李美蓮

（安徽三聯(lián)學(xué)院信息與通信技術(shù)系，安徽合肥230601）

對三本院校單片機教學(xué)改革的探討

李美蓮

（安徽三聯(lián)學(xué)院信息與通信技術(shù)系，安徽合肥230601）

針對三本院校單片機教學(xué)中存在的問題，提出了教學(xué)方法和教學(xué)模式改革的思路和實施措施；并根據(jù)高等教育的目標(biāo)及應(yīng)用型三本院校學(xué)生的特征，在教學(xué)過程中通過調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、選取比較適合學(xué)生的課題式教學(xué)、運用Proteus和Keil仿真軟件、課后作業(yè)采取小組分工式合作等教學(xué)方法使得學(xué)生更好地掌握單片機的軟硬件知識.

單片機；教學(xué)方法；課題式；學(xué)習(xí)興趣；小組

民辦三本院?！秵纹瑱C原理及應(yīng)用》是電子信息工程、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣與自動化等專業(yè)的核心專業(yè)課，能為從事電子相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)培養(yǎng)具有單片機應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計、分析、調(diào)試和制作能力的實踐性人才，同時又為嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).本文就三本院校單片機的教學(xué)改革淺談自己的觀點：

1 改變傳統(tǒng)的灌輸式教育，利用Proteus和Keil進行仿真，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

傳統(tǒng)的單片機教學(xué)總是以教師為主題，圍繞教材，講述單片機的發(fā)展史、硬件原理、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、中斷定時、串行接口和基本擴展，最后再舉一兩個例子.這樣就造成了學(xué)生學(xué)完單片機這門課，大部分學(xué)生還是不會編程，硬件也不會，這種以教師為主，對學(xué)生實施滿堂灌的高中式教育，極大的扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更別提學(xué)習(xí)的興趣了.而單片機這門課是以簡單的硬件知識，稍復(fù)雜且靈活的軟件編程來完成的.這就要求在教學(xué)中要以學(xué)生為主題，教師為輔的教學(xué)方法.

教學(xué)時，可以利用可視性比較強的Proteus和Keil軟件進行仿真.Proteus是一種低投資的電子設(shè)計自動化軟件，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用單片機的MCU和外設(shè).并且Proteus中有龐大的元器件庫、大量的虛擬儀器和調(diào)試工具，只要利用美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)完成軟件程序的編寫與調(diào)試，生成hex文件，然后把它裝到Proteus中單片機芯片中，就可以仿真，看到效果.這種可視性比較強的教學(xué)手段極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2 選取“課題式”教學(xué)方法，驅(qū)動課堂教學(xué)

一般三本院校單片機這門課的課時還是很有限的，怎樣才能讓學(xué)生在少課時的情況下很輕松的掌握單片機的硬件和軟件知識，這也是我們課題組經(jīng)過了調(diào)查、討論、研究采用的“課題式”教學(xué)方法.

課題組在很多企業(yè)比如：美的、海爾、中信、格力等企業(yè)進行了大量的調(diào)研，共同研究分析了單片機技術(shù)崗位的工作過程，弄清了單片機在企業(yè)中的運用過程，然后再根據(jù)學(xué)生的特點，從而明確了三本院校單片機課程的培養(yǎng)目標(biāo).根據(jù)這種培養(yǎng)目標(biāo)，課題組選取了很多優(yōu)質(zhì)的課題.

2.1 選取優(yōu)質(zhì)課題

在選取課題過程應(yīng)該把握以下原則：（1）實用性.選取課題一定要是我們?nèi)粘Ｓ玫目梢曅暂^強的一些產(chǎn)品的設(shè)計.這樣不至于學(xué)生設(shè)計出來的作品是被社會所淘汰的.（2）可行性.要根據(jù)學(xué)生的特點以及知識的難點合理的選擇課題，不能太難也不能太簡單，要根據(jù)學(xué)生的進度及掌握情況來實施.比如：準(zhǔn)備講外部中斷和定時器時，可以從音樂著手，先講一下一個按鍵“do”的控制，然后用蜂鳴器發(fā)出來，然后在這個基礎(chǔ)上擴展到四個按鍵甚至更多，到最后能演奏一首曲子，學(xué)生會非常感興趣，視覺聽覺效果都非常好.

2.2 課題實施階段

一般情況下一個星期一個課題，課題從最簡單的開始逐步加大難度，設(shè)計了很多種方案可供教師選擇，比方其中一條方案是：點亮二極管→數(shù)碼管的控制→按鍵的控制→液晶12864→時鐘電路→電機→A/D和D/A→雙機通信→可自動尋跡的小車→兩輛車的控制.每個課題實際上又包括了很多的項目，比如最簡單的點亮二極管這個課題，包括了很多項目，項目也是從最簡單的開始，逐步深化.從一只二極管的閃爍→流水燈的設(shè)計→交通燈的設(shè)計.在上課時教師得先講一個項目的分析、設(shè)計、仿真及調(diào)試，基于這個項目的延伸靠學(xué)生自己去分析、設(shè)計和仿真.對項目分析時得把項目涉及到的硬件和軟件知識一一講解、講透，讓學(xué)生在以后能靈活的運用.遇到有關(guān)的芯片比如12864液晶，得教會學(xué)生怎樣看英文的時序圖及引腳說明，怎樣控制這些引腳.這對三本院校的學(xué)生尤其是電類的學(xué)生這是很關(guān)鍵的，只要會看引腳圖和時序圖，就知道怎么去控制它，動手能力和創(chuàng)新能力自然就得到了提高.

