蔡麗　雷娟　左小瓊

摘要單片機(jī)課程是工科類(lèi)比較重要的一門(mén)課程，本文針對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的現(xiàn)狀及問(wèn)題，對(duì)單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，篩選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，嘗試新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，有效地激發(fā)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)興趣引導(dǎo)

當(dāng)前，基于單片機(jī)課程多基礎(chǔ)、多理論的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中不少學(xué)生反應(yīng)單片機(jī)課程難以理解，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)更是不知所云，整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后也沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因此有學(xué)生覺(jué)得難學(xué)而教師覺(jué)得難教的情況?？梢?jiàn)，以往單片機(jī)的課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)中存在諸多問(wèn)題。

1單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及問(wèn)題

單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科教學(xué)中需要很多硬件設(shè)備，如電腦、實(shí)驗(yàn)電路、編程器等。傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行連線(xiàn)，按照參考的實(shí)驗(yàn)例程進(jìn)行軟件調(diào)試，通過(guò)運(yùn)行成尋，最后觀察實(shí)驗(yàn)想象、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)方式對(duì)學(xué)生的要求不高，實(shí)驗(yàn)也容易完成，而且學(xué)生能從中獲得感性認(rèn)識(shí)，比較適合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的初級(jí)階段。

同時(shí)，一般單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱由于是成品.學(xué)生很難參與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，因此動(dòng)手能力的訓(xùn)練也有限。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室建立成本高，一般學(xué)校很少有學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)及開(kāi)發(fā)。就算有由于技術(shù)的不斷更新，設(shè)備的不斷老化.實(shí)驗(yàn)儀器也會(huì)很快落后。此外，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室由于有時(shí)間地點(diǎn)的限制，學(xué)生除了上實(shí)驗(yàn)課外平時(shí)難得有機(jī)會(huì)實(shí)踐。

這種方式雖然易于操作，但對(duì)研究問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的要求不高，不能達(dá)到培養(yǎng)綜合能力的目的，因此需要引入新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討

為了改善這種狀況，形成教與學(xué)的良性互動(dòng)，教師首先需要在實(shí)驗(yàn)課堂上多啟發(fā)學(xué)生的思維，使枯燥的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變得生動(dòng)、有趣，有助于學(xué)生獲得良好的學(xué)習(xí)效果；其次需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、更改實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)客，比如采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，比使用匯編語(yǔ)言難度低；比如一些實(shí)用性不大的內(nèi)容直接刪掉；此外，還可以建構(gòu)單片機(jī)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)軟件來(lái)仿真單片機(jī)的功能，節(jié)省了硬件投資成本。下面具體介紹這些教學(xué)方式。

2.1興趣引導(dǎo)法

一個(gè)良好的開(kāi)始是成功的一半，興趣是最好的老師。作為教師的我們，要善于抓住這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極思考，把所學(xué)的理論知識(shí)融會(huì)貫通。在實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)端創(chuàng)設(shè)良好的開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生的興趣。比如通過(guò)生活實(shí)例能提高學(xué)生的興趣，否則學(xué)生會(huì)覺(jué)得概念太抽象。另外，應(yīng)將多媒體技術(shù)應(yīng)用在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，特別是在介紹操作方法時(shí)，多媒體能直觀、形象地幫助學(xué)生理解。比如在焊接實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過(guò)多媒體把整個(gè)焊接過(guò)程的圖片展示出來(lái)，并注明注意事項(xiàng)，讓學(xué)生非常容易把握焊接步驟。當(dāng)然我們也不需要把所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容都展示，很簡(jiǎn)單的部分就可以直接跳過(guò)去。多媒體主要用來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.2開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)

為了提高學(xué)生興趣，將前面的傳統(tǒng)的獨(dú)立、分散的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合，形成一個(gè)有機(jī)整體，構(gòu)建成一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)框架如下圖1所示：

該溫度控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的子功能如下：（1）單片機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)：對(duì)單片機(jī)應(yīng)用的最小系統(tǒng)進(jìn)行整體介紹，可以通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)發(fā)光二級(jí)管的亮滅來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）鍵盤(pán)輸入和數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，可以通過(guò)軟件對(duì)數(shù)碼管的顯示進(jìn)行控制，可由鍵盤(pán)輸入來(lái)控制。（3）模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)，模數(shù)轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)、輸入、輸出，都可以通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制。（4）串行通訊接口實(shí)驗(yàn)，編寫(xiě)單片機(jī)的發(fā)射與接收程序，可以選擇查詢(xún)方式或者中斷方式進(jìn)行。（5）系統(tǒng)硬件調(diào)試，通過(guò)實(shí)際調(diào)試，掌握相關(guān)硬件電路的連接方法以及單片機(jī)接口時(shí)序的信號(hào)特點(diǎn)。（6）溫度采集轉(zhuǎn)換部分，了解溫度傳感器的原理及變送特點(diǎn)，LM358的工作原理。（7）蜂鳴器特性分析，蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路分析，三極管特性及基極電阻大小分析。（8）采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，匯編語(yǔ)言還是有一定難度，因此初學(xué)階段可以采用C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)相關(guān)程序，相比匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，程序容易編寫(xiě)，而且程序容易讀懂，修改方便，可移植性高。

2.3建構(gòu)單片機(jī)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

用Proteus仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只需配置有限的硬件設(shè)備，就能很好地解決設(shè)備投資、更新與維護(hù)等問(wèn)題。對(duì)于單片機(jī)硬件電路的調(diào)試，Proteus提供了豐富的測(cè)試信號(hào)，比如模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。硬件調(diào)試部分由Proteus軟件完成，軟件調(diào)試部分需要用Keil軟件完成。一般情況下，Keil只需要基本使用功能，其主要任務(wù)是將源程序調(diào)試通過(guò)后生成相應(yīng)的hex文件，在綜合調(diào)試時(shí)在Proteus軟件中將芯片的屬性與hex文件進(jìn)行綁定。

熟練掌握Proteus和Keil軟件后，可用Proteus代替硬件試驗(yàn)箱，使用單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件Keil進(jìn)行軟件調(diào)試，設(shè)計(jì)出51單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，比如LED顯示、數(shù)碼管的顯示、鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、串口通信等。Proteus和Keil軟件安裝方便，兩者的組合使得單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有更強(qiáng)大的功能，改善了原有試驗(yàn)箱教學(xué)的單一模式，為單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)提供了方便、快捷的方法，并且彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備投資的欠缺。

3小結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，這里提出的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路是：先激發(fā)學(xué)生的興趣，然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用整合方式，把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，達(dá)到融會(huì)貫通，最后引入仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，方便快捷，打破了原有傳統(tǒng)模式的單一性。通過(guò)這樣的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，貫穿了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生收獲較大，教學(xué)效果良好。