單片機(jī)原理課程是電子信息科學(xué)與技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的必修課，從學(xué)生平時(shí)上課的表現(xiàn)和考試的結(jié)果，以及學(xué)生走上工作崗位后反饋的情況來(lái)看，筆者學(xué)校的單片機(jī)原理課程教學(xué)存在著一些不足之處。為響應(yīng)學(xué)校創(chuàng)建省級(jí)示范應(yīng)用型本科院校的號(hào)召，全面提高學(xué)校的辦學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平，2008年，筆者學(xué)校對(duì)單片機(jī)原理課程的教學(xué)進(jìn)行了探索性的改革。

一、單片機(jī)原理課程教學(xué)存在的問(wèn)題

1.編程語(yǔ)言掌握不牢

多年來(lái)，單片機(jī)原理課程教學(xué)都是以匯編語(yǔ)言為主。從每屆學(xué)生考試的結(jié)果來(lái)看，學(xué)生對(duì)匯編語(yǔ)言部分的知識(shí)掌握得不好。而對(duì)于單片機(jī)原理這樣以培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用能力為主要教學(xué)目標(biāo)之一的課程來(lái)說(shuō)，編程語(yǔ)言掌握不好，對(duì)單片機(jī)原理的掌握自然無(wú)從談起。匯編語(yǔ)言是低級(jí)語(yǔ)言，僅是機(jī)器指令的簡(jiǎn)單符號(hào)化，寄存器使用相對(duì)高級(jí)的語(yǔ)言，操作繁雜，并且要求學(xué)生具有一定的硬件基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生顯然在短時(shí)間內(nèi)難以完全掌握。

2.教學(xué)模式單一

目前大多數(shù)高校的理論教學(xué)過(guò)程都采用先基礎(chǔ)后應(yīng)用的模式，即單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)—指令系統(tǒng)—匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)—外部系統(tǒng)擴(kuò)展—接口技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這種模式雖然思路清晰，但是存在著過(guò)于機(jī)械化的弊端，缺乏生動(dòng)、直觀的輔助教學(xué)手段，讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)習(xí)單片機(jī)枯燥乏味，沒(méi)有現(xiàn)實(shí)意義，缺乏興趣，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)形式單一且受重視程度不夠。當(dāng)前的實(shí)踐課教學(xué)大多以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，而開設(shè)的也多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)觀察我們不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)大都是用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上已經(jīng)寫好的程序資料，沒(méi)有多少同學(xué)會(huì)去分析程序的流程，更不用說(shuō)去研究、讀懂那些代碼了。另外，對(duì)于用到電路硬件的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也只是按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求在實(shí)驗(yàn)箱上做簡(jiǎn)單的連線，沒(méi)有一個(gè)整體的電氣原理圖的概念，再加上實(shí)驗(yàn)條件有限，不可能每個(gè)同學(xué)都得到老師的輔導(dǎo)，因此導(dǎo)致學(xué)生過(guò)度追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而忽略了硬件設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試等過(guò)程。

3.課程內(nèi)容滯后

單片機(jī)教學(xué)都是以8031或MCS-51為例來(lái)進(jìn)行的，多年來(lái)基本沒(méi)有變化。而實(shí)際上單片機(jī)已經(jīng)發(fā)展出了很多品種，即使是51系列的單片機(jī)的種類也是非常豐富的，比如有內(nèi)置看門狗、PWM、SPI和A／D、D／A等類型。但是學(xué)生們對(duì)此卻知之甚少。

二、單片機(jī)原理課程理論教學(xué)改革

1.多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合

隨著大學(xué)教育教學(xué)改革的深入，多媒體教學(xué)將更加廣泛地應(yīng)用于各個(gè)教育教學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)教學(xué)是以課堂教學(xué)為主、以教師為中心的教學(xué)，而對(duì)單片機(jī)原理這種實(shí)踐性較強(qiáng)的課程來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法顯然難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。多媒體教學(xué)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)方法進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，集文字、圖像、聲音、視頻影像、動(dòng)畫等各種信息于一體，教學(xué)更加形象、直觀和生動(dòng)。例如通過(guò)豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，同學(xué)們能夠了解當(dāng)前有關(guān)單片機(jī)的新書訊、新技術(shù)、新信息和相關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容，了解單片機(jī)應(yīng)用和發(fā)展的現(xiàn)狀。又如在每章節(jié)的最后，教師可以把網(wǎng)絡(luò)上具有代表性的和應(yīng)用性的問(wèn)題搬到課堂上，組織學(xué)生進(jìn)行討論和分析，使在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)能和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系在一起。這樣就可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)搜集和消化網(wǎng)絡(luò)上的有關(guān)資源，學(xué)會(huì)查閱單片機(jī)廠家提供的芯片技術(shù)資料，為將來(lái)自己進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

