龍諾春

（廣東白云學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，廣東 廣州 510450）

《微處理器原理與應(yīng)用》教學(xué)改革與實踐

龍諾春

（廣東白云學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，廣東 廣州 510450）

《微處理器原理與應(yīng)用》是一門理論性和實踐性強(qiáng)的綜合性課程，既有硬件技術(shù)，又有軟件設(shè)計知識。在課程教學(xué)中，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以達(dá)到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目的。針對目前存在的問題，基于應(yīng)用技術(shù)大學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教育理念，根據(jù)課程內(nèi)容及特點，以實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，從仿真教學(xué)法、實踐教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法和改革考核方式等四個方面入手對課程教學(xué)方法進(jìn)行改革。

微處理器；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)；應(yīng)用技術(shù)大學(xué)

1 引言

目前，我國一些地方高校正在向應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展，以適應(yīng)新形勢下社會對應(yīng)用型人才的要求。應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是通過對學(xué)生進(jìn)行必要的基礎(chǔ)理論教育和充分的職業(yè)訓(xùn)練，使其成為能在某一領(lǐng)域具有獨立從事職業(yè)活動能力的高級應(yīng)用技術(shù)人才。人才培養(yǎng)直接面向市場和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的課程體系和課程教學(xué)必須以學(xué)生的創(chuàng)新能力和適應(yīng)崗位需求的實踐能力培養(yǎng)為目的。

《微處理器原理與應(yīng)用》是一門理論性和實踐性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)應(yīng)用課程，是電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、自動化專業(yè)等專業(yè)的必修課程，是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐應(yīng)用能力的重要教學(xué)模塊。但通過教學(xué)發(fā)現(xiàn)，采用以教材為中心的“灌輸式”教學(xué)方法很難達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。因此，以應(yīng)用技術(shù)大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)思想，根據(jù)《微處理器原理與應(yīng)用》課程內(nèi)容及特點，對該課程的教學(xué)方法進(jìn)行研究和改革具有重要意義。

2 《微處理器原理與應(yīng)用》課程內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)

目前，為了充分發(fā)揮學(xué)生的特點和學(xué)習(xí)潛能，留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間較多，相對來說，課程教學(xué)的學(xué)時數(shù)較少。因此，教師應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)大綱要求，把握好課程教學(xué)內(nèi)容，抓住重點、難點。在教學(xué)目標(biāo)方面，不但要明確課程的知識結(jié)構(gòu)目標(biāo)，更重要的是要確立能力培養(yǎng)目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力為教學(xué)宗旨?！段⑻幚砥髟砼c應(yīng)用》課程的主要內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)可歸納如下：

2.1 課程教學(xué)內(nèi)容

《微處理器原理與應(yīng)用》課程的主要內(nèi)容有微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及內(nèi)部各功能模塊的工作原理，匯編語言指令系統(tǒng)及偽指令，匯編語言程序設(shè)計及C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)，外部接口與系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)等。

2.2 課程知識結(jié)構(gòu)目標(biāo)

要求學(xué)生熟悉微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握計算機(jī)中的數(shù)制與碼制知識。掌握C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及內(nèi)部各功能模塊的工作原理；掌握匯編語言指令系統(tǒng)及偽指令；掌握匯編語言程序設(shè)計及C語言程序設(shè)計流程與方法；掌握C51單片機(jī)I/O接口工作原理與應(yīng)用技術(shù)；掌握系統(tǒng)總線原理與系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)。熟悉集成開發(fā)環(huán)境KeilC51軟件的使用方法，掌握基于KeilC51軟件的單片機(jī)程序設(shè)計調(diào)試技術(shù)；熟悉Proteus仿真軟件的使用方法，掌握基于Proteus仿真軟件的C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真開發(fā)調(diào)試技術(shù)。熟悉C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的項目開發(fā)流程并掌握基本的設(shè)計方法與調(diào)試方法。

2.3 課程能力培養(yǎng)目標(biāo)

該課程主要是培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析問題與解決問題的能力，培養(yǎng)實踐動手能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過本課程模塊的學(xué)習(xí)，具有C51單片機(jī)內(nèi)部存儲器、I/O接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、異步串行通信等內(nèi)部各功能模塊的應(yīng)用能力，具有A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、鍵盤與顯示等外部功能模塊的應(yīng)用能力，具有應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展的基本能力，具有C51單片機(jī)匯編語言和C語言程序設(shè)計能力，具有基于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實際項目開發(fā)設(shè)計基本能力。