2.3 課題評估階段

課題評估是課題教學(xué)法的一個重要環(huán)節(jié).應(yīng)根據(jù)三本院校學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計評估標(biāo)準(zhǔn)，客觀公正的評估學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及效果.在評估時要看到學(xué)生對項目完成的進度，學(xué)生欠缺的知識來公正的評價，同時進行補差.到最后期末考試時不能采用傳統(tǒng)的考試方法筆試，而采用學(xué)生在規(guī)定的3小時時間內(nèi)選一個項目進行分析、設(shè)計以及仿真，現(xiàn)場編程的手段來評價學(xué)生.這也符合了現(xiàn)代的高等教育對工科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo).

3 課后作業(yè)

課后作業(yè)采取一個寢室一個小項目，以小組的形式合理分工，使得小組中的每一位學(xué)生都有一個特定的職責(zé).小組學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生合作意識的一種基本途徑，在這個學(xué)習(xí)過程中學(xué)生可以把自己的思路和別人共享，而且學(xué)生更多的擁有了自由組合、分工協(xié)作的機會，擁有了評價和討論他人觀點的機會以及空間和時間.小組中一般是兩個同學(xué)搞硬件這一塊，兩個同學(xué)搞軟件這一塊，然后再聯(lián)調(diào)，一個星期一個小課題，一個月以后搞軟件的同學(xué)和搞硬件的同學(xué)對調(diào)，互相學(xué)習(xí)，互相商量，更好的完成課題中的項目，同時也調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.比如：學(xué)生在做控制小車這個項目時，有兩個同學(xué)得先上網(wǎng)搜有關(guān)電機方面的知識，到底選直流電機還是步進電機，選完以后還得考慮電機的驅(qū)動問題，一般選擇都是L298，等全弄清楚以后在proteus中畫圖，告訴另外兩個做軟件的同學(xué)有關(guān)的知識與接線，做軟件的同學(xué)接下來就得去上網(wǎng)搜L298怎樣控制電機的轉(zhuǎn)動的，接下來就是編程來實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn).最后再把hex文件下到單片機芯片中，來實現(xiàn)聯(lián)調(diào).

學(xué)生學(xué)到中期時，可有學(xué)的比較好的學(xué)生在老師的幫助下牽頭成立電子信息協(xié)會，愛好單片機可以加入，這個協(xié)會系里出一定的經(jīng)費，雖然不多，但做一些不是非常復(fù)雜的設(shè)計還是完全可以做到的，從而更好地促進理論與實踐的結(jié)合，加強了學(xué)生動手能力的提高，這樣就不僅僅是仿真，真正做到了實物，讓學(xué)生理解了不是所有能仿真出來的都能有實物效果.另外這個電子信息協(xié)會也是為全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽做準(zhǔn)備，到暑假時會從這個協(xié)會里挑一些掌握單片機程度比較好的學(xué)生參加安徽省和全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽，從某方面來講也極大的促進了教學(xué).

4 編程語言的選擇

有一部分人說用C語言編程序比較好，也有一部分人說匯編語言比較好，那么在教學(xué)中到底采用哪種語言呢？C語言是一種編譯型的設(shè)計語言，可移植性好，另外具有豐富的庫函數(shù)，這樣為在程序中模塊化設(shè)計方法提供了有力的保障但是占有的存儲空間大.匯編語言和處理器密切相關(guān)，每種處理器都有自己的指令系統(tǒng)，可移植性非常差，但是它可以有效直接的控制硬件.兩種語言都有它的優(yōu)缺點，課題組經(jīng)過了深入的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)哪種語言都可以，不過經(jīng)過將近兩年的觀察發(fā)現(xiàn)三本院校的學(xué)生還是喜歡用C語言來編程，個人認為上課時可以先以C語言的形式展開，畢竟學(xué)生學(xué)過C語言，用起來熟悉點，到后面等學(xué)生了解了單片機基本的結(jié)構(gòu)以后可以適當(dāng)?shù)挠脜R編語言來編程，這樣對一些掌握程度比較好的學(xué)生是非常大的幫助，因為一個比較好的單片機程序員會用C語言和匯編語言混合編程的，各取優(yōu)點.要想編寫出高速度、高效率、可移植性強的單片機程序，必須集合C語言和匯編語言的優(yōu)勢，在編程過程中，一般用C語言來構(gòu)建框架，而用匯編語言作為子程序來處理一些有實時性要求的特殊應(yīng)用.對那些掌握程度好的學(xué)生必須兼顧到.

總的來講，單片機的教學(xué)是多種多樣的，教學(xué)方法也是非常多的.本文是我們課題組經(jīng)過將近兩年時間的深入調(diào)查、考究以及在教學(xué)中的心得總結(jié)出的觀點，課題組認為這種“課題式”的教學(xué)方法和課后作業(yè)小組分工的形式，加強了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，同時也取得了較好的教學(xué)效果.在這兩年的全國和省大學(xué)生電子設(shè)計大賽中獲得了一等獎、二等獎、三等獎的好成績，同時也得到了用人單位的好評.但是如何將教學(xué)改革進行的更加深入，為社會和用人單位培養(yǎng)出更優(yōu)秀的單片機應(yīng)用型人才，還需要我們課題組繼續(xù)努力、不斷探索.

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G642.0

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1673-260X（2013）09-0200-02

科學(xué)思維與創(chuàng)新能力在應(yīng)用型高校電子類專業(yè)中的應(yīng)用和實踐（校級課題）（10zlgc002）