2.在匯編語(yǔ)言教學(xué)中引入標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言

鑒于匯編語(yǔ)言不容易掌握，教師在講授完單片機(jī)原理硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)章節(jié)之后，可引入單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的教學(xué)內(nèi)容。其內(nèi)容主要包括C的基本語(yǔ)法、C的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、C的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和C的流程控制等知識(shí)要點(diǎn)，并且在講解的過(guò)程中，教師要注意將其與匯編語(yǔ)言作對(duì)比，幫助學(xué)生理解二者在端口和中斷等定義上的不同。學(xué)生在了解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，理解C的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到C語(yǔ)言相對(duì)匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，如可讀性、可維護(hù)性好，便于維護(hù)和調(diào)試以及代碼重用和移植等。通過(guò)匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言進(jìn)行對(duì)照的教學(xué)模式，學(xué)生可以很快地掌握單片機(jī)原理應(yīng)用的編程，這無(wú)疑對(duì)后期的學(xué)習(xí)大有益處。

3.引入單片機(jī)最常用的開發(fā)工具Keil C51

集成電路的發(fā)展使得單片機(jī)的性能不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊，單片機(jī)編譯調(diào)試工具也在不斷完善。最常用的開發(fā)工具Keil C51是由美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，同時(shí)隨著Windows版本的更新不斷完善，而最重要的一點(diǎn)是Keil C51生成目標(biāo)代碼的效率非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。

在操作的軟件系統(tǒng)界面圖中，窗口標(biāo)題欄下緊接著是菜單欄，菜單欄下面是工具欄。工具欄下面的左邊是項(xiàng)目管理器窗口，在該窗口既可以查看項(xiàng)目的文件情況，也可以查看程序執(zhí)行時(shí)寄存器的實(shí)時(shí)值J。在管理器窗口的右邊是編輯窗口，它的下面是命令窗口和各種輸出信息窗口，對(duì)于這些窗口可以通過(guò)視圖菜單( View)下面的命令打開或關(guān)閉。

在引入標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，為了使學(xué)生畢業(yè)走向社會(huì)后，能夠更快地適應(yīng)企業(yè)單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)，我們又引導(dǎo)學(xué)生掌握此開發(fā)平臺(tái)的使用方法，為他們今后開展工作打下了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。

三、單片機(jī)原理課程實(shí)踐教學(xué)改革

1.變革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

我們嘗試改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑褐笇?dǎo)教師僅提供實(shí)驗(yàn)的方向，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵筇崆邦A(yù)習(xí)，自己到圖書館或者網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，編寫相關(guān)的實(shí)驗(yàn)程序；在實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題，可與小組成員討論解決，最后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題以及提出解決方案。同時(shí)，教師也可以組織學(xué)生間進(jìn)行交流，對(duì)各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告展開分析和討論，從而提高學(xué)生的研究能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.充分利用課外時(shí)間

單片機(jī)原理課程的課外教學(xué)也是實(shí)踐教學(xué)中很重要的一個(gè)組成部分，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)補(bǔ)充。事實(shí)上，學(xué)生可以通過(guò)組織興趣小組、參與教師的科研等多種方式進(jìn)行課外學(xué)習(xí)。例如筆者學(xué)校團(tuán)委和科技處組織學(xué)生申報(bào)研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，這在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，強(qiáng)化了他們的實(shí)踐能力和獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。另外，單片機(jī)課程任課老師也適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生課外學(xué)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)，針對(duì)學(xué)生感興趣的研究方向，提供參考書目，引導(dǎo)學(xué)生了解最新動(dòng)態(tài)、把握研究方向，與學(xué)生展開討論；同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生走出學(xué)校，參加各種嵌人式系統(tǒng)講座和校內(nèi)外組織的各種跟單片機(jī)相關(guān)的競(jìng)賽活動(dòng)，開闊視野，逐步增長(zhǎng)、培養(yǎng)自己的研究能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

在單片機(jī)課程理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中引入新的內(nèi)容和方法，是否提高了學(xué)生們對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣和熱情呢？我們?cè)O(shè)計(jì)了單片機(jī)原理課程評(píng)價(jià)調(diào)查表，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生們對(duì)課程改革教學(xué)的認(rèn)可度。我們分別對(duì)05級(jí)和06級(jí)共計(jì)280名學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)得出的結(jié)果是05級(jí)122名學(xué)生評(píng)出的分?jǐn)?shù)平均分為88.36，06級(jí)158名學(xué)生給出的平均分是90.02。通過(guò)學(xué)生們對(duì)改革后的單片機(jī)原理課程教學(xué)的評(píng)價(jià)可以看出，該課程并非那么難學(xué)，只要教師采用合理的教學(xué)方法，通過(guò)多種手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果就一定能夠得到不斷提升。

（作者單位：河北省邢臺(tái)技師學(xué)院）