時(shí)間：2022-11-16 16:50:27
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(jī)原理與應(yīng)用，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；嵌入式系統(tǒng)；檢測(cè)電路
一、緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)修訂教學(xué)大綱
根據(jù)單片機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)，本著以學(xué)生為本、淡化理論、突出實(shí)用、加強(qiáng)實(shí)踐、力求知識(shí)的系統(tǒng)和完整為原則，重新修訂了教學(xué)大綱。
第一，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理的取舍。
第二，重新確定了教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容。既然確定“能夠開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量”產(chǎn)品并確保理論知識(shí)的系統(tǒng)性為本門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)，那么理論教學(xué)重點(diǎn)就放在開(kāi)發(fā)“開(kāi)關(guān)量控制”所必需具備的基礎(chǔ)知識(shí)上面，即：?jiǎn)纹瑱C(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令功能、應(yīng)用程序的編寫(xiě)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)、計(jì)數(shù)器等。這些內(nèi)容融會(huì)貫通就必須“精講多練”，所以我們把刪除的知識(shí)所占用得課時(shí)按照一定比例分配給這些內(nèi)容的理論課和實(shí)驗(yàn)課，突出其重要地位。
二、改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效果
單片機(jī)系統(tǒng)有著強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)性，對(duì)教學(xué)方式不應(yīng)是單一的固定模式?？梢圆捎茫?/p>
（一）在課堂上可以將多種教學(xué)方式熔融一體，靈活應(yīng)用
可以采用多媒體、實(shí)物教學(xué)，從智能控制系統(tǒng)的一個(gè)樣板實(shí)物外型到該電路的原理圖，采取部部展開(kāi)，層層推進(jìn)，讓學(xué)生看見(jiàn)實(shí)物產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，聯(lián)系到原理產(chǎn)生理性認(rèn)識(shí)，由實(shí)踐上升為理論，又由理論去指導(dǎo)實(shí)踐，全面向?qū)W生傳遞智能系統(tǒng)中單片機(jī)的使用。在課堂的教學(xué)中采用講授式、啟發(fā)式、討論式、測(cè)驗(yàn)等多種教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生的能力及教學(xué)內(nèi)容的需要靈活使用。在教學(xué)中多與學(xué)生溝通，了解學(xué)生對(duì)教材、講課、實(shí)驗(yàn)等的要求，根據(jù)教學(xué)大綱及時(shí)加以調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及模式，達(dá)到教學(xué)的目的。
（二）加大學(xué)生編程的訓(xùn)練
一是編制有規(guī)模的、科學(xué)的、實(shí)用的學(xué)生練習(xí)題集與試卷庫(kù)，定期讓學(xué)生做書(shū)面編程，使得他們對(duì)指令的記憶加深，二是加大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室的訓(xùn)練，培養(yǎng)他們的調(diào)試程序能力，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。
（三）推進(jìn)“學(xué)研產(chǎn)”結(jié)合
讓一部分學(xué)生利用各種時(shí)間投入到實(shí)際的項(xiàng)目工程開(kāi)發(fā)中去，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的工程訓(xùn)練，使他們了解自動(dòng)控制系統(tǒng)工程中單片機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，保證學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際社會(huì)接軌，讓這些學(xué)生以點(diǎn)帶面促進(jìn)、帶動(dòng)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、加強(qiáng)單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力
單片機(jī)的實(shí)踐性較強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)的改革顯得尤為重要。通過(guò)改革達(dá)到使學(xué)生具備科學(xué)的思維方式和較強(qiáng)的動(dòng)手能力，并能運(yùn)用MCS-51系列芯片進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的能力。在教學(xué)過(guò)程中可以用單片機(jī)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)良好的人機(jī)界面，通過(guò)單步執(zhí)行功能讓學(xué)生在顯示窗口上可以看見(jiàn)相關(guān)寄存器的變化，并能看到轉(zhuǎn)移位置；碰到中斷時(shí)程序如何轉(zhuǎn)入中斷入口去執(zhí)行以及中斷程序結(jié)束后程序如何返回。通過(guò)程序分析和觀察執(zhí)行過(guò)程，一目了然。
為了使學(xué)生具有獨(dú)立分析、解決工程中遇到的實(shí)際問(wèn)題的能力和獨(dú)立開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)得能力，我們?cè)诶碚摻虒W(xué)結(jié)束后另外可以增加兩周集中實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，以體現(xiàn)出實(shí)踐教學(xué)的重要性。比如：我們?cè)诜治鰡纹瑱C(jī)應(yīng)用技能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)典型系統(tǒng)――單片機(jī)溫度（壓力）檢測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)。它由檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)放大系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、控制系統(tǒng)及單片機(jī)系統(tǒng)等六個(gè)部分組成。
具體要求如下：檢測(cè)系統(tǒng)能把0―100℃的溫度轉(zhuǎn)換為0-1V的信號(hào)。放大及波形變換電路把信號(hào)放大到0―5V的直流信號(hào)，經(jīng)A/D后送入單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行濾波，非線性校準(zhǔn)，標(biāo)度變換，通過(guò)人機(jī)界面顯示出來(lái)。報(bào)警值可通過(guò)人機(jī)界面（鍵盤(pán)）設(shè)定。單片機(jī)系統(tǒng)還能完成對(duì)控制量的自動(dòng)設(shè)置。本方案是集電工、模擬電子、數(shù)字電子、自動(dòng)檢測(cè)、單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用于一體的系統(tǒng)，為了提高單片機(jī)的應(yīng)用能力，我們把這個(gè)綜合項(xiàng)目進(jìn)行分解，把總的要求分解到各相應(yīng)課程的實(shí)踐中完成。如溫度檢測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)分解為以下幾個(gè)子項(xiàng)目：1.電源變壓器的設(shè)計(jì)與制作；2.穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作；3.放大器與波形變換電路設(shè)計(jì)與制作；4.非電量（溫度）檢測(cè)設(shè)計(jì)與制作；5.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作。根據(jù)各部分之間的接口要求提出相應(yīng)的指標(biāo)，把這些項(xiàng)目分配到相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)中。例如把電源變壓器設(shè)計(jì)與制作在電工實(shí)習(xí)中完成；穩(wěn)壓電源、放大器及波形變換電路的設(shè)計(jì)與制作在電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)時(shí)完成；檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作在自動(dòng)檢測(cè)實(shí)訓(xùn)階段完成；單片機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)階段完成；整個(gè)系統(tǒng)的組裝及調(diào)試在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)階段完成。通過(guò)變壓器的制作，學(xué)生了解了選用漆包線的方法，學(xué)會(huì)小型變壓器的設(shè)計(jì)，掌握變壓器的繞制工藝。放大器的制作，使學(xué)生學(xué)會(huì)了放大器的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試工藝和電子測(cè)量?jī)x器的選擇與使用。檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，使學(xué)生學(xué)會(huì)了傳感器的選擇和使用，進(jìn)一步理解傳感器的主要技術(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，學(xué)會(huì)測(cè)量誤差的分析方法。單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，使學(xué)生能根據(jù)工程要求，配置單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路，完成顯示、A/D、鍵盤(pán)、程控等子程序的編寫(xiě)調(diào)試，熟練軟件編程環(huán)境和仿真器、編程器的使用方法。
四、結(jié)束語(yǔ)
單片機(jī)系統(tǒng)教學(xué)應(yīng)突出教學(xué)的自主性、開(kāi)放性和創(chuàng)新性，有利于新世紀(jì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，符合高校的教育教學(xué)規(guī)律。在教學(xué)過(guò)程中，以加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、開(kāi)拓思維、注重創(chuàng)新、提高素質(zhì)為指導(dǎo)思想、以培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，以層次化、模塊化、全面開(kāi)放的新的教學(xué)模式運(yùn)作。力爭(zhēng)通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)教學(xué)的改革，使學(xué)生能理解、掌握實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，學(xué)會(huì)掌握及使用新技術(shù)的方法，使學(xué)生掌握一個(gè)實(shí)際單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模擬過(guò)程。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；教學(xué)改革；探索與實(shí)踐
單片機(jī)具有控制功能強(qiáng)、體積小、功耗低、性能價(jià)格比高的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在家用電器、智能儀器儀表、自動(dòng)化及工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域?！秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》課程在強(qiáng)調(diào)高技能型人才培養(yǎng)的電類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是中職電子類(lèi)畢業(yè)生拓寬就業(yè)面的重要知識(shí)。作為一門(mén)綜合性、實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》可分為理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩部分。其課程特點(diǎn)是概念多、邏輯性強(qiáng)、連慣性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，入門(mén)難，不易掌握，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握不好就可能影響到學(xué)習(xí)的興趣。目前，如何安排單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生既能了解新技術(shù)又能對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)融會(huì)貫通；如何設(shè)計(jì)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正理解和掌握單片機(jī)技術(shù)，是中職單片機(jī)教學(xué)中急需解決的問(wèn)題。根據(jù)多年的單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐和應(yīng)用體會(huì)，我們對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行了一些改革，并取得了一定的成效。
一、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)思路，確立“做中教、做中學(xué)”的教學(xué)理念
由于單片機(jī)的專(zhuān)有名詞多，內(nèi)容抽象，指令豐富，同時(shí)涉及到電路原理及性質(zhì)，僅憑教師單純地講授，即使想像力十分豐富的學(xué)生理解起來(lái)也比較困難。按照傳統(tǒng)的教學(xué)思路，學(xué)生只有課程學(xué)習(xí)的最后才接觸到單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，而在此之前的學(xué)習(xí)，由于學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)生會(huì)感到學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥乏味，故而學(xué)習(xí)的興趣不高，到后面表現(xiàn)為學(xué)習(xí)后繼動(dòng)力不足，最后，在講述單片機(jī)的綜合應(yīng)用實(shí)例等重要部分時(shí)，學(xué)生想學(xué)也學(xué)不下去了。
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，首先，確立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。教師作為主體體現(xiàn)教學(xué)的主導(dǎo)性。學(xué)生作為主體體現(xiàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性。教師要成為導(dǎo)航者、輔導(dǎo)者，把大量的時(shí)間留給學(xué)生去自主探索，相互協(xié)作學(xué)習(xí)，教師的作用是告訴學(xué)生學(xué)什么，怎么學(xué)，并幫助學(xué)生解決通過(guò)努力解決不了的問(wèn)題。其次，確立以實(shí)踐為重點(diǎn)的理念。結(jié)合中職生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在課程學(xué)習(xí)的開(kāi)始，我們通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，建立“做中學(xué)”的思路，激發(fā)學(xué)生自學(xué)的潛能和興趣。例如，在學(xué)習(xí)單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理的內(nèi)容時(shí)，由于學(xué)生剛剛接觸單片機(jī)，只用一個(gè)生活中常見(jiàn)的不斷閃爍的信號(hào)燈作為任務(wù)，讓學(xué)生自己根據(jù)以前學(xué)過(guò)的電路知識(shí)，自己連接電路，并向?qū)W生演示如何控制電路，如何下載程序，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使其帶著疑問(wèn)去學(xué)習(xí)，其效率比單純的理論講授要高得多。在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步增加任務(wù)的難度，進(jìn)而理解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。
二、單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織的改革
（一）基于C語(yǔ)言的教學(xué)內(nèi)容
近年來(lái)，單片機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，51系列單片機(jī)是最經(jīng)典的微處理，也是較容易學(xué)習(xí)的一款單片機(jī)。另外，51系列的單片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上的教學(xué)資源豐富，學(xué)生可以通過(guò)上網(wǎng)授索相關(guān)的教學(xué)知識(shí)，及在網(wǎng)絡(luò)上單片機(jī)高手的經(jīng)驗(yàn)心得，同時(shí)，學(xué)生若能夠很好的掌握51系列單片機(jī)，再學(xué)習(xí)其他系列的單片機(jī)也變得容易。綜合考慮，在硬件上，單片機(jī)的型號(hào)我們?nèi)砸詡鹘y(tǒng)的51系列單片機(jī)為主。
如今企業(yè)的單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，一般都采用C語(yǔ)言。為適應(yīng)時(shí)展的要求，在單片機(jī)的程序編寫(xiě)教學(xué)上，我們采用C語(yǔ)言。根據(jù)單片機(jī)學(xué)習(xí)的規(guī)律，結(jié)合C語(yǔ)言的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容安排上，采用這樣的模式：概述、硬件結(jié)構(gòu)、I/O口、中斷與定時(shí)系統(tǒng)、串行數(shù)據(jù)通信、應(yīng)用。其中指令系統(tǒng)的講解穿插在各個(gè)章節(jié)中，以案例形式講解。案例中用到哪條指令就講哪條指令，不再單獨(dú)講解，也不再單獨(dú)講解指令的尋址方式。在各章中由淺入深的工程案例中，帶著學(xué)生一邊復(fù)習(xí)鞏固C語(yǔ)言知識(shí)，一邊介紹C51與標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的不同點(diǎn)和編程注意事項(xiàng)，并逐漸讓學(xué)生熟悉編寫(xiě)大規(guī)模C語(yǔ)言程序的思維模式。
（二）構(gòu)建模擬與實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)共同教學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>
利用計(jì)算機(jī)、KeilC51仿真器和Protues軟件創(chuàng)建一個(gè)可視化虛擬電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)操作這些虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備。完成各個(gè)工程案例的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用仿真技術(shù)達(dá)到真實(shí)效果相一致的教學(xué)要求和目標(biāo)，從而在不增加硬件投入的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是。它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，解決了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用之間脫節(jié)的問(wèn)題。該軟件是目前唯一的一款能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真的EDA軟件。在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，選用KeilC51uVision2軟件編澤調(diào)試比較合適。該軟件支持眾多不同的MCS51架構(gòu)的芯片，集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時(shí)還支持PLM、匯編和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)。界面友好易學(xué)。
單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了利用Protues軟件構(gòu)建其虛擬現(xiàn)實(shí)電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)外，必須補(bǔ)充單片機(jī)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這是在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，旨在讓學(xué)生對(duì)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，也鍛煉學(xué)生實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。安排的內(nèi)容是通過(guò)教師給出設(shè)計(jì)題目，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)電路、選擇器件，然后按照自己的設(shè)計(jì)焊接實(shí)驗(yàn)板，并編寫(xiě)程序調(diào)試電路，實(shí)現(xiàn)題目要求的功能，在制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題與故障，要自己找到切實(shí)可行的解決辦法。這樣，就培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)，讓學(xué)生知道如何應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)用到真正的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上。
（三）結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法，在教學(xué)中引入案例
“項(xiàng)目教學(xué)法”是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)特點(diǎn)，以恰當(dāng)、實(shí)用、漸進(jìn)為原則設(shè)計(jì)課程教學(xué)項(xiàng)目，在實(shí)施過(guò)程中，按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序?qū)嵤└鱾€(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施以行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)原則為指導(dǎo)。教學(xué)過(guò)程分采用資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢測(cè)、評(píng)價(jià)六個(gè)階段。
