而B線項目為有能力學生課外完成，所選項目遵循了學生的認知規律，由淺入深、由表及理，與專業領域緊密相連，充分考慮前修與后續課程，既復習、鞏固了舊知，也后續課程的學習及將來從事現代樓宇工作打下堅實基礎。
表1 《單片機技術原理與應用》課程教學的任務
4 融合多種教學方法，豐富教學手段，提高教學效果
《單片機原理與應用》課程涉及多門學科知識和多種應用技能，是一門軟、硬件結合的綜合性應用技能課程，若采用單一的教學方法難以取得良好的教學效果，因此，在教學的過程中，我們針對不同的教學內容采用了不同的教學方法與手段，主要的教學方法是“項目法”，即把課程的學習內容分解為一個個小項目，所需理論知識全部隱含到各個項目中，項目做完，知識點也就學習完了。
在此基礎上，針對不同的教學內容，融合了其它不同的教學方法與手段，如學習單片機最小系統的組成、主要設備及接線等，通過現場參觀實驗箱里的實物并講解，使學生更直接的掌握教學內容的硬件結構；而對于一個實訓項目，我們通常的做法是：①老師演示項目的效果，激發學生的學習興趣；②教師以問題形式把項目所需新知識、設計的要點、設計的注意事項等通過多媒體呈現給學生；③在教師的引導上，學生分組學習、討論，共同尋找答案；④學生分組進行實踐操作；⑤學生展示成果；⑥學生代表發言、教師總結。
此外，考慮到學院單片機實訓室實驗箱的數量少、學生人數多，不利于單片機隨時隨地學習，我們采用“虛實結合”的方式，充分利用單片機硬件軟件Protues設計單片機虛擬系統，具體做法是：對于簡單的系統，要求學生在實驗箱中完成；而對于復雜的系統，如防盜報警系統、照明監控系統，通過Protues構建其硬件結構，并把編譯好的hex文件加載到虛擬單片機中，直接實現真正單片機系統的運行效果，使得單片機的教學不再受設備數量及時間地點的限制，只要有計算機，學生隨時隨地都能學習單片機。
實踐證明，多樣化的教學方法與手段能有效激發學生的學習興趣、充分調動學生的學習主動性，教學效果更好。
5 改變考核方式，注重能力考核
考試是檢測教學效果、促進學生學習、鞏固學習內容和加強學習效果的必要手段，但如果以傳統的理論考試評定學生學習效果是不客觀的。有的學生理論考試成績很高，但卻連最基本的單片機最小系統也無法實現；而有的學生雖然能很熟練地完成教學實踐操作，但理論知識明顯欠缺，若在原有系統基礎上稍作修改，便無法重組系統。應此，《單片機原理與應用》課程的考核，強調的應當是過程考核、技能考核，考核的內容除了考勤、課堂表現、期末考核等常規考核內容外，更重要的是考核學生在教學過程中獨立完成每個單片機應用項目的情況，以及考核學生自主開發設計單片機應用項目的能力。
筆者在09級樓宇智能化工程技術專業的單片機教學中進行了一些嘗試：把課程共分3個項目進行訓練，其中第1個項目又細分為7個小項目是所有學生均需完成的，這7個小項目中的5個項目按項目訓練考評表進行過程考核，B線項目屬加分項。各個項目的占分如“《單片機技術與C語言》項目訓練成績匯總表”所示，共70分；終結（理論）考試為30分；總計100分。
表2 《單片機原理與應用》項目訓練成績匯總表
6 結束語
總的來說，《單片機原理與應用》是樓宇智能化工程技術專業的一門專業基礎課程，其綜合性與實踐性非常強，怎樣面向專業選取相關的教學內容、采用何種教學方法與手段，才能激發學生的學習興趣、提高教學效果，怎樣才能更好地為后續專業課程學習服務，是一個循序漸進的過程，仍然需要我們在教學實踐中不斷地研究和探索。
參考文獻
1 嚴其艷.高職單片機課程教學改革與實踐[J].中國西部科技，2010 （2）
