【摘 要】介紹了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的多個(gè)措施，探討了如何通過(guò)強(qiáng)化單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生面向工程的應(yīng)用能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

【關(guān)鍵詞】高職 單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 虛擬 競(jìng)賽

單片機(jī)技術(shù)是一個(gè)現(xiàn)代化的電子工程技術(shù)迅速發(fā)展，各種嵌入式系統(tǒng)中使用。電子行業(yè)的發(fā)展中芯片技術(shù)是起到了巨大的推動(dòng)作用的。工業(yè)現(xiàn)代化和教育現(xiàn)代化的發(fā)展都離不開(kāi)它的技術(shù)支持?，F(xiàn)在的微控制器實(shí)驗(yàn)室大多數(shù)高校已經(jīng)具備，但許多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量卻不大樂(lè)觀。我們的學(xué)校一般存在以下問(wèn)題：（1）缺乏實(shí)驗(yàn)空間和時(shí)間。學(xué)生除了實(shí)驗(yàn)課時(shí)，通常是難得的機(jī)會(huì)去練習(xí)。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱只能滿足要求的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)箱完成后，學(xué)生參加一個(gè)困難的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中去，學(xué)生的實(shí)踐能力是很難得到鍛煉和提高學(xué)生的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的整體概念是難以建立。此外，該設(shè)備被配置為使得實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量限制，也有現(xiàn)實(shí)設(shè)備的維修工作量。（3）實(shí)驗(yàn)裝置只適用于單芯片系列，如果開(kāi)一個(gè)新的微處理器的課程，則需要重新配置的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，提高學(xué)校的投入。

建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式的微控制器實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)有一個(gè)開(kāi)放式的管理，面向全體學(xué)生，在課余時(shí)間為學(xué)生提供所需的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，設(shè)備等。除了實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)，還包括學(xué)生的愛(ài)好，第二課堂活動(dòng)，創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)放范圍開(kāi)放項(xiàng)目。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)管理模式的重點(diǎn)是知識(shí)，能力，素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)施個(gè)性化教學(xué)原則，專注于個(gè)性發(fā)展，目的是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。在實(shí)施過(guò)程中，要注意的內(nèi)容不應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱規(guī)定的重復(fù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該屬于實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)張；還注重整合和集中，加強(qiáng)基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)面覆蓋，重點(diǎn)發(fā)展知識(shí)的綜合能力。另外，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用中，結(jié)合工作實(shí)際，以加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維和工程概念，建立培訓(xùn)，學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。打開(kāi)實(shí)驗(yàn)突出的學(xué)生自治組織，全方位體現(xiàn)學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生確立獨(dú)立自主的思維方式，課件教學(xué)設(shè)計(jì)上要多設(shè)計(jì)操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要讓學(xué)生最大化的發(fā)揮自己的主體作用，老師和學(xué)生實(shí)行分工配合。解釋和指導(dǎo)點(diǎn)到為止，讓學(xué)生覺(jué)得獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，獨(dú)立分析。

使用Proteus和Keil微控制器集成的虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其最大的特點(diǎn)是，它可以模擬微控制器和外圍芯片。 Proteus軟件支持的外圍設(shè)備有74LS373，8255，矩陣鍵盤(pán)，液晶顯示器，以及各種A/D，D/A轉(zhuǎn)換器。此外，用戶可以創(chuàng)建一個(gè)新的組件模型。KEILC51集成環(huán)境變形對(duì)于MCS-51系列單片機(jī)，也可以實(shí)現(xiàn)在線同步調(diào)試。uVision中調(diào)試器的調(diào)試功能也很豐富，一個(gè)普通的源代碼調(diào)試，調(diào)試符號(hào)特征，歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。構(gòu)造變形主要是利用虛擬實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)用Keil。硬件電路設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面：系統(tǒng)的擴(kuò)展（包括ROM，RAM，I/O端口，定時(shí)器等功能單元擴(kuò)展）和系統(tǒng)配置（即根據(jù)外設(shè)，如鍵盤(pán)，顯示系統(tǒng)配置要求，通過(guò)使用該軟件，使學(xué)生能掌握硬件電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)是應(yīng)用程序編制，測(cè)試，軟件開(kāi)發(fā)，使學(xué)生掌握的步驟，方法和技術(shù)。硬件和軟件的設(shè)計(jì)是完整的，系統(tǒng)還需要總調(diào)，這兩個(gè)組合在一起，形成聯(lián)合執(zhí)行環(huán)境仿真系統(tǒng)，其中，KEIL軟件調(diào)試接口，同時(shí)作為硬件仿真和調(diào)試接口的變形。因此，它可以像相同的調(diào)試仿真器程序。

單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)是針對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)而開(kāi)發(fā)的內(nèi)容全面、結(jié)構(gòu)完整的單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建基于Internet遠(yuǎn)程智能化虛擬系統(tǒng)，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特有優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)與交流不受時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的限制，甚至可以聯(lián)機(jī)協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以圖形、文字、動(dòng)畫(huà)等方式呈現(xiàn)在客戶端的瀏覽器上，具有較強(qiáng)的交互性和真實(shí)性。同時(shí)，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的伸縮性和適應(yīng)性，有助于提高分散教學(xué)資源的利用率，形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)管理體系。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室可作為傳統(tǒng)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充模式。我院在設(shè)計(jì)中采用服務(wù)器和客戶端模式，可以實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的交互通訊。我院自主開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，學(xué)生只需到我院的網(wǎng)站注冊(cè)一個(gè)用戶名并下載客戶端，便可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。

以電子技術(shù)競(jìng)賽為契機(jī)，深化單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革課程與教學(xué)改革一直是高職院校所關(guān)注的熱門話題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果直接影響著應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。目前，以單片機(jī)控制技術(shù)為核心的電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域之廣是其他技術(shù)無(wú)法比擬的。但是學(xué)校教學(xué)內(nèi)容卻滯后于科技的高速發(fā)展。在高職院校開(kāi)展電子技術(shù)競(jìng)賽正是解決這一問(wèn)題的有效途徑。競(jìng)賽有力地促進(jìn)了專業(yè)課程內(nèi)容的整合和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新。一方面，所有參加競(jìng)賽的學(xué)生都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的賽前培訓(xùn)和賽中訓(xùn)練，學(xué)生普遍反映受益匪淺。實(shí)踐證明，這樣的學(xué)生在就業(yè)時(shí)也普遍受到企業(yè)青睞。此外，為了能夠使沒(méi)有參賽的學(xué)生也得到同樣的訓(xùn)練，我院還開(kāi)設(shè)了電子專業(yè)課程的設(shè)計(jì)訓(xùn)練課程，作為傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充。課程完全按照電子競(jìng)賽的要求進(jìn)行。這樣的訓(xùn)練有效地提高了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)。另一方面，以競(jìng)賽為契機(jī)，改革單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法。由于競(jìng)賽中涉及的單片機(jī)內(nèi)容能夠跟隨科技發(fā)展的步伐，競(jìng)賽的題目具有實(shí)際意義，所以對(duì)目前的單片機(jī)理論教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革起了一定的引導(dǎo)作用。

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