同時(shí)結(jié)合案例教學(xué)，每個(gè)的任務(wù)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)案例。在單片機(jī)教學(xué)中，運(yùn)用案例教學(xué)?？梢源蟠罂s短理論與實(shí)踐的差距，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。很多學(xué)生在上實(shí)踐課時(shí)大都有這樣的感覺(jué)，他們學(xué)到很多關(guān)于單片機(jī)技術(shù)及其相關(guān)課程的理論和技術(shù)，但回到實(shí)踐的時(shí)候卻不知道如何使用，從何入手。究其原因，就是學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)單片機(jī)技術(shù)和其課程整合的實(shí)際問(wèn)題，離一線課堂操作的距離還很遙遠(yuǎn)。而運(yùn)用案例進(jìn)行單片機(jī)的實(shí)踐教學(xué)，創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生接觸與實(shí)際應(yīng)用相近的案例，能有效地縮短學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間。比如。在教學(xué)過(guò)程中。以一個(gè)完整的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)為案例，編寫(xiě)生日快樂(lè)曲、做個(gè)電子鐘。一方面其趣味性增強(qiáng)了，另一方面又容易被學(xué)生接受，學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)到的東西，進(jìn)行分析、反思、體驗(yàn)和感悟。當(dāng)與其共鳴時(shí)，就會(huì)很自然的模仿，進(jìn)而收到舉一反三的效果。
三、開(kāi)展第二課堂活動(dòng)小組，結(jié)合第二課堂增設(shè)自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
單片機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室可以在完成計(jì)劃內(nèi)教學(xué)、科研任務(wù)的前提下。利用現(xiàn)有師資、儀器設(shè)備、設(shè)施條件等資源，在課外的時(shí)間，面向?qū)W生開(kāi)放，為學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)條件，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力。學(xué)生在開(kāi)放時(shí)間內(nèi)自主完成自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)和趣味性實(shí)驗(yàn)，教師從旁指導(dǎo)。第二課堂的開(kāi)設(shè)，拓展了學(xué)生的課外學(xué)習(xí)，是課堂教學(xué)很好的延伸。同時(shí)，這有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，也為單片機(jī)的競(jìng)賽培養(yǎng)人才。
四、改革考核方法
[關(guān)鍵詞]單片機(jī)；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革
[中圖分類(lèi)號(hào)]G40―057
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[論文編號(hào)]1009―8097(2009)13―0282―03
引言
《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是向?qū)W生傳授單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)課程，它綜合了多門(mén)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)，主要培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行智能化電子系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生的弱電控制能力。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程技術(shù)，可為后續(xù)更高層次專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與實(shí)際的綜合設(shè)計(jì)課題和將來(lái)參加工作打下良好的基礎(chǔ)。因此搞好《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)工作，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一 目前教學(xué)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的主要問(wèn)題
我院的自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程三個(gè)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)了《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)了電路基礎(chǔ)、數(shù)字電子、模擬電子、微機(jī)原理等基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程，在整個(gè)教學(xué)安排上是非常合理的。然而通過(guò)40學(xué)時(shí)的教學(xué)和一周的課程設(shè)計(jì)，最終對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況考核時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程的掌握情況并不十分理想，尤其是創(chuàng)新能力較差，主要表現(xiàn)在：
1 學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)不夠，缺乏創(chuàng)新思想，學(xué)習(xí)過(guò)程中一旦碰到問(wèn)題，很難認(rèn)真思考、探索研究、積極主動(dòng)地解決問(wèn)題。
2 在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的教學(xué)過(guò)程中，傳統(tǒng)的教學(xué)還是以理論為主，以課堂授課為主，學(xué)生很少有應(yīng)用具體電路解決實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
3 目前實(shí)驗(yàn)課程體系驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)多，綜合性、啟發(fā)型實(shí)驗(yàn)不夠，沒(méi)有大型設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，基本沒(méi)有對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力訓(xùn)練，更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
4 在傳統(tǒng)的教學(xué)思想和方法引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)成績(jī)主要是以考試成績(jī)確定的，因而常常出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象。這種評(píng)價(jià)體系造就學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的輕視心理，即是以成績(jī)合格為目標(biāo)，而不是能力獲得為標(biāo)準(zhǔn)，限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二 改革思路和方案
針對(duì)以上問(wèn)題，在單片機(jī)教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生、教材、教學(xué)設(shè)備等實(shí)際情況，將授課內(nèi)容進(jìn)行全面、合理的整合優(yōu)化。減少冗余，加強(qiáng)綜合性、創(chuàng)新性?xún)?nèi)容，在對(duì)整個(gè)課程鏈研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了課程改革，改革后的講課學(xué)時(shí)分配如表1所示：
在對(duì)整個(gè)課程鏈研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行課程改革，可以避免學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)同一內(nèi)容，但又學(xué)得不夠深入等問(wèn)題。對(duì)照以前的教學(xué)大綱，了解當(dāng)前學(xué)生所學(xué)課程，對(duì)單片機(jī)的大綱做了更改，利如增加了單片機(jī)應(yīng)用典型案例、接口部分知識(shí)，刪除了同步、異步通信概念、進(jìn)制部分知識(shí)等。
這種改革符合目前國(guó)家教育教學(xué)改革基本方針，可以減輕學(xué)業(yè)壓力，用有限的課時(shí)學(xué)習(xí)盡可能多的知識(shí)，做到“厚積”。在改革過(guò)程中注意積極開(kāi)展教育創(chuàng)新。為培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，積極探索具有創(chuàng)造性的教學(xué)方法和手段，在授課中改變老師唱主角，學(xué)生當(dāng)觀眾的教學(xué)模式：改變學(xué)生靜態(tài)、被動(dòng)接受的地位，建立以學(xué)生為中心的實(shí)踐性教學(xué)模式。利用學(xué)生對(duì)新事物感興趣的心理特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)地去探究知識(shí)，教會(huì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的科研方法和在自主的學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)創(chuàng)新。另外在現(xiàn)行開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程中，實(shí)踐內(nèi)容所占比例偏少，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，內(nèi)容跟不上時(shí)展，因此進(jìn)行了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革，改善教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)狀，使各環(huán)節(jié)相互銜接，增加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才。
三、為提高創(chuàng)新能力所采取具體措施
1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)
興趣是最好的老師，只有有了學(xué)習(xí)興趣，才能夠在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，喜歡創(chuàng)新，注意創(chuàng)新，發(fā)揮自身的創(chuàng)造性。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在開(kāi)課之后，我們首先向?qū)W生介紹單片機(jī)的多種應(yīng)用功能及其良好的發(fā)展前景，讓學(xué)生明白學(xué)什么、為什么學(xué)和學(xué)會(huì)后能做什么，并利用圖片、錄像和實(shí)物等介紹一些當(dāng)前的單片機(jī)先進(jìn)科技和教師相關(guān)單片機(jī)科研成果；邀請(qǐng)一些單片機(jī)科技公司的技術(shù)人員、知名教授來(lái)校作單片機(jī)知識(shí)專(zhuān)題講座；請(qǐng)一些已畢業(yè)從事與單片機(jī)技術(shù)有關(guān)的學(xué)生來(lái)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教育，使他們了解單片微機(jī)在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)和家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用及學(xué)好單片機(jī)的重要性和必要性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)他們動(dòng)腦思考有哪些領(lǐng)域或哪些與我們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的電器或儀表等設(shè)備適合用單片機(jī)控制，從而使學(xué)生具有初步的創(chuàng)新意識(shí)。
2 鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
不斷鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，制作自己興趣的產(chǎn)品，編寫(xiě)單片機(jī)程序。由于初學(xué)者一般沒(méi)有開(kāi)發(fā)板和仿真器這些設(shè)備，為了給學(xué)生創(chuàng)造條件，我們采取了以下措施：
(1)給學(xué)生提供一些單片機(jī)仿真軟件，讓學(xué)生在電腦上模擬實(shí)際系統(tǒng)，編寫(xiě)軟件。例如提供了proteus仿真軟件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路，還可以和keil軟件互聯(lián)，可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序。又不需要任何費(fèi)用，特別適合學(xué)生在單片機(jī)學(xué)習(xí)的起步階段使用。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里安裝了這個(gè)軟件，并在教學(xué)過(guò)程中向?qū)W生演示它的功能和使用，鼓勵(lì)有電腦的學(xué)生安裝這個(gè)軟件，讓他們利用課余時(shí)間自己動(dòng)手做做電子表、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)控制、LED顯示，AD、DA轉(zhuǎn)換，交通燈設(shè)計(jì)等方面的模擬實(shí)驗(yàn)。
(2)鼓勵(lì)有一定經(jīng)濟(jì)條件的學(xué)生買(mǎi)一些小型的單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板。目前市場(chǎng)上有很多專(zhuān)門(mén)為在校大學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)量身定做學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板、主控芯片。包括凌陽(yáng)、51系列、AVR系統(tǒng)等，它們價(jià)格低，特別適合于學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)單片機(jī)開(kāi)發(fā)。而實(shí)驗(yàn)室也購(gòu)置一部分這樣的開(kāi)發(fā)板，對(duì)學(xué)生開(kāi)放，給學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3 在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維
改變?cè)械膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，并開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，隨時(shí)恭候?qū)W生的來(lái)臨。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)的主體，最大限度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極對(duì)待實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并自己動(dòng)手解決這類(lèi)問(wèn)題。指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)的組織管理上起主要作用，而在實(shí)驗(yàn)中僅起指導(dǎo)作用，給學(xué)生指明方向，避免多走彎路，并解答實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的一些疑難問(wèn)題。例如：在彩燈移動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生編寫(xiě)不同的移動(dòng)花樣，采用多種不同方法編程，并設(shè)計(jì)電路圖，這樣將生活中常見(jiàn)的小產(chǎn)品與課程實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。使同學(xué)們加深對(duì)理論知識(shí)的
理解，學(xué)到了實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
4 通過(guò)課程設(shè)計(jì)改革培養(yǎng)工程素質(zhì)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力。
創(chuàng)新能力不僅僅體現(xiàn)在一些制作發(fā)明上，更重要的是要有必要的工程素質(zhì)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。從課程設(shè)計(jì)選題開(kāi)始，就要求學(xué)生注意收集相關(guān)資料、作好分工、做好實(shí)驗(yàn)記錄、總結(jié)調(diào)試心得等。使學(xué)生熟悉從立項(xiàng)、方案論證、軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、到安裝調(diào)試等電子設(shè)計(jì)的全過(guò)程，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、交流能力、合作能力，使學(xué)生理解并認(rèn)識(shí)了良好的工程規(guī)范。在設(shè)計(jì)階段，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度觀察問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，注意實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。在報(bào)告整理階段，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。從方案設(shè)計(jì)到器件選型，從程序開(kāi)發(fā)到調(diào)試。都要求學(xué)生將實(shí)踐中獲取的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)文字材料，使學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程逐步體驗(yàn)本課程的系統(tǒng)性。例如，選擇電子時(shí)鐘系統(tǒng)作為課程設(shè)計(jì)的同學(xué)，其硬件電路盡管相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及的單片機(jī)資源并不多，大部分同學(xué)都能夠很快的實(shí)現(xiàn)基本功能，但在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在硬件電路基本不變的情況下，通過(guò)重新規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)許多如計(jì)時(shí)器、萬(wàn)年歷、秒表、定時(shí)報(bào)警器等附加功能。
每年課程設(shè)計(jì)的題目既可從教師給定的題目中選擇，也可以自行擬定，自行擬定的題目在做之前要提交可行性報(bào)告。這就進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力。2007―2008學(xué)年我專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì)的可選題目如表2所示：
而課程設(shè)計(jì)評(píng)分依據(jù)學(xué)生的實(shí)際完成情況和文字報(bào)告等進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，確定若干個(gè)基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的儀器系統(tǒng)如時(shí)鐘、點(diǎn)陣顯示器等基本功能供學(xué)生選題。在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，提交完成基本功能的儀器系統(tǒng)、相關(guān)文字報(bào)告等，最后進(jìn)行答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)得分由設(shè)計(jì)產(chǎn)品功能和質(zhì)量分(40％)、畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告分(30％)、答辨分(15％)、特色與創(chuàng)新分(15％)等部分組成，并要答辨。
5 通過(guò)考核方法改革考核學(xué)生的創(chuàng)新能力
考核方法作為課程教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，它直接檢驗(yàn)教和學(xué)雙方的效果，間接指導(dǎo)著學(xué)生的學(xué)習(xí)。目前《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程使用比較普遍的考核方法仍然是閉卷筆試。應(yīng)該說(shuō)，閉卷考試在基礎(chǔ)理論類(lèi)課程教學(xué)中，在強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的作用是不可替代的，但《單片機(jī)原理》課程應(yīng)用性、實(shí)踐性都很強(qiáng)，如果仍以閉卷考試作為主要評(píng)價(jià)方法，則不能較好檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此對(duì)當(dāng)前的考核方法進(jìn)行了改革，并擬建立一種長(zhǎng)期的跟蹤考核制度，將考核重點(diǎn)放在學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力考核上。即將原來(lái)的純筆試改成了設(shè)計(jì)報(bào)告、機(jī)考和筆試相結(jié)合評(píng)分的方法。在課程結(jié)束后學(xué)生要提交一個(gè)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品，該報(bào)告的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：報(bào)告(50％)+創(chuàng)新意識(shí)(30％)+程序調(diào)試(20％)。而機(jī)考指的是在實(shí)驗(yàn)室里現(xiàn)場(chǎng)考核，主要考核學(xué)生動(dòng)手能力和程序調(diào)試能力。而筆試試卷在考核學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，在題型上進(jìn)行了改革。減少了一些需要死記硬背的客觀題，增加了靈活多樣的程序設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)等題型。充分考核了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和創(chuàng)新能力。最終成績(jī)測(cè)評(píng)比例為設(shè)計(jì)報(bào)告(30％)+機(jī)考(20％)+筆試(50％)。