3 課程教學(xué)存在的問題

傳統(tǒng)的教學(xué)方法突出教師的主體地位，以課堂為中心，強(qiáng)調(diào)教材的中心作用，只注重知識的傳授，教師與學(xué)生的關(guān)系是主動傳授者與被動接受者的關(guān)系，學(xué)生是被動學(xué)習(xí)者。對于既有理論教學(xué)又有實踐教學(xué)內(nèi)容的課程常采用兩者分割的教學(xué)模式，面對實踐操作較強(qiáng)的課程難以實現(xiàn)理論與實踐的統(tǒng)一，達(dá)不到教學(xué)目的。目前《微處理器原理與應(yīng)用》課程教學(xué)大多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，通過教學(xué)發(fā)現(xiàn)主要存在以下兩個方面的問題。

3.1 以教材為中心，難以激發(fā)學(xué)生的積極性

在《微處理器原理與應(yīng)用》課程教學(xué)中，教師基本上以教材為中心，以教材內(nèi)容作為教學(xué)目的。對教材中的概念、原理進(jìn)行詳細(xì)的講解，盡力把系統(tǒng)理論和方法講解清楚。然而，對學(xué)生而言，面對大量的抽象概念和原理，感覺內(nèi)容比較枯燥，晦澀難懂。在課堂上，少數(shù)學(xué)生可能聽懂了老師講解的知識點，也往往局限于感性認(rèn)識層面上，沒有真正理解和掌握相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生是被動學(xué)習(xí)，沒有學(xué)習(xí)積極性。例如在講解“匯編語言偽指令”時，教師雖然講解了相關(guān)指令的功能，但學(xué)生難理解它的用法，不知道怎樣使用。這種“灌輸式”教學(xué)方法，很難獲得較好的教學(xué)效果。

3.2 理論與實踐分離，不易掌握知識點

傳統(tǒng)的教學(xué)方法，大多采用的是將理論與實踐操作分開上課。理論課老師在普通教室上課，對書中的知識點進(jìn)行講解，雖然力爭把理論知識講解清楚、講透徹，然而就事論事，紙上談兵，學(xué)生難以真正理解相關(guān)內(nèi)容?！段⑻幚砥髟砼c應(yīng)用》課程也分為理論課和實驗課，比例大致按3：1分配。例如在講解有關(guān)寄存器時，學(xué)生知道了寄存器的功能，但不知道怎樣進(jìn)行實際操作。另一方面，實驗課雖然到實驗室進(jìn)行，但實驗內(nèi)容和實驗時間一般都是固定的，甚至實驗步驟都是擬定好的，學(xué)生難以驗證更多的知識點，不能形成對知識的融會貫通，也不利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。因此，理論與實踐分離的教學(xué)方式不利于學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 “微處理器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)方法的改革思路

“微處理器原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容多和概念較抽象，理論性和實踐性都較強(qiáng)。學(xué)生對其中的基本原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)不易理解和掌握。針對傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的問題，以應(yīng)用技術(shù)大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，從4個方面提出《微處理器原理與應(yīng)用》課程教學(xué)方法的改革思路。

4.1 利用多媒體技術(shù)環(huán)境，采用仿真教學(xué)法

目前教室一般都采用多媒體技術(shù)，有網(wǎng)絡(luò)和教學(xué)廣播系統(tǒng)。一方面教師可利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，另一方面，可在電腦上安裝微處理器仿真軟件，通過仿真進(jìn)行直觀教學(xué)。例如我們可以在電腦上安裝proteus仿真軟件。《微處理器原理與應(yīng)用》課程主要特點是既有硬件的系統(tǒng)構(gòu)成又有匯編語言和C語言的軟件知識，適宜仿真教學(xué)。采用仿真教學(xué)方法，教師可以邊演示性邊講授。例如在講解I/O接口的工作原理時，教師可利用I/O口控制流水燈的仿真演示，使抽象的內(nèi)容變成直觀的東西，然后再講解工作原理和程序的運(yùn)行過程。仿真效果形象生動，學(xué)生可觀察到仿真的現(xiàn)象和結(jié)果，通過仿真可吸引學(xué)生的注意力，可提高學(xué)習(xí)效果。教師利用仿真可分析原因，講解工作原理和工作過程，這樣學(xué)生容易理解和獲取相關(guān)的知識，達(dá)到事半功倍的效果，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。