6 開(kāi)展第二課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力
為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，我們將課堂教學(xué)延伸到課外，注意對(duì)學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)興趣的培養(yǎng)。將學(xué)生的課外科技活動(dòng)納入到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過(guò)程中來(lái)，成立了創(chuàng)新電子社團(tuán)，以電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生為主，其他專(zhuān)業(yè)學(xué)生也可自愿參加。由《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的主講教師作為主要指導(dǎo)教師，每周輔導(dǎo)1―2次，并提供不同層次的實(shí)踐內(nèi)容，組織多種形式的實(shí)踐活動(dòng)，提出靈活多樣的實(shí)踐要求，吸引學(xué)生主動(dòng)地、有選擇地參與這些實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)自己的發(fā)展方向，結(jié)合自己的興趣和需求，選擇適合自己的題目或感興趣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，教師給予適度的指導(dǎo)，使學(xué)生能夠獨(dú)立、主動(dòng)、保質(zhì)保量地完成自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)，把學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)變成積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，把依賴(lài)于老師的學(xué)習(xí)變成獨(dú)立的學(xué)習(xí)和思考。設(shè)計(jì)題目和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)也增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的自信心，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的興趣。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以通過(guò)第二課堂對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和提升，可以根據(jù)自己的興趣進(jìn)行選題、完成自己感興趣的課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)和電子制作，可以自己設(shè)計(jì)電子作品等，這樣就使他們?cè)谕瓿蓪W(xué)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上，使自己的創(chuàng)新思想得以實(shí)現(xiàn)。大大激發(fā)了學(xué)生的課外學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。也為學(xué)生提供了自由發(fā)展的空間，提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力。
7 依托各種競(jìng)賽，推進(jìn)課程改革，提高創(chuàng)新能力
積極參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、盛群杯單片機(jī)競(jìng)賽，飛思卡爾智能車(chē)競(jìng)賽等各類(lèi)比賽。這些競(jìng)賽既培養(yǎng)了學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力，提高了實(shí)踐能力，也鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。通過(guò)各類(lèi)競(jìng)賽，掊養(yǎng)一部分學(xué)生的動(dòng)力創(chuàng)新能力，再通過(guò)宣傳，使其它學(xué)生對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，為參加這些競(jìng)賽而努力，從而進(jìn)一步提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
四 結(jié)束語(yǔ)
在進(jìn)行了課程改革以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情受到了很大的激發(fā)，出現(xiàn)了自主式學(xué)習(xí)的熱潮。由于課程的改革，使理論教學(xué)的時(shí)間大大縮短，學(xué)生有了更多動(dòng)手和思考的時(shí)間，在課程結(jié)束時(shí)，大多數(shù)同學(xué)提交了自己的作品，更有部分同學(xué)在單片機(jī)比賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。我們將以此為契機(jī)，積極、主動(dòng)地促進(jìn)單片機(jī)課程的進(jìn)一步改革，使單片機(jī)課程跟上時(shí)展的潮流，使學(xué)生學(xué)完單片機(jī)后，不僅僅具有初步單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力，還具有了一定的創(chuàng)新能力，有效的提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：課程改革；仿真教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
傳統(tǒng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)方式是以單片機(jī)的知識(shí)結(jié)構(gòu)為主線，學(xué)習(xí)單片機(jī)的原理部分――單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口應(yīng)用、系統(tǒng)擴(kuò)展等。原理部分內(nèi)容抽象，對(duì)高職學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)難度大。應(yīng)用部分是在所學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，將理論用于實(shí)踐，實(shí)踐性強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系非常緊密。單片機(jī)應(yīng)用以硬件和程序作為基礎(chǔ)和支撐，前面知識(shí)一知半解，使單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和掌握變得難上加難。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的高職學(xué)生，要學(xué)習(xí)如此復(fù)雜的單片機(jī)軟、硬件知識(shí)，傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)模式顯然不能適應(yīng)高職學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，改革教學(xué)模式勢(shì)在必行。在本課程的教學(xué)中實(shí)施了以任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式為主的項(xiàng)目教學(xué)法，加大實(shí)踐在教學(xué)中的比重，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)。
一、引入PROTEUS仿真教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
PROTEUS軟件是由英國(guó)Labcenter Electronics公司開(kāi)發(fā)的功能強(qiáng)大的EDA工具軟件。其運(yùn)行環(huán)境為Windows系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，不僅具有PCB設(shè)計(jì)、Schematic Drawing仿真功能，還能仿真單片機(jī)及器件，是目前對(duì)單片機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的最好軟件。PROTEUS軟件可在目標(biāo)板沒(méi)有進(jìn)行制作前，事先對(duì)其合理性、功能等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)整，還能在沒(méi)有目標(biāo)板的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試，從而進(jìn)行完整的模擬開(kāi)發(fā)。
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的具體目的是培養(yǎng)學(xué)生的軟件編程能力及硬件設(shè)計(jì)能力。但由于課程教學(xué)課時(shí)以及經(jīng)費(fèi)的限制，學(xué)生很難親自動(dòng)手將軟件和硬件進(jìn)行實(shí)際操作。使用PROTEUS軟件可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真模擬。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，教師通過(guò)計(jì)算機(jī)和多媒體指導(dǎo)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)操作KEIL uVision2 軟件和PROTEUS軟件。學(xué)生首先使用KEIL uVision2 軟件練習(xí)程序編寫(xiě)，將程序編輯、編譯、鏈接后生成“.hex”的可執(zhí)行文件；然后利用PROTUES軟件平臺(tái)搭建實(shí)際硬件電路；最后在PROTEUS平臺(tái)加載可執(zhí)行文件，進(jìn)行仿真運(yùn)行。
將PROTEUS與 KEIL uVision2 軟件相結(jié)合仿真，不但可以豐富教師教學(xué)手段，還可以使學(xué)生既能進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)，又能進(jìn)行單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)，并立即看到程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上鍛煉了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的能力，既降低了教學(xué)成本，又提高了教學(xué)效果。與此同時(shí)，還能解決實(shí)驗(yàn)箱不能實(shí)現(xiàn)功能模塊的有關(guān)限制性。
二、選取任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率
1.以“必需、夠用”為原則，在教學(xué)內(nèi)容上改革
針對(duì)本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)以“強(qiáng)化能力，重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想。通過(guò)對(duì)部分畢業(yè)生和相關(guān)企業(yè)、行業(yè)的調(diào)研，在教學(xué)內(nèi)容的選取上應(yīng)以培養(yǎng)技能型專(zhuān)業(yè)人才為出發(fā)點(diǎn)，以滿(mǎn)足崗位職業(yè)技能需求為最終目標(biāo)，以真實(shí)的工作任務(wù)為載體進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，以“必需、夠用”為原則設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，注重職業(yè)崗位技能訓(xùn)練，增加實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。
2.教學(xué)過(guò)程主要采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，理論教學(xué)緊扣“實(shí)際應(yīng)用”
“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”是理論教學(xué)全過(guò)程都以單片機(jī)應(yīng)用的典型工程實(shí)用案例進(jìn)行分析講述的一種教學(xué)方法。授課時(shí)以“任務(wù)”演示作為引入，以實(shí)現(xiàn)“任務(wù)”為主線介紹單片機(jī)各相關(guān)理論知識(shí)。將單片機(jī)課程的內(nèi)容融入幾個(gè)典型的單片機(jī)任務(wù)中，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，將“單片機(jī)理論”“單片機(jī)仿真”與“單片機(jī)實(shí)操”融為一體，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代化教學(xué)方法融為一體。使學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，使所學(xué)的理論知識(shí)在實(shí)踐中得以驗(yàn)證；同時(shí)用理論指導(dǎo)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。這樣學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，帶著具體的任務(wù)去學(xué)習(xí)，既增加了學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性。
3.結(jié)合以“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板”為主，以“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱”為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
“開(kāi)發(fā)板”為電路板的形式，雖然體積很小但包含了“單片機(jī)”實(shí)驗(yàn)的各個(gè)部分，可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。另外，此單片機(jī)“開(kāi)發(fā)板”要求學(xué)生自己動(dòng)手焊接、調(diào)試，可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)硬件電路的認(rèn)識(shí)和手工焊接能力的鍛煉，為今后學(xué)生自主開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)奠定了一定的硬件基礎(chǔ)。
三、以C語(yǔ)言為主，與市場(chǎng)接軌，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度
C語(yǔ)言是目前世界上使用最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一。C語(yǔ)言已被人們普遍接受，它在系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)處理、科學(xué)工程數(shù)值計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)中起著越來(lái)越重要的作用。C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)緊湊、語(yǔ)句簡(jiǎn)潔，是介于高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言之間的一類(lèi)語(yǔ)言，具有像匯編語(yǔ)言那樣直接訪問(wèn)硬件的功能。
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，既可以采用匯編語(yǔ)言，也可以采用C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言雖然具有接近硬件和執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，但開(kāi)發(fā)單片機(jī)難度高、效率低且周期長(zhǎng)。C語(yǔ)言雖然執(zhí)行效率不如匯編語(yǔ)言，但是C語(yǔ)言的突出優(yōu)點(diǎn)是可讀性和可移植性好，既有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，又不失對(duì)硬件的控制，可以盡量少地對(duì)硬件進(jìn)行操作，非常適合開(kāi)發(fā)單片機(jī)。C語(yǔ)言中有豐富的函數(shù)，可以直接調(diào)用，大大降低了編程者的工作負(fù)擔(dān)。引入C語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生掌握起來(lái)相對(duì)較快，不用過(guò)多考慮硬件，編寫(xiě)程序較容易。經(jīng)過(guò)調(diào)研，目前在高科技電子領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)多采用C語(yǔ)言編程。故采用C語(yǔ)言代替匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)。
通過(guò)理實(shí)一體化課程教學(xué)改革，將任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、仿真法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法相結(jié)合，將“教、學(xué)、做”融為一體，培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用能力，并將C語(yǔ)言應(yīng)用于單片機(jī)課程，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。經(jīng)過(guò)課程改革，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量也有一定提高。單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要教師不斷學(xué)習(xí)、積累經(jīng)驗(yàn)、探索完善、拓展知識(shí)結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)科學(xué)研究，同時(shí)不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率，使學(xué)生在知識(shí)的掌握與實(shí)踐能力的提升方面受益。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；職業(yè)教育；教學(xué)模式
電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給人類(lèi)生活帶來(lái)了根本性的變革，特別是隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，更是將人類(lèi)社會(huì)帶入了一個(gè)新的時(shí)代。單片機(jī)其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)化的微型計(jì)算機(jī)，它將CPU、存儲(chǔ)器等集成在一塊很小的芯片上，主要用來(lái)完成相對(duì)簡(jiǎn)單的控制任務(wù)。單片機(jī)因?yàn)轶w積小、可靠性高并且價(jià)格低廉，所以廣泛地應(yīng)用在智能儀器儀表、機(jī)電設(shè)備控制、自動(dòng)檢測(cè)和家用電器等多個(gè)領(lǐng)域。正因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣，單片機(jī)開(kāi)發(fā)人才的需求量大，所以幾乎所有的職業(yè)教育院校對(duì)電子信息類(lèi)的專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)有單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)的課程。但很多老師在上這門(mén)課時(shí)直接采用了一般大學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，利用書(shū)本教授大量的理論知識(shí)，然后做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)加以輔助，并沒(méi)有針對(duì)職業(yè)教育的特點(diǎn)進(jìn)行改變。我認(rèn)為職業(yè)教育就應(yīng)該以職業(yè)為導(dǎo)向，注重實(shí)際運(yùn)用，所以本文將探討一種單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)的教學(xué)模式，盡量使學(xué)生在學(xué)完本課程后不但能掌握單片機(jī)的常用理論知識(shí)，而且能馬上投入到單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工作中去。
一、用一次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始本課程的學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性
傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)都是以理論知識(shí)開(kāi)始，首先講解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，然后依次是指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)和單片機(jī)擴(kuò)展，一般在指令系統(tǒng)講解部分后開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。單片機(jī)的理論知識(shí)非?？菰锒页橄?，這點(diǎn)學(xué)過(guò)單片機(jī)的都深有體會(huì)，要想記住這些知識(shí)已是不易，更別說(shuō)通過(guò)書(shū)本就能理解掌握了。這樣就容易使部分學(xué)生覺(jué)得單片機(jī)太難，自己學(xué)不了，從而喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的積極性。
本人以實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始單片機(jī)的教學(xué)。第一堂課我就帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)單片機(jī)，認(rèn)識(shí)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，然后向?qū)W生演示一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)程序的運(yùn)行效果（本人一般演示八個(gè)LED燈閃亮的程序，以下簡(jiǎn)稱(chēng)程序一）。隨著LED燈的循環(huán)閃亮，學(xué)生們此時(shí)會(huì)非常有興趣且充滿(mǎn)好奇，不但都會(huì)擠過(guò)來(lái)看，還會(huì)問(wèn)很多的問(wèn)題，比如LED燈閃亮的頻率能否調(diào)快慢、能否使這些燈按順序單個(gè)的循環(huán)閃亮等等。通過(guò)這種以實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)的直觀生動(dòng)的方式，能充分激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性。
二、認(rèn)真編排教學(xué)計(jì)劃，使實(shí)驗(yàn)與理論做到無(wú)縫結(jié)合
我們?cè)诰幣沤虒W(xué)計(jì)劃時(shí)一定不能單純依照教材上的章節(jié)順序，必須圍繞將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)合理地選擇將要講授的知識(shí)點(diǎn)，并且將這些知識(shí)點(diǎn)有條理地聯(lián)系起來(lái)使之系統(tǒng)化，這樣有利于學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。這部分理論知識(shí)講解完畢后馬上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生帶著系統(tǒng)的理論投入實(shí)驗(yàn)，這樣他們不但容易掌握該實(shí)驗(yàn)的目的和原理，而且能更好地鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。
比如程序一，這個(gè)程序包含的理論知識(shí)主要有I/O口的操作、單片機(jī)的軟件延時(shí)以及單片機(jī)編程指令和規(guī)則。這些理論知識(shí)在教材上分布在不同的章節(jié)，而且跨度較大，如果嚴(yán)格按照教材的進(jìn)程，那么學(xué)生掌握這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)理論學(xué)習(xí)都過(guò)半了。但是這個(gè)程序可以說(shuō)是單片機(jī)學(xué)習(xí)的入門(mén)程序，如果不能很快掌握，將會(huì)使學(xué)生們陷入枯燥的理論學(xué)習(xí)中。我們應(yīng)該在程序演示后緊接著講解程序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，然后引入直接相關(guān)的理論知識(shí)，這樣能夠幫助學(xué)生理解和掌握理論知識(shí)包括一些比較抽象的知識(shí)，在學(xué)生掌握直接相關(guān)知識(shí)后我們?cè)俑鶕?jù)教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由?。程序一中的I/O口操作只是輸出操作，所以我最初只會(huì)講解I/O口的輸出功能，當(dāng)學(xué)生結(jié)合程序掌握這一知識(shí)點(diǎn)后，我就會(huì)講解I/O口的輸入、結(jié)構(gòu)以及負(fù)載等關(guān)聯(lián)知識(shí)，這時(shí)學(xué)生就能比較容易理解并掌握。
三、不能一味追求進(jìn)度，以掌握單片機(jī)工作原理和常用指令為重點(diǎn)
單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是一項(xiàng)復(fù)雜而且深?yuàn)W的工作，再加上職業(yè)院校學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力普遍都要差一些，所以我們不能期望他們經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)就能掌握復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。我認(rèn)為在有限的單片機(jī)教學(xué)時(shí)間內(nèi)，教師不應(yīng)一味追求教學(xué)進(jìn)度，最重要的是使學(xué)生掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，只有打好扎實(shí)的基礎(chǔ)以后在工作中才能學(xué)習(xí)更深層次的知識(shí)。
我在給學(xué)生講完程序一的理論知識(shí)并指導(dǎo)他們做完實(shí)驗(yàn)后，并不會(huì)馬上教他們做一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)，而是要考慮新舊知識(shí)的結(jié)合。在他們已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加入新的知識(shí)，這樣他們對(duì)新知識(shí)更容易理解和掌握，同時(shí)還是對(duì)已學(xué)知識(shí)的鞏固。學(xué)生們?cè)诔绦蛞恢袑W(xué)到如何輸出指令控制LED燈，接下來(lái)我就教他們?nèi)绾螐耐獠枯斎肴タ刂芁ED燈，然后我又會(huì)教用位控制指令和循環(huán)指令控制LED燈。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)都圍繞單片機(jī)I/O口進(jìn)行，因?yàn)镮/O口控制可以說(shuō)是單片機(jī)中最基本、最重要的部分，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)有不同的控制方式，所以學(xué)生又學(xué)到了不同的知識(shí)和指令。
四、由淺入深，模擬工作過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和編程的能力
職業(yè)教育是以就業(yè)為導(dǎo)向，所以我們?cè)谶M(jìn)行單片機(jī)教學(xué)的時(shí)候也不能背離這個(gè)宗旨。在實(shí)際工作中，一個(gè)合格的單片機(jī)開(kāi)發(fā)人員必須具備從系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)調(diào)試的工作能力。在學(xué)生掌握一定的理論和實(shí)踐的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)之后，老師應(yīng)該模擬實(shí)際的工作過(guò)程向?qū)W生提出工作任務(wù)，讓學(xué)生自己思考該從何處入手、該怎樣實(shí)現(xiàn)等等。實(shí)訓(xùn)過(guò)程要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不能老師邊做，學(xué)生邊抄。要讓學(xué)生先入為主，按照自己的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。老師的角色是輔導(dǎo)、指導(dǎo)和督導(dǎo)。在輔導(dǎo)過(guò)程中，老師應(yīng)針對(duì)學(xué)生遇到的各種問(wèn)題召開(kāi)技術(shù)指導(dǎo)分析會(huì)，帶領(lǐng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)工作。
在教學(xué)生進(jìn)行I/O口操作并成功完成實(shí)驗(yàn)后，他們基本理解了單片機(jī)工作的原理和過(guò)程，這時(shí)我開(kāi)始逐步帶領(lǐng)學(xué)生從系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)始做起。比如我的教學(xué)計(jì)劃中第三個(gè)程序是用位控制和循環(huán)移動(dòng)命令控制LED燈的閃亮和方向改變，我會(huì)先模擬客戶(hù)向?qū)W生提出最終的執(zhí)行結(jié)果要求，然后讓他們思考一定時(shí)間，接著我會(huì)在學(xué)生思考的方案中選出正確并且比較有代表性的一個(gè)來(lái)帶領(lǐng)他們一步步地分析，并指導(dǎo)他們繪制程序流程圖和編寫(xiě)程序。在整個(gè)程序三的教學(xué)中，每一步我都不會(huì)直接告訴學(xué)生結(jié)果，我會(huì)給他們相應(yīng)的提示來(lái)逐步引導(dǎo)他們自己思考出結(jié)果。一開(kāi)始他們覺(jué)得很難，而且課程進(jìn)度也比較慢，但是我認(rèn)為這是一個(gè)非常重要且必經(jīng)的一個(gè)過(guò)程，隨著他們逐步地熟練和掌握這種學(xué)習(xí)方式，后面的學(xué)習(xí)將會(huì)輕松許多，而且這種能力也會(huì)使他們?cè)诮窈蠊ぷ髦惺芤娣藴\。
五、安排專(zhuān)周實(shí)訓(xùn)，帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)學(xué)習(xí)
學(xué)生在學(xué)校進(jìn)行完理論學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)操作后，學(xué)校應(yīng)安排至少兩周的專(zhuān)周實(shí)訓(xùn)時(shí)間，積極聯(lián)系從事單片機(jī)開(kāi)發(fā)工作的企業(yè)，讓任課教師帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)去，在實(shí)踐中深化學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固他們?cè)趯W(xué)校學(xué)到的知識(shí)。如果條件允許的話，盡量為學(xué)生聘請(qǐng)一位企業(yè)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)人員，選取一個(gè)企業(yè)曾經(jīng)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單項(xiàng)目帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。我相信，經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)專(zhuān)周實(shí)訓(xùn)后，學(xué)生就真正地具備了單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基本工作能力。
職業(yè)教育與普通大學(xué)教育是不同的，所以我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該從課程規(guī)劃開(kāi)始就要充分結(jié)合該門(mén)課程的工作實(shí)際，認(rèn)真編排教學(xué)計(jì)劃，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生勝任實(shí)際工作的綜合能力，使學(xué)生走出校門(mén)后就能馬上投入到相關(guān)的工作中去。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】單片機(jī)原理及應(yīng)用；課程教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量
1.引言
單片機(jī)原理及應(yīng)用以51單片機(jī)為藍(lán)本，講述了單片機(jī)的工作原理及如何在各行各業(yè)和現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用好單片機(jī)，講原理是為了應(yīng)用，關(guān)鍵點(diǎn)是在我們?nèi)绾斡煤糜没顔纹瑱C(jī)這塊芯片，掌握單片機(jī)與其功能芯片的協(xié)同工作原理。使單片機(jī)更好地為我們服務(wù)。
單片機(jī)原理及應(yīng)用電子電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，必須有電子技術(shù)和C語(yǔ)言方面的基礎(chǔ)。這些基礎(chǔ)可以說(shuō)并不是很重要，在你有某些概念原理不明白時(shí)再翻閱相關(guān)書(shū)籍也是可行的，單片機(jī)的學(xué)習(xí)不象數(shù)學(xué)有嚴(yán)密的相關(guān)性，但其教學(xué)有其獨(dú)特性，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，只在課堂上聽(tīng)老師講課掌握原理，然后考試是學(xué)不好單片機(jī)的，必須親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或經(jīng)過(guò)單片機(jī)實(shí)物的制作，有不明白的地方再翻書(shū)，這是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，只有經(jīng)過(guò)這樣多次的反復(fù)，每次都有新發(fā)現(xiàn)和收獲，才能真正意義上掌握了單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
下面從單片機(jī)的課堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)仿真等幾個(gè)方面談?wù)剢纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用的教學(xué)工作。
2.單片機(jī)原理課堂教學(xué)
單片機(jī)原理及應(yīng)用這門(mén)課所涉及的主要內(nèi)容有單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、單片機(jī)匯編指令、單片機(jī)IO接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷使用、I2C總線、AD及DA等，C語(yǔ)言編程，內(nèi)容很多，若僅僅是老師在課堂上講述會(huì)非?？菰?，鎖碎難理解，不能激發(fā)大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法要做適當(dāng)調(diào)整，比如可以用項(xiàng)目教學(xué)法，單片機(jī)教學(xué)著重點(diǎn)不是在講原理，而是要應(yīng)用，但不懂原理又難以應(yīng)用，處于兩難境地，學(xué)習(xí)單片機(jī)的精髓是知道如何配置內(nèi)部寄存器使其具有一定的功能并發(fā)揮其特有的作用，最高境界是僅需單片機(jī)公司提供的技術(shù)文檔就能完成單片機(jī)程序的編程，而不僅僅是只教會(huì)學(xué)生使用單一類(lèi)型的單片機(jī)，而是觸類(lèi)旁通通過(guò)學(xué)習(xí)51單片機(jī)，同時(shí)別的類(lèi)型的單片機(jī)也能靈活應(yīng)用。因此在教學(xué)中我們可以用電子時(shí)鐘作為一個(gè)項(xiàng)目主線貫穿于整個(gè)單片機(jī)教學(xué)中，因?yàn)殡娮訒r(shí)鐘可簡(jiǎn)單可復(fù)雜，又貼近生活實(shí)用，比如，在講單片機(jī)端口時(shí)，就可以結(jié)合電子時(shí)鐘的調(diào)整按鍵，數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)明，講中斷和定時(shí)器時(shí)，就可以結(jié)合到數(shù)字電子時(shí)鐘的時(shí)鐘源的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)明，I2C總線可以結(jié)合串行時(shí)鐘芯片DS1302來(lái)講，環(huán)境溫度的測(cè)量可以結(jié)合DS18B20串行芯片來(lái)說(shuō)明，再?gòu)?fù)雜一些的，電子時(shí)鐘顯示可以用1602或12864液晶來(lái)完成，可以配上調(diào)頻收音模塊做電子鬧鐘，增加SD接口卡及MP3模塊實(shí)現(xiàn)音樂(lè)播放功能。這樣把單片機(jī)的知識(shí)串起來(lái)講，既生動(dòng)又聯(lián)系實(shí)際，大大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，也有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，探索單片機(jī)方面的奧秘所在。在學(xué)單片機(jī)過(guò)程中，匯編指令的學(xué)習(xí)是難點(diǎn)，需要學(xué)生花很大的精力去掌握它。需要學(xué)生充分利用課余時(shí)間多讀匯編程序及指令，從而熟能生巧地掌握它。在課堂教學(xué)過(guò)程中，最好是能夠結(jié)合單片機(jī)仿真軟件PROTEUS來(lái)講述，PROTEUS是一款非常好的單片機(jī)仿真軟件，可以仿真多款單片機(jī)芯片，能夠仿真實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的絕大部分功能，學(xué)生們?cè)跊](méi)有單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的情況下能通過(guò)軟件仿真方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)開(kāi)發(fā)，這對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)好單片機(jī)是很有幫助的。條件允許的情況下可以動(dòng)員學(xué)生買(mǎi)一些單片機(jī)開(kāi)發(fā)板以及相關(guān)的視頻教程，開(kāi)發(fā)板在學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)之初是非常有用的，每一塊小的開(kāi)發(fā)板其發(fā)揮的作用就象實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱，而且能隨時(shí)隨地不受限制地學(xué)習(xí)和使用，同時(shí)認(rèn)真觀看視頻教程，視頻教程就象一名不厭其煩的家庭教師，指導(dǎo)學(xué)生一步步進(jìn)入單片機(jī)世界的神奇領(lǐng)域。有著課上課下的這些手段，學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用能力一定能夠大大加強(qiáng)。
3.單片機(jī)原理課程實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的重要手段，因此要精選典型的最具實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：（1）單片機(jī)I/O輸出控制。（2）單片機(jī)I/O口輸入控制。（3）外部中斷。（4）定時(shí)器實(shí)驗(yàn)。（5）串口通信實(shí)驗(yàn)。（6）液晶驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。（7）串行總線實(shí)驗(yàn)。（8）AD及DA實(shí)驗(yàn)。不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊膊幌嗤ㄟ^(guò)這樣基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用編程能力，為以后的綜合性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。每次實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做認(rèn)真的預(yù)習(xí)，并完成預(yù)習(xí)報(bào)告，上實(shí)驗(yàn)課前老師檢查。做實(shí)驗(yàn)時(shí)力爭(zhēng)每人一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱，每位學(xué)生都有親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，對(duì)于學(xué)得較好的學(xué)生還可以額外增加一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或自選一些自已感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可組織學(xué)得好的學(xué)生指導(dǎo)后進(jìn)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整體水平。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)細(xì)致的作風(fēng)，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)完成后，要求每位學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，深入分析實(shí)驗(yàn)中遇到的現(xiàn)象和問(wèn)題，不留疑點(diǎn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得。
4.單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)的重組成部分，在課程結(jié)束前安排兩周時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，目的是通過(guò)設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握運(yùn)用單片機(jī)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際綜合應(yīng)用的能力，初步建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握單片機(jī)電子電路和程序設(shè)計(jì)的基本方法與技能，培養(yǎng)分析問(wèn)題解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及創(chuàng)新能力。
課程設(shè)計(jì)首先是任務(wù)書(shū)的下達(dá)，課程設(shè)計(jì)一般是在課程結(jié)束前兩周進(jìn)行，時(shí)間比較緊迫，我們選擇在開(kāi)課時(shí)就把任務(wù)書(shū)發(fā)下去，讓學(xué)生有充分的時(shí)間了解自已所做項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)，查閱相關(guān)資料，為項(xiàng)目的順利展開(kāi)提供了充分的時(shí)間，同時(shí)也使學(xué)生在上單片機(jī)課程時(shí)關(guān)注知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目選擇以貼近生活、貼近實(shí)際為原則，如洗衣機(jī)控制板、交通燈控制、語(yǔ)音電子時(shí)鐘等等，對(duì)于比較復(fù)雜的大型項(xiàng)目，兩周時(shí)間學(xué)生難以完成，我們可以把它拆分為一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目分給不同的組也完成，這樣既完成了項(xiàng)目，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為將來(lái)畢業(yè)走上工作崗位融入社會(huì)做好了積極準(zhǔn)備。
在兩周的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中教師要查看學(xué)生項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度，適當(dāng)?shù)臅r(shí)間安排時(shí)間進(jìn)行綜合討論與答疑，指導(dǎo)學(xué)生會(huì)使用DXP2004電子繪圖軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)線路板以及用PROTEUS仿真軟件進(jìn)行單片機(jī)的系統(tǒng)仿真，做好平時(shí)成績(jī)的評(píng)定工作。
在項(xiàng)目實(shí)施后期要求學(xué)生完成實(shí)物的組裝和調(diào)試以及課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)，最后二天要對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立答辯。答辯環(huán)節(jié)是檢查學(xué)生對(duì)單片機(jī)相關(guān)內(nèi)容掌握情況的最有效的方法，答辯對(duì)教師也提出較高要求，只有教師對(duì)每個(gè)項(xiàng)目都有充分的了解才能提出有一定水準(zhǔn)的問(wèn)題，答辯內(nèi)容才能真實(shí)反映學(xué)生對(duì)些項(xiàng)目用到的單片機(jī)知識(shí)情況，最后根據(jù)學(xué)生的平時(shí)情況，作品完成情況、答辯情況和報(bào)告的撰寫(xiě)情況對(duì)成績(jī)進(jìn)行綜合的評(píng)定，對(duì)項(xiàng)目難度較大的，開(kāi)發(fā)過(guò)程中有獨(dú)特見(jiàn)解及創(chuàng)新的要適當(dāng)加分，以鼓勵(lì)學(xué)生在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中充分發(fā)揮創(chuàng)新精神。
5.單片機(jī)原理計(jì)算機(jī)仿真
計(jì)算機(jī)仿真是使用計(jì)算機(jī)對(duì)已存在或正在設(shè)計(jì)的對(duì)象的模型進(jìn)行研究，具有直觀、易于觀察、靈活可變、重復(fù)性好的特點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)技能的掌握。通過(guò)單片機(jī)的計(jì)算機(jī)軟件仿真，能讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)的一整套技術(shù)，為將來(lái)走上工作崗位從事單片機(jī)方面的工作打下良好基礎(chǔ)。