4.2 以應(yīng)用為目的，采用實踐教學(xué)法

實踐教學(xué)不只是實驗，而是通過實驗進(jìn)行教學(xué)，教師采取“做中教”的方法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，“學(xué)中做”，邊做邊教，邊做邊學(xué)，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機(jī)統(tǒng)一，這樣，學(xué)生在獲得感性認(rèn)識的同時，又可理解和掌握相關(guān)知識點，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，提高實踐應(yīng)用能力。

《微處理器原理與應(yīng)用》課程既有硬件的系統(tǒng)構(gòu)成又有軟件知識，理論性和實踐性很強(qiáng)，不但要掌握基本的理論知識，還要掌握實際的操作方法。在理論教學(xué)的同時還應(yīng)加強(qiáng)實踐內(nèi)容的教學(xué)。通過一體化的教學(xué)環(huán)境、仿真實驗平臺和實驗箱，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合成為可能，為實踐教學(xué)提供了基本的條件。實踐教學(xué)的前提是要合理構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容。但由于《微處理器原理與應(yīng)用》課程的實踐內(nèi)容相當(dāng)多，想在有限的課時內(nèi)完成豐富的實踐內(nèi)容是不可能的，因此，教師應(yīng)研究課程內(nèi)容與特點，明確哪些內(nèi)容更適合在實踐中教學(xué)。例如，在“匯編語言指令”教學(xué)中，可以利用實驗室環(huán)境，采用keil軟件調(diào)試、運(yùn)行有關(guān)指令，然后分析指令功能。采用這種方法教學(xué)，學(xué)生可以看到指令執(zhí)行的結(jié)果，從而容易理解和接受。實踐內(nèi)容可從兩個方面進(jìn)行構(gòu)建：第一部分為微處理器基礎(chǔ)知識，目的是要求學(xué)生熟練掌握微處理器的基本原理和基本操作方法；第二部分以應(yīng)用為目的，主要是微處理器的接口與擴(kuò)展技術(shù)。這種實踐教學(xué)方法可使理論教學(xué)融入到實驗中去，做到理論與實踐的統(tǒng)一，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

4.3 以能力培養(yǎng)為目的，采用項目驅(qū)動教學(xué)法

應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)是以學(xué)生未來就業(yè)崗位需要為導(dǎo)向，以培養(yǎng)適應(yīng)市場和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的應(yīng)用技術(shù)人才為目的，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生技術(shù)應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。項目驅(qū)動教學(xué)法是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的一種教學(xué)方法。在課程教學(xué)改革中，項目驅(qū)動教學(xué)成為教學(xué)的一個環(huán)節(jié)，該教學(xué)法以學(xué)生為主體，以解決實際問題的方式來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其求知欲望。采用項目驅(qū)動教學(xué)法，項目來源可由學(xué)生提出，充分發(fā)揮學(xué)生的智慧，也可由教師根據(jù)學(xué)生的情況擬好項目課題，為了滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,在項目設(shè)計過程中依據(jù)學(xué)生的能力設(shè)計難度不同的題目供學(xué)生進(jìn)行選擇,滿足不同口味的學(xué)生要求,給學(xué)生更多的自主權(quán),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。例如“智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計”項目課題。學(xué)生可以組成項目小組，對于小組中的每一個成員應(yīng)提出任務(wù)要求，也可以一個人獨立完成任務(wù)。該環(huán)節(jié)的時間安排為第二課堂，學(xué)生利用課外時間完成學(xué)習(xí)任務(wù)。項目的完成能大大激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，同時也提高了學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力[2]。在這個過程中學(xué)生會不斷遇到和發(fā)現(xiàn)問題，而當(dāng)問題得以解決時，就會有一種成就感,會產(chǎn)生一種進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的動力，使學(xué)生成為一個主動學(xué)習(xí)者。在項目驅(qū)動教學(xué)法中，教師是一個組織者、指導(dǎo)者和咨詢者。教師應(yīng)充分發(fā)揮指導(dǎo)者的作用，解決學(xué)生遇到的問題，指導(dǎo)和幫助學(xué)生完成任務(wù)。通過正確引導(dǎo)，使學(xué)生能夠完成任務(wù)，以此要求學(xué)生主動學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到教學(xué)目的。教師在整個教學(xué)過程中應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行動態(tài)管理，起管理與監(jiān)督作用，最后根據(jù)學(xué)生任務(wù)完成質(zhì)量情況進(jìn)行成績評定。學(xué)生通過完成項目設(shè)計與制作任務(wù)，可以培養(yǎng)實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