單片機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真要貫穿于課堂教學(xué)、課外作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生們通過(guò)反復(fù)練習(xí)逐步到熟煉掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)，PROTEUS單片機(jī)仿真軟件不僅僅是只能仿真51單片機(jī)，象AVR系列、PIC系列、ARM系列等等單片機(jī)均能進(jìn)行仿真，擴(kuò)大了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和視野。
6.單片機(jī)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
學(xué)院電子信息與控制工程系設(shè)置有創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，是開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)室，為全國(guó)挑戰(zhàn)杯賽、全國(guó)或全區(qū)性的各種競(jìng)賽提供了實(shí)踐基地。現(xiàn)在很多的電子競(jìng)賽項(xiàng)目都用到了單片機(jī)，參加比賽熟煉掌握單片機(jī)尤其重要，我們充分利用這個(gè)實(shí)踐基地為廣大學(xué)生服務(wù)，讓廣大學(xué)生充分參與到與單片機(jī)相關(guān)的電子制作，加強(qiáng)他們的實(shí)際動(dòng)手操作能力，通過(guò)教師的指導(dǎo)及各年級(jí)各層次學(xué)生的傳幫帶，培養(yǎng)了一大批單片機(jī)應(yīng)用能手，為各種比賽輸送了大批種子隊(duì)員，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室深受學(xué)生歡迎。
7.結(jié)束語(yǔ)
單片機(jī)原理及應(yīng)用對(duì)于電子相關(guān)類(lèi)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，單片機(jī)應(yīng)用能力的高低直接影響著學(xué)生將來(lái)的就業(yè)，所以要非常重視單片機(jī)教學(xué)這方面的工作，我們不僅要抓好單片機(jī)的理論方面的教學(xué)工作，把基礎(chǔ)打牢，同時(shí)實(shí)踐教學(xué)也在加強(qiáng)，通過(guò)不同層次的實(shí)踐教學(xué)，充分鍛煉了學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用能力，提高了單片機(jī)的知識(shí)水平，取得了較好的結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
[1]王東.單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)改革初探[J].安順學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（3）：95-96.
[2]曾智星.關(guān)于單片機(jī)虛擬教學(xué)課開(kāi)發(fā)的控索[J].黑龍江科技信息，2006：148.
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 原理性?xún)?nèi)容 操作性?xún)?nèi)容 教學(xué)模式
引言
目前國(guó)家正在大力發(fā)展職業(yè)教育，高職技術(shù)類(lèi)院校在職業(yè)教育中占有很大比例。這類(lèi)院校的目標(biāo)是：培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，掌握必備的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線，掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域所需的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及專(zhuān)業(yè)技能，具有較強(qiáng)綜合職業(yè)能力的高等技術(shù)應(yīng)用性人才，以滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)不同層次人才的需求。同時(shí)教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，具備基本應(yīng)用技能。技術(shù)師范類(lèi)院校是為高職技術(shù)類(lèi)院校培養(yǎng)教師的高等院校，所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該在理論與實(shí)踐上能夠勝任高職技術(shù)類(lèi)院校單片機(jī)教師的工作。但是目前幾乎所有的技術(shù)師范類(lèi)院校的單片機(jī)教學(xué)仍然偏重于理論，忽視了單片機(jī)應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在實(shí)踐技能方面沒(méi)有予以足夠的重視。
單片機(jī)原理與應(yīng)用是一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的技術(shù)性課程，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)踐動(dòng)手能力；對(duì)電氣、自動(dòng)化、應(yīng)用電子、通信等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)講，掌握單片機(jī)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，才能滿(mǎn)足高職技術(shù)類(lèi)院校對(duì)此類(lèi)教師的需求。技術(shù)師范類(lèi)院校教師如何針對(duì)課程的這一主要特點(diǎn)，采用何種模式進(jìn)行實(shí)踐和理論教學(xué)，對(duì)未來(lái)高職院校教師的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。筆者結(jié)合多年的企業(yè)單片機(jī)研發(fā)和近些年單片機(jī)教學(xué)工作的一些經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，圍繞提高學(xué)生的技能這一中心，在理順理論與實(shí)踐、教與學(xué)、實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的關(guān)系的基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等四個(gè)方面提出了單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)的一些方式，與大家一起研究。
1技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的開(kāi)課情況
單片機(jī)原理與應(yīng)用作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，一般在第五學(xué)期開(kāi)課。在技術(shù)師范類(lèi)院校電氣、自動(dòng)化、應(yīng)用電子等專(zhuān)業(yè)中，課時(shí)一般為48至64學(xué)時(shí)，另外有實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)左右，同時(shí)課程結(jié)束后下一學(xué)期還有一周的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。所使用的教科書(shū)為高等教育電類(lèi)單片機(jī)教材，以通用的8051單片機(jī)作為典型實(shí)例。這樣的安排從學(xué)時(shí)總數(shù)上來(lái)講，足以保證教師能夠講授所有的知識(shí)點(diǎn)，但是從學(xué)生掌握的情況來(lái)看，教學(xué)效果不夠理想。主要原因在于單片機(jī)原理與應(yīng)用是一門(mén)技術(shù)性課程，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)踐應(yīng)用而不是理論，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐方面的內(nèi)容。所以首先應(yīng)該理順理論與實(shí)踐、教與學(xué)、實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的關(guān)系，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等四個(gè)方面進(jìn)行改革。
2理順教學(xué)中理論與實(shí)踐、教與學(xué)、實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的關(guān)系
2.1 理論與實(shí)踐的關(guān)系
幾乎所有的技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)大綱都要求學(xué)生熟練掌握單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)、工作原理及指令系統(tǒng)，掌握程序的設(shè)計(jì)基本方法，能夠熟練地設(shè)計(jì)常用的匯編語(yǔ)言源程序；掌握單片機(jī)的接口技術(shù)，熟悉常用的接口芯片及典型電路。熟悉設(shè)計(jì)、調(diào)試單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)的一般方法，具有初步的軟、硬件設(shè)計(jì)能力；能夠熟練地掌握一種單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用方法，初步具備應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力。根據(jù)這樣的教學(xué)大綱，可以看出單片機(jī)原理與應(yīng)用這門(mén)課是以實(shí)踐應(yīng)用目的，理論為應(yīng)用之基礎(chǔ)并且服務(wù)于應(yīng)用。所以教師的一切教學(xué)活動(dòng)都應(yīng)該依照這個(gè)目的進(jìn)行。
理論教學(xué)不宜過(guò)深過(guò)多，比如說(shuō)控制器、單片機(jī)工作的時(shí)序、相對(duì)尋址、定時(shí)器結(jié)構(gòu)與工作原理、模數(shù)轉(zhuǎn)換原理等只需應(yīng)知即可，而對(duì)于定時(shí)器的應(yīng)用編程、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選取與接口則應(yīng)掌握并會(huì)使用。目前技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)原理與應(yīng)用課程實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論相比，比重偏低。主要原因在于理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫鉤，而未有機(jī)地結(jié)合于一體。
2.2 單片機(jī)原理與應(yīng)用教與學(xué)的關(guān)系
教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生是學(xué)的主體，學(xué)生的主觀能動(dòng)性起到關(guān)鍵性的作用；同時(shí)教師是引導(dǎo)者，是另一個(gè)主體，其作用也不可忽視，能否提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是關(guān)鍵。目前技術(shù)師范類(lèi)院校學(xué)生的自信心、學(xué)習(xí)能力、自控能力等綜合素質(zhì)有待于提高。如何才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是主講教師面臨的重要問(wèn)題。一個(gè)優(yōu)秀的教師善于利用第一次課。筆者在第一次課就演示了一個(gè)噪聲采集與顯示裝置，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以提高學(xué)生的自信心。如果選取的裝置比較復(fù)雜，就不利于提高學(xué)生的自信心。
2.3單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的關(guān)系
技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是以實(shí)驗(yàn)箱為平臺(tái)，開(kāi)設(shè)6個(gè)左右的實(shí)驗(yàn)，大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)且局限于編制程序，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由教師給出硬件的地址碼、數(shù)據(jù)和控制接口。這樣學(xué)生對(duì)硬件知識(shí)的了解僅僅依賴(lài)于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)箱的講授，而不是自己從實(shí)踐中獲得。所以實(shí)際上學(xué)生不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握硬件的知識(shí)。課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生使用仿真器進(jìn)行軟件調(diào)試與硬件功能仿真，而實(shí)驗(yàn)箱所用的軟件與仿真器軟件常常是兩個(gè)不相同的軟件，這樣既增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，又浪費(fèi)了資源，對(duì)提高學(xué)生的能力也沒(méi)有什么幫助，應(yīng)該進(jìn)行整合。
3 教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容可分為兩大類(lèi)：原理性?xún)?nèi)容和操作性?xún)?nèi)容。所謂原理性?xún)?nèi)容是指主要是理論性介紹、概念、器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成或結(jié)構(gòu)原理等。操作性?xún)?nèi)容是指可以上機(jī)或通過(guò)仿真實(shí)際操作的并可以觀察到結(jié)果的內(nèi)容。
3.1 原理性?xún)?nèi)容
概論、知名廠家與典型產(chǎn)品、數(shù)制與數(shù)碼、BCD碼、ASCII碼、中斷的概念、指令的格式、尋址方式、堆棧概念、波特率、數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器、總線、單片機(jī)引腳、時(shí)鐘、復(fù)位等。
3.2 操作性?xún)?nèi)容
偽指令、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路及特殊功能寄存器的初始狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、位操作指令、控制轉(zhuǎn)移指令、程序設(shè)計(jì)、并行口、定時(shí)器、串行接口、程序存貯器擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)展、I/O口的擴(kuò)展（8255A）、A/D接口的擴(kuò)展、鍵盤(pán)接口、顯示器接口等。
4教學(xué)方法
所有的技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)原理與應(yīng)用課程仍然采用傳統(tǒng)的課堂講授方式為主，輔助以多媒體方式。這種教學(xué)模式難以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于提高學(xué)生的實(shí)際綜合應(yīng)用能力。例如：ACALLaddr11短調(diào)用指令，只能在與下一條指令的第一個(gè)字節(jié)2K范圍內(nèi)程序存貯器中進(jìn)行，理論講解學(xué)生很難接受，如果直接通過(guò)仿真操作就可以直接觀察范圍，超出則有編譯出錯(cuò)提示。直觀易懂，效果明顯。
4.1不同性質(zhì)內(nèi)容采用不同的教學(xué)模式
原理性?xún)?nèi)容采用傳統(tǒng)教學(xué)模式與多媒體教學(xué)模式相結(jié)合的教學(xué)方式，操作性?xún)?nèi)容則采用直接上機(jī)仿真教學(xué)模式，這樣可以加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，有利于提高學(xué)生能力，同時(shí)也更接近于單片機(jī)應(yīng)用工程。例如：執(zhí)行指令： ADDA，30H可以通過(guò)仿真器直接觀察到A中結(jié)果、30H的源數(shù)據(jù)和標(biāo)志寄存器PSW中各標(biāo)志位的位值。又例如：T0的定時(shí)中斷，可以從P1.0接發(fā)光二極管，定時(shí)到則輸出“1”點(diǎn)亮二極管。然后改變初值或方式，再分別觀察時(shí)間間隔。這種教學(xué)模式很容易被學(xué)生接受，效果明顯強(qiáng)于傳統(tǒng)教學(xué)模式與多媒體教學(xué)模式。
4.2 采用循序漸進(jìn)的模式
講解單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)、振蕩電路與復(fù)位電路后學(xué)生即可以自行設(shè)計(jì)最小應(yīng)用系統(tǒng)。然后以最小應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行指令、循環(huán)程序設(shè)計(jì)、內(nèi)部功能模塊應(yīng)用的講授，同時(shí)利用仿真器進(jìn)行驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、I/O口的擴(kuò)展。最后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)、顯示器的擴(kuò)展。
5 課程實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)包括：P1口輸入／輸出實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單I／O 口實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)、A／D轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn)，為必做實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：外部中斷實(shí)驗(yàn)、控制直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)、LCD顯示實(shí)驗(yàn)，為選做實(shí)驗(yàn)；綜合性實(shí)驗(yàn)：定時(shí)器實(shí)驗(yàn)，計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)（必做）、8255輸入／輸出實(shí)驗(yàn)、串行口通訊實(shí)驗(yàn)。這樣安排可以培養(yǎng)學(xué)生的基本能力，但是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用購(gòu)買(mǎi)的實(shí)驗(yàn)箱，而單片機(jī)工程開(kāi)發(fā)采用的是仿真機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，這樣會(huì)人為造成實(shí)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，不利于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。例如：LCD顯示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)箱留有現(xiàn)成的器件插座，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中直接給出器件的地址編碼和驅(qū)動(dòng)程序，學(xué)生只須按圖索驥，不利于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。筆者采用把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)歸結(jié)于操作性?xún)?nèi)容，直接在實(shí)驗(yàn)室中采用一邊講解一邊用仿真機(jī)仿真驗(yàn)證的方式，實(shí)驗(yàn)只有設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)。
6課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)間為一至二周，應(yīng)與本學(xué)期課程結(jié)束后進(jìn)行?？蓮慕處熋}中選擇一個(gè)：
（1）溫度控制器的設(shè)計(jì)。目的是讓學(xué)生掌握并行I/O口、溫度傳感器測(cè)控、數(shù)碼轉(zhuǎn)換、LCD數(shù)碼顯示、三極管驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)。
（2）直流電機(jī)控制。組成簡(jiǎn)單的閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)繼電器、三極管改變電機(jī)電壓極性，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；利用霍爾元件測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變電機(jī)端電壓調(diào)速。
（3）直流量、開(kāi)關(guān)量采集與傳輸。利用A/D采集一路直流電壓量與一路直流電流量和八路開(kāi)關(guān)量并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
允許學(xué)生自主選題，但是自選題須經(jīng)教師審批。自主選題可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)自信。定題后應(yīng)由學(xué)生自己動(dòng)手分析系統(tǒng)，查閱資料，設(shè)計(jì)原理圖，課程設(shè)計(jì)為二周，教師認(rèn)定后再進(jìn)行印制版的設(shè)計(jì)；而后在行印制版或通用板上進(jìn)行焊接與安裝，設(shè)計(jì)軟件并進(jìn)行仿真調(diào)試；最后將程序下載到單片機(jī)芯片中運(yùn)行。學(xué)生在安裝調(diào)試過(guò)程中應(yīng)能夠發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。同時(shí)教師應(yīng)加強(qiáng)指導(dǎo)，傳授發(fā)現(xiàn)與解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。
7考核方式
考核采取以實(shí)際應(yīng)用能力為主，理論考核、答辯為輔的形式，具體比例為60?蘼20?蘼20，而且實(shí)際應(yīng)用不合格者，不予補(bǔ)考，直接重修。
8結(jié)束語(yǔ)
單片機(jī)原理與應(yīng)用的教學(xué)應(yīng)該根據(jù)不同的對(duì)象做出不同的調(diào)整，技術(shù)師范類(lèi)院校由于學(xué)生自身的特點(diǎn)決定了教師應(yīng)該在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段上加以改革，同時(shí)根據(jù)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用的特殊性采用適合于此類(lèi)學(xué)生的教學(xué)模式；筆者針對(duì)當(dāng)前技術(shù)師范類(lèi)院校單片機(jī)教學(xué)模式的不足，對(duì)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)改革進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)效果顯著，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)更接近于工程應(yīng)用環(huán)境，提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 曹天議.單片機(jī)原理與接口技術(shù)［M］第二版.北京：電子工業(yè)出版社，2006.
關(guān)鍵詞：Proteus仿真技術(shù) 單片機(jī) 應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0101-01
現(xiàn)如今，社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用單片機(jī)，因此，越來(lái)越重視單片機(jī)的開(kāi)發(fā)。初學(xué)者在開(kāi)發(fā)單片機(jī)時(shí)，完成原理設(shè)計(jì)工作后，電路的搭建，或PCB板的制作需要反復(fù)多次進(jìn)行，這不僅導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本的增加，而且會(huì)增加開(kāi)發(fā)的難度，成為初學(xué)者的障礙。但初學(xué)者在開(kāi)發(fā)單片機(jī)時(shí)，應(yīng)用Proteus仿真技術(shù)后，上述問(wèn)題可有效解決，節(jié)省開(kāi)發(fā)費(fèi)用的同時(shí)，降低開(kāi)發(fā)難度，保證開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行。
1 Proteus仿真軟件介紹
Proteus仿真軟件是一種EDA工具，在全球范圍內(nèi)，其應(yīng)用都比較廣泛。在Proteus軟件電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，主要包含四個(gè)組成部分，一為高級(jí)原理布圖，二為混合模式SPICE電路仿真，三維PCB設(shè)計(jì)，四為自動(dòng)布線。ISIS軟件及ARES軟件共同組成了Proteus軟件，其中，ISIS軟件屬于電子系統(tǒng)仿真，具有非常強(qiáng)的便捷性，ARES軟件屬于布線編輯軟件[1]。
目前，單片機(jī)器件模擬時(shí)，最好的工具即為Proteus軟件，常用的51系列、PIC等MCU的仿真以及MCU電路的仿真均可以利用此軟件進(jìn)行。當(dāng)然，軟件仿真時(shí)，精度有限，而且并非全部的器件都能存在與其相應(yīng)的仿真模型，最佳的選擇即為應(yīng)用開(kāi)發(fā)板及仿真器。對(duì)于單片機(jī)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，較好的選擇即為應(yīng)用Proteus軟件。與其他單片機(jī)仿真軟件相比，Proteus軟件的獨(dú)特特點(diǎn)在于可對(duì)CPU工作狀況、電路等進(jìn)行仿真。因此，利用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)仿真時(shí)，程序運(yùn)行、電路工作過(guò)程及結(jié)果為直接觀看對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用相連接。
2 Proteus仿真技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用
單片機(jī)實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，多種常用微處理器仿真均可利用Proteus軟件，本文以電子鬧鐘為例，具體分析Proteus仿真技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用。
2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電子鬧鐘顯示時(shí)間時(shí)采用七段數(shù)碼管，時(shí)間、鬧鈴時(shí)間的設(shè)置通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)，設(shè)定的鬧鈴時(shí)間達(dá)到之后，蜂鳴器發(fā)生聲響，持續(xù)一陣時(shí)間。程序執(zhí)行后，亮起工作指示燈，表明開(kāi)始執(zhí)行程序。電子鬧鐘的操作鍵包含5個(gè)，按下K1鍵后，表示對(duì)現(xiàn)在時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，按下K2鍵后，表示進(jìn)入到鬧鈴小時(shí)的設(shè)置，按下K3鍵后，表示進(jìn)入到鬧鈴分鐘的設(shè)置，按下K4鍵后，表示進(jìn)入到鬧鈴時(shí)間的設(shè)置，按下K5鍵后，進(jìn)行設(shè)置鬧鈴的開(kāi)或關(guān)，處于“開(kāi)”的狀態(tài)時(shí)，蜂鳴器聲響連續(xù)發(fā)出3次，為“關(guān)”時(shí)發(fā)出1次。
2.2 硬件系統(tǒng)仿真
首先進(jìn)行Proteus軟件的運(yùn)行工作，新建文件完成后，將電路需求的元件在軟件的pick devices窗口中選擇出來(lái)。仿真電子鬧鐘硬件系統(tǒng)時(shí)，主要使用的元器件型共包含6個(gè)，分別為AT89C51單片機(jī)（1個(gè)）、譯碼顯示器（1個(gè)，四位七段）、LED指示燈（3個(gè)）、按鍵（2個(gè)）、開(kāi)關(guān)（3個(gè)）、蜂鳴器（1個(gè)）。AT89C51單片機(jī)所在的元件庫(kù)為Microprocessor ICs，在該元件庫(kù)中，管腳標(biāo)識(shí)基本一致于芯片的Datasheet，但不同的是GND、VCC管腳被隱去，繪制原理圖過(guò)程中，其連接可以省略，按照系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可[2]。Proteus軟件幾乎可以仿真單片機(jī)所有的硬件資源，比如I/O操作、定時(shí)器模擬、穿行UART接口等。同時(shí)，在庫(kù)中也可以找到其他的元件，連線時(shí)，方法基本等同于Protel。此外，譯碼顯示器、LED指示燈所在的元件庫(kù)均為Optoelectronics，按鍵及開(kāi)關(guān)所在的元件庫(kù)為Switching Devices，蜂鳴器所在的元件庫(kù)為Speakers&sounders。
利用Proteus軟件仿真時(shí)，在WAVE編譯環(huán)境下，將源文件生成為*.hex格式的可執(zhí)行文件，原理圖中的芯片為路徑指定的位置，隨后即可對(duì)程序運(yùn)行狀況進(jìn)行觀察。此外，實(shí)時(shí)仿真期間，小正方形指示會(huì)出現(xiàn)在每個(gè)管腳旁邊，當(dāng)為紅色時(shí)，表示電平處于高的狀態(tài)中，當(dāng)為藍(lán)色時(shí)，表示電平處于低的狀態(tài)中，通過(guò)小正方形的顏色，可對(duì)管腳電平情況直觀的觀察，并不需要采用虛擬工具，可以基本的判斷程序的運(yùn)行狀況，節(jié)省了大量的簡(jiǎn)單分析時(shí)間[3]。
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在仿真的基礎(chǔ)上，繪制原理圖時(shí)，采用Protel，制成PCB板，對(duì)電子鬧鐘的性能進(jìn)行測(cè)試，由測(cè)試結(jié)果可知，與仿真結(jié)果基本相同。但在實(shí)際應(yīng)用Proteus仿真原理圖時(shí)，部分差別依然存在，比如電阻選取、單片機(jī)時(shí)鐘等，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)用研究。
3 結(jié)語(yǔ)
單片機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用Proteus仿真技術(shù)后，可有效的提升仿真結(jié)果，縮短仿真時(shí)間，從而減少單片機(jī)的開(kāi)發(fā)周期，降低單片機(jī)開(kāi)發(fā)成本。隨著人們對(duì)Proteus仿真技術(shù)認(rèn)識(shí)程度及掌握程度的提升，單片機(jī)開(kāi)發(fā)工作中，會(huì)越來(lái)越深入的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)及作用。
參考文獻(xiàn)
[1]王超，宋莉莉.Proteus仿真圖表在單片機(jī)時(shí)序分析中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，09：93-97.