4.4 改革考核方式，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

高等教育人才培養(yǎng)的另一個重要任務(wù)是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，使學(xué)習(xí)具有終身學(xué)習(xí)和獲取新知識的能力。自主學(xué)習(xí)能力是在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)形成的，在這個過程中還需要監(jiān)督和考核機(jī)制，其中考核是重要的環(huán)節(jié)?？己顺司哂卸酱僮饔檬箤W(xué)生主動去學(xué)習(xí)外，還是檢驗教學(xué)和學(xué)習(xí)效果的重要手段，學(xué)生必須通過考核取得成績并獲得學(xué)分。目前由于考核方式比較單一，主要采用一張試卷定成績的方式，使得大部分學(xué)生只重視分?jǐn)?shù)，學(xué)習(xí)純粹是為了應(yīng)付考試。這樣，不利于學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此，應(yīng)就考核方式和考核內(nèi)容進(jìn)行改革，改變僅憑期末一張試卷定成績的做法,力爭將以往的結(jié)果考核改變?yōu)檫^程考核。在考核方式的改革中，應(yīng)遵循以學(xué)生為主體、以學(xué)習(xí)效果和能力考核為主的原則，形成考試不是教學(xué)目的，只是檢查教學(xué)效果的手段的意識?？己朔绞降母母镏饕?個方面:（1）平時考核:包括平時作業(yè)考核、出勤情況考核、課堂表現(xiàn)情況考核。（2）實驗考核：根據(jù)實驗任務(wù)完成情況、實驗過程中的表現(xiàn)、實驗報告等進(jìn)行考核。（3）項目考核：根據(jù)項目任務(wù)完成情況、設(shè)計制作過程中的表現(xiàn)、項目設(shè)計說明書的質(zhì)量等進(jìn)行考核。（4）期末考核：期末考試主要以基本概念、基本原理、重點內(nèi)容為考核內(nèi)容。成績評定及構(gòu)成占比為：平時成績20%，實驗成績20%，項目設(shè)計30%，期末考試30%。

通過改革考核方式，強(qiáng)調(diào)過程考核和期末考核相結(jié)合，以檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和真實水平，同時可使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

《微處理器原理與應(yīng)用》課程主要特點是既有硬件的系統(tǒng)構(gòu)成又有匯編語言和C語言的軟件知識，內(nèi)容多和概念較抽象，理論性和實踐性都較強(qiáng)，在專業(yè)教學(xué)課程體系中又具有重要地位，而且微處理器在智能控制方面具有廣泛的應(yīng)用價值。為培養(yǎng)學(xué)生在微處理器方面的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，針對目前該課程在教學(xué)中存在的問題，以應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的辦學(xué)理念，從應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，對該課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革。通過近兩年的教學(xué)證明，改革取得了明顯的效果，達(dá)到了課程教學(xué)目的。

[1]王妍瑋等．單片機(jī)課程設(shè)計實踐教學(xué)[J]．科技教育，2010(1)：178-179．

[2]陳艷麗，劉小燕．“單片機(jī)原理與應(yīng)用”教學(xué)改革探討[J]．中國電力教育，2010(1)：74-75．

Reform and Practice of the Teaching of Microprocessor Principle and Application

Long Nuochun
(Guangdong Baiyun University,Guangzhou 510450,Guangdong)

Microprocessor Principle and Application is a theoretical and practical course,which has both hardware and software design knowledge.In the course teaching,adopting the traditional teaching method is difficult to achieve the purpose of innovative talents training.Aiming at the problems,with the education concept of cultivating innovative talents for universities of applied sciences,and according to the course content and characteristics,the thesis puts forward the teaching reform from four aspects including simulation teaching,practical teaching,project-driven teaching and examination reform.

microprocessor;teaching reform;ability training;universities of applied sciences

TP368.1

A

1008-6609(2015)11-0043-03

龍諾春，男，湖南邵陽人，副教授/高級工程師，研究方向：教學(xué)方法，嵌入式系統(tǒng)，智能控制技術(shù)。

“電子信息工程專業(yè)綜合改革”試點項目（廣東省級項目）。