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；應(yīng)用型；教學(xué)改革
微機(jī)原理及應(yīng)用是一門(mén)綜合性比較強(qiáng)的課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，同時(shí)該課程是電相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課。微機(jī)原理及應(yīng)用課程涵蓋了“電子線路”“計(jì)算機(jī)組成原理”“單片機(jī)”等課程，其中根據(jù)教學(xué)目的我們開(kāi)設(shè)的微機(jī)原理及應(yīng)用課程以單片機(jī)內(nèi)容為主。
但是，單片機(jī)教學(xué)往往存在著教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用需求、甚至實(shí)驗(yàn)設(shè)備跟不上科技發(fā)展步伐的問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)受限等。因此改革單片機(jī)教學(xué)，并以此為切入點(diǎn)全面提高學(xué)生的實(shí)踐能力，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必由之路。
一、課程內(nèi)容與教學(xué)現(xiàn)狀
目前，開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程的院校主要以51單片機(jī)為主，但是51單片機(jī)在解決一些復(fù)雜問(wèn)題時(shí)具有一定的局限性，從而限制了學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)和提高。隨著科技的發(fā)展，近年來(lái)基于增強(qiáng)型內(nèi)置RISC（精簡(jiǎn)指令集）架構(gòu)的單片機(jī)如AVR系列單片機(jī)等得到了非常廣泛的應(yīng)用；同時(shí)德州儀器（TI）的MSP430系列單片機(jī)在儀器儀表行業(yè)也發(fā)展迅速。在32位嵌入式領(lǐng)域基于ARM架構(gòu)以及以數(shù)字信號(hào)處理的為基礎(chǔ)的DSP型也已經(jīng)在我國(guó)有了廣泛的應(yīng)用。綜上考慮，我們學(xué)校也專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)了針對(duì)ARM的嵌入式課程，我們?cè)趩纹瑱C(jī)的選型上從51改為了MSP430。MSP430片上資源相當(dāng)豐富，除了基本的片上資源外，還具有硬件乘法器、溫度鞲釁鰲SPI總線以及LCD液晶驅(qū)動(dòng)模塊等片上資源，為學(xué)生的應(yīng)用能力培養(yǎng)提供了一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
單片機(jī)課程是一門(mén)以應(yīng)用為主的課程，主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。這就要求學(xué)生在掌握有關(guān)硬件、軟件及相關(guān)接口設(shè)計(jì)的基本概念上，根據(jù)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)出相關(guān)的系統(tǒng)。但是不少學(xué)生在課程結(jié)束后仍然不了解單片機(jī)開(kāi)發(fā)的流程，以及知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，甚至搞不清楚編程器和仿真器。因此，必須通過(guò)完善教學(xué)手段，改革教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。
二、改革教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)習(xí)趣味
在開(kāi)始講授單片機(jī)課程時(shí)，如果一味地向?qū)W生灌輸理論知識(shí)，學(xué)生會(huì)感到枯燥乏味，再加上知識(shí)點(diǎn)的抽象性、復(fù)雜性等，這樣會(huì)使學(xué)生對(duì)這門(mén)課程產(chǎn)生畏難情緒，甚至產(chǎn)生放棄的念想。因此，在講述之前，可以先將簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)設(shè)備帶到課堂，譬如為了突出介紹MSP430單片機(jī)的低功耗，可以在課堂上演示水果電池供電的MSP430液晶顯示系統(tǒng)，通過(guò)鮮明的實(shí)際例子讓學(xué)生對(duì)MSP430的低功耗留下深刻印象，并對(duì)課程產(chǎn)生濃厚興趣。另外在接下來(lái)的課程中，介紹IO口時(shí)可以先給學(xué)生演示五顏六色變化的LED彩燈；介紹PWM波時(shí)可以演示呼吸燈，等等，通過(guò)這些演示可以讓學(xué)生直接看到和聽(tīng)到，使學(xué)生對(duì)單片機(jī)有立體的認(rèn)識(shí)，使其了解學(xué)習(xí)對(duì)象，從而對(duì)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用產(chǎn)生濃厚興趣。
三、完善教學(xué)手段，提高教學(xué)效果
1.重視編譯軟件
在實(shí)踐教學(xué)中，選用CCS編譯器調(diào)試單片機(jī)程序。由于MSP430支持在線調(diào)試，所以在課堂講授時(shí)可引入，每講授一條語(yǔ)句就在CCS編譯器中直接運(yùn)行，注意講授調(diào)試模式下單步、斷點(diǎn)等調(diào)試技巧，通過(guò)Memory Windows窗口的1（內(nèi)部RAM）、X（外RAM）和C（ROM）觀察存儲(chǔ)器內(nèi)容。
2.利用基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)板，提高學(xué)生的實(shí)踐能力
單片機(jī)課程是門(mén)對(duì)實(shí)踐和動(dòng)手能力要求都很強(qiáng)的課程，以往所有的實(shí)驗(yàn)都是在已經(jīng)搭建好的實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)行的。即使原理電路在實(shí)驗(yàn)課之前已經(jīng)講解過(guò)，但是學(xué)生并不知道實(shí)驗(yàn)箱上每部分電路是如何構(gòu)成一個(gè)大的電路板，甚至連經(jīng)過(guò)講解的功能電路都不能理解，因此不能很好地將硬件電路開(kāi)發(fā)和軟件編程結(jié)合起來(lái)一起思考，為此我們?cè)赥I的支持下，給每組學(xué)生分發(fā)了基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)板，學(xué)生可以很方便地將開(kāi)發(fā)板帶回宿舍進(jìn)行研究和集體討論。當(dāng)課程結(jié)束后，學(xué)生再把開(kāi)發(fā)板上交。這樣在教學(xué)中可以充分利用學(xué)生的課余時(shí)間，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。
3.引入網(wǎng)絡(luò)資源，并加以利用
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，僅靠有限的書(shū)面知識(shí)已顯得力不從心。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，網(wǎng)上有大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)資料，有很多經(jīng)典的設(shè)計(jì)案例。因此，教師要把網(wǎng)絡(luò)資源和課本知識(shí)有效地結(jié)合起來(lái)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生課后利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)的習(xí)慣，如布置一定的課后大作業(yè)引導(dǎo)學(xué)生之間互相討論，并學(xué)會(huì)在網(wǎng)上查找芯片資料和單片機(jī)資源來(lái)學(xué)習(xí)，從而為將來(lái)走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：教學(xué)方法 教學(xué)手段 機(jī)械類(lèi) 微機(jī)原理和單片機(jī)課程
一、引言
計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是面向非計(jì)算機(jī)類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)教育。與其它傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、外語(yǔ)等一樣，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育已成為大學(xué)本科生基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育大致可分為三個(gè)層次：計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)課程是為了培養(yǎng)人們的計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)，課程不主要講解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能。計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程則是為學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)打下一個(gè)較為全面的基礎(chǔ)，課程主要講解計(jì)算機(jī)中軟件、硬件的基礎(chǔ)知識(shí)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程則是針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，講述一些必要的知識(shí)、方法和技能，以解決實(shí)際問(wèn)題。
《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)所開(kāi)設(shè)的課程，分別屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)層次。本文討論了有關(guān)機(jī)械類(lèi)《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段。
二、機(jī)械類(lèi)微機(jī)原理與應(yīng)用和單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的教學(xué)特點(diǎn)
（一） 課程內(nèi)容簡(jiǎn)介 不
《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程內(nèi)容主要包括：計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)（計(jì)算機(jī)的發(fā)展概述、計(jì)算機(jī)中的數(shù)、無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算、二進(jìn)制編碼）、8086/8088微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)（微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)、8086/8088微處理器、8088的外部引腳及其功能、8086/8088的功能結(jié)構(gòu)、8086/8088的存儲(chǔ)器組織、8086/8088的工作時(shí)序）、8088/8086的指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、中斷技術(shù)等。課程詳細(xì)地講述8088/8086微處理器的編程結(jié)構(gòu)及8088/8086的匯編語(yǔ)言編程技巧。微機(jī)原理與應(yīng)用課程為以后從事機(jī)電控制技術(shù)以及微機(jī)的應(yīng)用打下一個(gè)較為全面的基礎(chǔ)。
《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容主要包括：MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、組成原理、尋址方式、指令系統(tǒng)、擴(kuò)展技術(shù)、中斷系統(tǒng)機(jī)制、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行通信接口技術(shù)等。課程詳細(xì)地講述MCS-51系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編程技巧，重點(diǎn)闡明單片機(jī)的擴(kuò)展方法及組成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)。單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程為以后從事自動(dòng)控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化技術(shù)以及各類(lèi)單片機(jī)的應(yīng)用打下一個(gè)較為全面的基礎(chǔ)。可以說(shuō)《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程是提高單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)能力，適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證。
（二）課程內(nèi)容教學(xué)特點(diǎn)
隨著21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，新能源、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，尤其是信息處理和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品正逐漸向高度自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品轉(zhuǎn)換?？梢哉f(shuō)純機(jī)械產(chǎn)品已逐漸被機(jī)電系統(tǒng)所取代，機(jī)電系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備和電氣動(dòng)力相組合的系統(tǒng)，而目前所有的機(jī)電系統(tǒng)都是基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所開(kāi)發(fā)的 機(jī)電產(chǎn)品的控制系統(tǒng)都是以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的，控制系統(tǒng)的發(fā)展方向是智能和柔性。由此可知，《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程是掌握高新科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。
從《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容可以看出，兩門(mén)課程具有很多的共性知識(shí)，其重復(fù)面較大。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
第一是兩門(mén)課程均為技術(shù)基礎(chǔ)類(lèi)課程，其先修課均為電子技術(shù)基礎(chǔ)課，可以說(shuō)兩門(mén)課均為復(fù)雜同步時(shí)序邏輯電路的應(yīng)用，應(yīng)歸屬于電子技術(shù)應(yīng)用范疇，所以學(xué)好電子技術(shù)基礎(chǔ)課將有助于這兩門(mén)課程的學(xué)習(xí)。
第二是兩門(mén)課程體現(xiàn)著強(qiáng)烈的概念性、抽象性和原理性，兩門(mén)課程均強(qiáng)調(diào)硬件結(jié)構(gòu)加上軟件的執(zhí)行構(gòu)成的微機(jī)原理。
第三，兩門(mén)課程同時(shí)也是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，有一定的實(shí)用技能，在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)充分注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，軟件與硬件相結(jié)合，只有這樣才能學(xué)到真正的知識(shí)。
鑒于以上的課程內(nèi)容教學(xué)特點(diǎn)，為更好地指導(dǎo)學(xué)生理解、領(lǐng)會(huì)和掌握《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容，以便培養(yǎng)出更多的從事機(jī)電控制技術(shù)人才。
轉(zhuǎn)貼于 三、機(jī)械類(lèi)微機(jī)原理與應(yīng)用和單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的教學(xué)方法、手段探討
（一）合理取舍教學(xué)內(nèi)容、注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容具有很多的共性知識(shí)，其重復(fù)面比較大。為了避免課程內(nèi)容的重復(fù)，應(yīng)合理取舍教學(xué)內(nèi)容、注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，以彌補(bǔ)技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)短、內(nèi)容多，學(xué)生難以在課堂內(nèi)準(zhǔn)確理解、全面接受教學(xué)內(nèi)容之不足。
《微機(jī)原理與應(yīng)用》課是機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院開(kāi)設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)課，課程講授要分清哪些內(nèi)容是目前暫時(shí)可以不學(xué)而留待以后學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容是主要的，哪些內(nèi)容是次要的。決不能“眉毛胡子一把抓”，不加分析、不分主次，使學(xué)生難以入門(mén)。例如：本課程針對(duì)學(xué)生的課程設(shè)置情況和所學(xué)內(nèi)容在講解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容時(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)發(fā)展概述的內(nèi)容因在計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)課已經(jīng)講述，所以就不再重復(fù)講述?？梢岳么藢W(xué)時(shí)重點(diǎn)去講解計(jì)算機(jī)的工作方式有關(guān)的內(nèi)容，使學(xué)生了解邏輯處理的三種實(shí)現(xiàn)方式（硬件布線邏輯方式、可編程邏輯控制方式和程序存儲(chǔ)式的自動(dòng)工作方式），這樣就使學(xué)生在課程開(kāi)始就對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)上，上升了一個(gè)層次，從宏觀上了解計(jì)算機(jī)的用途，達(dá)到引人入境之感。再例如，對(duì)關(guān)于機(jī)器數(shù)與真值的概念講解，強(qiáng)調(diào)“人為約定”的概念，機(jī)器數(shù)是人為約定的二進(jìn)制數(shù)。再例如，講解補(bǔ)碼時(shí)，也決不能籠統(tǒng)說(shuō)，而是重點(diǎn)講解模的概念，突出模是一個(gè)進(jìn)位數(shù)。以上的舉例只是在第一章中的幾個(gè)例子，通過(guò)教學(xué)的實(shí)際證明，學(xué)生得到很好的效果，重點(diǎn)突出了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
（二）增加課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
對(duì)于計(jì)算機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)有兩種不同的學(xué)習(xí)方法：一種是側(cè)重知識(shí)的學(xué)習(xí)，從原理入手，注重理論和概念；另一種是側(cè)重應(yīng)用的學(xué)習(xí)，從實(shí)際入手，注重掌握其應(yīng)用方法和技能。不同的人應(yīng)根據(jù)其具體情況選擇不同的學(xué)習(xí)方法。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生顯然應(yīng)當(dāng)采用后一種學(xué)習(xí)方法。
為了提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，課程教學(xué)盡量增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。應(yīng)當(dāng)指出，檢察學(xué)習(xí)的好壞的標(biāo)準(zhǔn)，不是“知道不知道”，而是“會(huì)不會(huì)用”，學(xué)習(xí)的目的全在于應(yīng)用。所以，課程多注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，在《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程的指令系統(tǒng)講解中，首先引導(dǎo)學(xué)生多上機(jī)練習(xí)，使學(xué)生不滿(mǎn)足于“上課能聽(tīng)懂、教材能看懂”。有一些問(wèn)題，別人講半天也不明白，而自己上機(jī)練習(xí)就清楚了。這就是增加課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的目的。
（三）增加實(shí)例以拓寬學(xué)生的知識(shí)面
在機(jī)電一體化系統(tǒng)課程、機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，以及機(jī)電方向?qū)W生的畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)中，大量需要典型的微機(jī)知識(shí)、接口以及編程技術(shù)。尤其在畢業(yè)設(shè)計(jì)方面，學(xué)生由于此方面的欠缺，對(duì)于有關(guān)機(jī)電課題方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)，往往在完成機(jī)械設(shè)計(jì)以后，很難很好的完成機(jī)電結(jié)合的部分。針對(duì)這些情況，機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)以及帶機(jī)電畢業(yè)設(shè)計(jì)方面的老師一致認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)電子設(shè)計(jì)、應(yīng)用方面的環(huán)節(jié)。為此課題在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
第一、改革《微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》、《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程的教學(xué)，開(kāi)設(shè)CAI教學(xué)；
第二、加強(qiáng)《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，完善和開(kāi)放機(jī)電控制實(shí)驗(yàn)室；
第三、設(shè)計(jì)制作單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)，如A/D、D/A、鍵盤(pán)、數(shù)碼和LCD顯示、通信、步進(jìn)電機(jī)控制等模塊；
第四、力爭(zhēng)多開(kāi)設(shè)《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程的綜合實(shí)驗(yàn)課，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及機(jī)電方面的學(xué)生就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)兩年來(lái)的課程教學(xué)實(shí)踐改革后，《微機(jī)原理與應(yīng)用》和《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)可以說(shuō)取得了較好的效果。使學(xué)生側(cè)重應(yīng)用的學(xué)習(xí)，從實(shí)際入手，注重掌握其應(yīng)用方法與技能。正是課題組的共同努力，設(shè)計(jì)制作單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)，如：A/D、D/A、鍵盤(pán)、數(shù)碼和LCD顯示、通信、步進(jìn)電機(jī)控制等模塊，使得機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院的學(xué)生在2005年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽遼寧賽區(qū)獲得二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。也正是課題組的共同努力，讓得學(xué)生自愿走近實(shí)驗(yàn)室，主動(dòng)利用實(shí)驗(yàn)室的資源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一些綜合性的試驗(yàn)。
最后，相信只要我們能夠全身心的投入到課程教學(xué)改革實(shí)踐中，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，那么就一定會(huì)在今后的教學(xué)實(shí)踐中取得豐碩的成果。
參考文獻(xiàn)
馮博琴，《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》， 北京，清華大學(xué)，2003年2月
李文英，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》，北京，清華大學(xué)，2001年9月
【關(guān)鍵詞】單片機(jī)教學(xué) 單片機(jī)思維 微機(jī)結(jié)構(gòu)體系 討論課
【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）07-0019-02
《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程是工科專(zhuān)業(yè)課程的重要環(huán)節(jié)，尤其是在光電、自動(dòng)控制、機(jī)電、電器、電子信息等專(zhuān)業(yè)中，單片機(jī)都是專(zhuān)業(yè)必修課程。在《模擬電路》、《數(shù)字電路》等課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)之后，通過(guò)單片機(jī)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本原理和使用方法，從分立元件構(gòu)成的電路，逐步過(guò)渡到數(shù)字集成電路的應(yīng)用，進(jìn)而轉(zhuǎn)入DSP、PLD、嵌入式等更高一級(jí)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)。
1．單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)
單片機(jī)課程的重要性毋庸置疑，但是教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果卻差強(qiáng)人意。單片機(jī)課程有其自身的特點(diǎn)。數(shù)字電路是它的基礎(chǔ)，但是學(xué)習(xí)方法又有別于數(shù)字電路。單片機(jī)有完整的理論體系和構(gòu)架，單片機(jī)的入門(mén)需要立足于這個(gè)理論體系，但是對(duì)于初學(xué)者而言，過(guò)多的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)很陌生，難以理解，入門(mén)的門(mén)檻相對(duì)較高。單片機(jī)的各個(gè)組成部分之間看似松散的關(guān)系，也使得單片機(jī)的教學(xué)不夠連貫、邏輯性不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)側(cè)重于各部分的使用方法的驗(yàn)證，學(xué)生自主發(fā)揮的空間不大。這些都是單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該予以重視并加以解決的問(wèn)題。
本文提出“建立和強(qiáng)化單片機(jī)思維”的教學(xué)方法，對(duì)該教學(xué)方法進(jìn)行理論研究，并用該方法在課堂上加以嘗試，取得了很好的教學(xué)效果。本文旨在找到一條提高單片機(jī)教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到或超出教學(xué)大綱要求的教學(xué)效果的方法，為單片機(jī)教與學(xué)找到一條新路。
2.強(qiáng)化單片機(jī)思維教學(xué)法
單片機(jī)思維是指：在深刻理解微機(jī)的構(gòu)成機(jī)理和原則、熟練掌握單片機(jī)的應(yīng)用方法的基礎(chǔ)之上，從微機(jī)體系的視角思考和解決單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的具體問(wèn)題?！敖⒑蛷?qiáng)化單片機(jī)思維”的教學(xué)法，是從學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程的連貫性和邏輯性的角度出發(fā)，將單片機(jī)的核心理念貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，使學(xué)生對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)不僅僅停留在如何使用，而是深入到單片機(jī)這個(gè)芯片的設(shè)計(jì)思想中，從而形成一種用基于單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)的理念來(lái)構(gòu)建單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的思維模式。單片機(jī)思維的形成需要教師在教學(xué)過(guò)程中有步驟、有層次，系統(tǒng)地引導(dǎo)。總的來(lái)說(shuō)，課堂和課外的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)要相互配合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。本文僅從理論教學(xué)的角度來(lái)探討如何幫助學(xué)生建立和強(qiáng)化單片機(jī)思維的問(wèn)題。
2.1課堂理論教學(xué)
2.1.1注重微機(jī)體系概念和單片機(jī)思維的建立
將微機(jī)體系的概念貫穿于單片機(jī)教學(xué)始終，將單片機(jī)各組成部分有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，啟發(fā)學(xué)生從微機(jī)體系角度思考單片機(jī)的具體問(wèn)題，從而使學(xué)生建立“單片機(jī)思維”，深刻理解單片機(jī)原理，從而靈活運(yùn)用單片機(jī)。
單片機(jī)理論教學(xué)的內(nèi)容是MCS-51單片機(jī)，51單片機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，構(gòu)架簡(jiǎn)潔。中央處理器是計(jì)算部件，相當(dāng)于人的大腦；與之相對(duì)應(yīng)的是計(jì)算的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部件：存儲(chǔ)器，相當(dāng)于人的臟器；計(jì)算機(jī)需要和外界交流，也就是輸入輸出部件，相當(dāng)于人的眼和嘴或者手；將這些部件聯(lián)系起來(lái)的是總線，相當(dāng)于人體的血管和神經(jīng)。這些基本部件構(gòu)成了單片機(jī)的最基本的組成構(gòu)架。教師在講解過(guò)程中，將這一構(gòu)架貫穿始終，使學(xué)生展開(kāi)想象，理解微機(jī)的工作原理是什么，各部分是如何聯(lián)系，協(xié)同工作的——這是單片機(jī)思維的“基本點(diǎn)”，這個(gè)基本點(diǎn)和另一個(gè)基本點(diǎn)——“單片機(jī)對(duì)硬件的操作是通過(guò)對(duì)硬件的地址的讀寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)的”相結(jié)合，構(gòu)成了整個(gè)教學(xué)過(guò)程的主線。在學(xué)習(xí)單片機(jī)的各個(gè)組成部分以及在學(xué)習(xí)其他類(lèi)型的單片機(jī)的時(shí)候，都要從這兩個(gè)基本點(diǎn)出發(fā)，把握住這根主線。
該系列的單片機(jī)誕生于1978年前后，雖然其歷史悠久，但具有51內(nèi)核的眾多單片機(jī)一直都是工業(yè)應(yīng)用上的主要型號(hào)。AVR、PIC單片機(jī)以及功耗更低、處理能力更強(qiáng)和資源更豐富的MSP430單片機(jī)，在微機(jī)的核心構(gòu)架、基本理念上，都以51為基礎(chǔ)，但又風(fēng)格迥異。可以說(shuō)，MCS-51的教學(xué)目的，不僅僅局限于學(xué)習(xí)如何使用MCS-51單片機(jī)，更在于使學(xué)生深入理解單片機(jī)的構(gòu)成，掌握一般意義上的單片機(jī)的學(xué)習(xí)方法，靈活運(yùn)用單片機(jī)，形成單片機(jī)思維，進(jìn)而籍由相同理念，將單片機(jī)的基本概念和學(xué)習(xí)方法推廣到其他類(lèi)型的單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以起到事半功倍、舉一反三的效果。實(shí)踐證明，基于微機(jī)體系的教學(xué)方法，使學(xué)生學(xué)得更加扎實(shí)，更加廣泛，學(xué)生能快速地掌握其他類(lèi)型的單片機(jī)。
2.1.2入門(mén)時(shí)弱化專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)
學(xué)生們?cè)谶M(jìn)入單片機(jī)課程之初，就會(huì)面對(duì)很多新的概念或?qū)I(yè)術(shù)語(yǔ)，如：具有存儲(chǔ)功能的：鎖存器、寄存器、存儲(chǔ)器；接口、端口等。這些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)一方面準(zhǔn)確、精煉地表達(dá)了相關(guān)的知識(shí)內(nèi)涵，但另一方面也在很大程度上給學(xué)生的認(rèn)知造成了一定困難，學(xué)生們面對(duì)這些新詞匯的時(shí)候，感到不解、害怕、無(wú)所適從，從而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，打消了學(xué)習(xí)的積極性。單片機(jī)課程十分重要，很多同學(xué)都希望能學(xué)有所成，學(xué)有所用，但他們的學(xué)習(xí)熱情，往往在正式進(jìn)入單片機(jī)課程之初就被澆滅了。所以，在入門(mén)之初，可以弱化這些術(shù)語(yǔ)、概念和詞匯，僅僅從字面入手，用容易為學(xué)生所接受的方法，對(duì)這些術(shù)語(yǔ)所涉及的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，并不花過(guò)多精力解釋和追求概念的完整性，帶學(xué)生跳過(guò)這道門(mén)檻，直接進(jìn)入主題。弱化專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)并不是回避概念，而是在認(rèn)知過(guò)程中的一種策略，從淺層次了解概念，降低難度，從而掃清障礙，打開(kāi)學(xué)習(xí)的上升通道。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；一體化；教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568(2012)08-0041-02
目前，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)向巨型化、微型化和單片化三個(gè)方向高速發(fā)展。自1975年第一塊單片微型計(jì)算機(jī)芯片問(wèn)世以來(lái)，在短短的三十多年間，單片機(jī)技術(shù)已發(fā)展成為計(jì)算機(jī)技術(shù)一個(gè)非常有前途的分支，它具有體積小、性能優(yōu)越、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。一方面，單片機(jī)芯片是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、通信終端設(shè)備、家用電器、高檔電子玩具等領(lǐng)域；另一方面，單片機(jī)也是電子技術(shù)數(shù)字化的核心部件之一，在數(shù)字化電子產(chǎn)品中承擔(dān)著數(shù)字信號(hào)處理的重任。鑒于單片機(jī)技術(shù)在實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，很多高職院校電類(lèi)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)了《單片機(jī)技術(shù)》課程，但是院校之間的教學(xué)模式及教學(xué)效果存在著一定的差別，為了找到此類(lèi)課程的理想教學(xué)方法，有必要對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行研究。
一、傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式
傳統(tǒng)的高職院校《單片機(jī)技術(shù)》課程存在一些比較普遍的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在適合高職學(xué)生的優(yōu)質(zhì)單片機(jī)教材較少，很多教材偏重于理論，相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃針對(duì)性不強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)方法因過(guò)多體現(xiàn)“講授式”特點(diǎn)，缺乏對(duì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的關(guān)注。傳統(tǒng)的“單片機(jī)技術(shù)”課程教學(xué)模式往往是“理論課+實(shí)驗(yàn)課”。理論課在教室采用多媒體或“粉筆+黑板”的方式，以逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授為主。實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下練習(xí)，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式的缺點(diǎn)是教學(xué)中以教師為中心，理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，學(xué)習(xí)過(guò)后不易理解和掌握。因此，開(kāi)展《單片機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)方法改革，探索適應(yīng)新形勢(shì)要求的教學(xué)方法已是必然。
二、單片機(jī)一體化教學(xué)模式
《單片機(jī)技術(shù)》自身就是一項(xiàng)實(shí)踐性非常強(qiáng)的技術(shù)，光靠理論講授和后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證根本不可能使學(xué)生很好的掌握這項(xiàng)高新技術(shù)，為了改變現(xiàn)狀使學(xué)生掌握這項(xiàng)受之有用的技術(shù)，唯有在教學(xué)過(guò)程中加大實(shí)踐的力度，使得學(xué)生能夠在做中學(xué)，學(xué)中做，通過(guò)自己動(dòng)手做而獲得成就感，通過(guò)自己動(dòng)手做而找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，進(jìn)而自主的學(xué)習(xí)?；诖?，本文對(duì)單片機(jī)一體化教學(xué)模式進(jìn)行探究，采用“教學(xué)做一體化”的教學(xué)方式，以項(xiàng)目情景和工作過(guò)程為導(dǎo)向，突出學(xué)生的主體地位，在做的過(guò)程中由教師教和學(xué)生學(xué)來(lái)共同完成教學(xué)活動(dòng)。
三、單片機(jī)一體化教學(xué)具體實(shí)施
整個(gè)課程教學(xué)過(guò)程的實(shí)施按照“理論引導(dǎo)普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競(jìng)賽”的系列步驟展開(kāi)。
1 實(shí)施方案。每個(gè)教學(xué)過(guò)程均安排在實(shí)訓(xùn)室采用“理論講解－分析設(shè)計(jì)－學(xué)生編程－仿真－實(shí)訓(xùn)－設(shè)疑－再編程－再仿真－再實(shí)訓(xùn)”的方式進(jìn)行，邊講邊動(dòng)手，有目的、有計(jì)劃地帶領(lǐng)學(xué)生先完成普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，再完成典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，然后完成綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。例如，要完成“8個(gè)發(fā)光二極管輪流點(diǎn)亮”的任務(wù)，教師先講解完成這個(gè)實(shí)例需要掌握的相關(guān)電路原理和指令規(guī)則，接著引導(dǎo)學(xué)生一起來(lái)分析思考如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)功能，待學(xué)生發(fā)現(xiàn)指令和任務(wù)之間的聯(lián)系之后，讓學(xué)生動(dòng)手寫(xiě)程序，并仿真看結(jié)果對(duì)不對(duì)。如果仿真正確。再?lài)L試將程序代碼下載到實(shí)驗(yàn)板看結(jié)果是否正確。接下來(lái)再適當(dāng)改變?nèi)蝿?wù)要求，讓學(xué)生動(dòng)手完成新任務(wù)。通過(guò)這樣的過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，真正將“學(xué)－思－知－行”統(tǒng)一起來(lái)。
2 實(shí)施方法。本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施按照“普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競(jìng)賽”的步驟循序漸進(jìn)地展開(kāi)，其組織形式也有相應(yīng)的區(qū)別。
(1)普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用集中進(jìn)行，統(tǒng)一指導(dǎo)和個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)后學(xué)生必須根據(jù)要求，寫(xiě)出項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師的作用是導(dǎo)向、糾偏、督促、檢查。重在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新地完成：資料查找、方案構(gòu)思、電路設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試等工作，注重講練結(jié)合，教師一般先有統(tǒng)一的入門(mén)指導(dǎo)，講解實(shí)訓(xùn)的原理、方法、步驟、注意事項(xiàng)，根據(jù)需要作必要的現(xiàn)場(chǎng)操作演示，然后巡回指導(dǎo)。通過(guò)普通項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具、單片機(jī)仿真軟件、應(yīng)用軟件的使用方法，獲得基本實(shí)訓(xùn)技能。掌握單片機(jī)指令應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)基本方法和技巧，提高了動(dòng)手能力。
(2)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。教師下達(dá)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)，提供參考資料書(shū)目，學(xué)生自己查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案。在教師對(duì)設(shè)計(jì)方案檢查無(wú)誤后開(kāi)始進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)和軟件程序編制，調(diào)試硬件電路、調(diào)試設(shè)計(jì)程序直至成功，整個(gè)過(guò)程由老師提供技術(shù)支持。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)的時(shí)間內(nèi)容要求完成設(shè)計(jì)任務(wù)。典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用相對(duì)集中、任務(wù)分散，小組討論，個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過(guò)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生進(jìn)一步理解單片機(jī)的組成及工作原理，掌握接口電路的工作原理，理解接口技術(shù)、中斷、定時(shí)／計(jì)數(shù)器等功能部件的基本原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。
(3)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐。綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐采用課題組形式，每組學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分工，共同完成一個(gè)相對(duì)完整的設(shè)計(jì)任務(wù)：審題、查閱資料、方案構(gòu)思、繪制原理圖、電路板設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試、論文撰寫(xiě)等工作。教師采用相對(duì)集中、任務(wù)分散，小組討論，個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。教師在實(shí)訓(xùn)全過(guò)程中起技術(shù)指導(dǎo)作用。要真正提高學(xué)生單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力，單靠課堂(理論、實(shí)驗(yàn))教學(xué)是不夠的。為了鞏固、提高學(xué)生單片機(jī)理論教學(xué)的效果，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目，旨在繼續(xù)強(qiáng)化學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生完成一個(gè)比較全面的單片機(jī)綜合應(yīng)用項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面綜合的訓(xùn)練，有效地提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力。
(4)競(jìng)賽。競(jìng)賽主要采用學(xué)生自由創(chuàng)作的形式，教師只對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)學(xué)生獨(dú)立對(duì)整個(gè)作品的設(shè)計(jì)制作、設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)及答辯，使學(xué)生真正達(dá)到能夠獨(dú)立面對(duì)實(shí)際問(wèn)題，獨(dú)立分析及解決問(wèn)題。
通過(guò)以上實(shí)施步驟有效地解決了傳統(tǒng)理論課加實(shí)驗(yàn)課的單片機(jī)教學(xué)中遇到的問(wèn)題，增強(qiáng)了學(xué)生的參與感，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，使理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一體化教學(xué)，對(duì)教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)：
