于雷+劉懷愚+宋文

摘要：針對單片機課程教學上存在的問題以及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，在理論教學、實驗教學兩個方面提出了一些見解和方案，建立以興趣為引導，以單片機系統(tǒng)的設計為主線，以理論和實驗相結合為宗旨，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力為目標的單片機課程教學體系。教學結果表明，改革后的單片機教學有效地提高了學生的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

關鍵詞：單片機；Proteus仿真；C51語言；虛擬實驗室；創(chuàng)新培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0123-02

An Exploration on the Teaching of the SCM Course

YU Lei， LIU Huai-yu

（Huaibei Normal University， Huaibei 235000， China）

Abstract： For the existing problems in teaching of SCM（single chip microcomputer） course and the need for innovative personnel training， some ideas and plans in Theory Teaching and Experiment Teaching are given. To establish teaching system of SCM， it takes the interest as the guide and the design as the main line， with the combination of theory and experiment for the purpose， it also takes the training of innovative ability and practical ability as the target.The result shows that it improves the students' professional ability and innovation ability with the new teaching system.

Key words： SCM； Proteus simulation； C51 language； virtual lab； innovative training

《單片機原理與應用》是高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、電氣控制等專業(yè)所開設的一門必修課。該課程綜合性、實踐性以及應用性都很強，不僅要求學生掌握單片機及其相關知識，還要求學生具有單片機應用系統(tǒng)設計的能力，對培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。然而，既讓學生掌握基礎知識，又讓學生盡快地掌握設計技巧，這無疑是對學生能力和耐心的一個挑戰(zhàn)，在實際的教學過程中，一些學生反映該課程比較抽象難懂，從而導致部分學生“遇難而止”，失去了學習單片機的激情和興趣。

針對這個問題，我們從單片機理論教學和單片機實驗教學兩個方面進行了一些探索，這對學生的學習興趣和實踐動手能力有了很大的提高。

1 單片機理論教學

理論教學是獲取專業(yè)知識的基礎和主要途徑，良好的教學氛圍不僅能使同學們輕松地掌握理論知識，還能提高同學們的學習興趣。

1.1 抓住學生的好奇心

好奇心往往是興趣培養(yǎng)的動力源泉，抓住學生的好奇心在提高學習興趣方面至關重要。如我在上第一節(jié)課時，沒有去過分地強調什么是單片機，學好單片機有什么好處等，而是告訴同學們今天給他們帶來一個非常有趣的玩具，然后直接拿了我們自己設計的一款循跡小車，并讓某位同學在地上隨意畫出的一條路徑，通過觀察一下小車的運行情況，讓同學們發(fā)揮想象力，猜想一下小車怎么知道行駛路線、怎么進行方向控制等，最后告訴他們“這都是由我們將要學習的單片機進行控制的”。這樣就一下子吸引了學生的眼光，也激發(fā)了學習和探索單片機的興趣。

1.2 “虛擬實驗室”式的課堂教學

《單片機原理與應用》不僅需要熟悉硬件電路的設計和結構，還要掌握軟件編程方法和技巧，一段程序對不對，到底在控制方面起不起作用，那要結合軟硬件一起來進行調試，為此，我們將“虛擬實驗室”搬進了課堂?！疤摂M實驗室”由Proteus和Keil C51軟件組成，其中，Proteus提供了豐富的模擬和數(shù)字器件模型，可以完整地仿真51系列單片機及其相連的模擬和數(shù)字電路，充當了實驗室里開發(fā)板的角色；而Keil C51軟件是一個51系列單片機軟件開發(fā)平臺，采用C51語言進行編程，在調試程序和仿真等方面有很強的功能。采用Proteus和Keil C51軟件相結合，能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化、具體化，更容易讓人接受。

1.3 “找茬”互動教學

通過Proteus畫出硬件電路圖，將Keil C51軟件編寫程序寫進去，演示一下正確的結果，如果僅僅如此，那么久而久之學生也會感到乏味，因此一定要在教學的過程中制造一點“麻煩”，讓同學們來“找茬”。如在講到單片機P0-P3口時，為了強調“P0口做I/O時必須外加上拉電阻”這個知識點，在Proteus畫P0控制LED電路圖時，故意不加上拉電阻，結果發(fā)現(xiàn)P0引腳變灰色，LED不亮，然后再試一試其他端口，LED卻可以點亮，讓學生找出哪地方出現(xiàn)了問題，怎么去修改，P0口和其他端口有什么區(qū)別等。這樣就會加深學生的印象，無形中牢牢掌握了該知識點，這要比“強調-強調-再強調”有效地多。同樣的方法也可以用在Keil C51軟件編程中。

2 單片機實驗教學

理論教學和實驗教學是緊密結合的，單片機實驗教學對于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識有著十分重要的作用。

2.1 驗證與設計相結合

驗證型實驗并不是簡簡單單地驗證一下結果正確與否，而是通過實驗來發(fā)現(xiàn)問題并尋求解決問題的方法，從而鞏固和提高所學的知識。然而，目前的單片機實驗大多數(shù)以驗證為主，實驗內容比較單一，實驗本身沒有太大的創(chuàng)造性，對學生的設計能力要求不高，學生只需在實驗箱上連接幾條線，編寫或修改一段簡單的實驗程序就可以完成，這樣學生只知道怎么做，根本不知道自己為什么要這么做，嚴重束縛了學生的想象力和創(chuàng)造力。因此，必須通過設計型實驗來彌補其中的不足。實驗課上由被動轉為主動， 不再是依葫蘆畫瓢。

如在講到“中斷”時，除了讓同學們驗證一下單片機5個中斷源的設置和工作原理外，可以讓他們設計一款簡單的頻率計或是數(shù)字鐘，這樣就可以將中斷、數(shù)碼管動態(tài)掃描、按鍵掃描等綜合應用到一起，為單片機系統(tǒng)的設計打下了良好的基礎。

2.2 命題和自命題相結合

在設計型實驗中，也要采用命題和自命題相結合的方式。先以命題形式出現(xiàn)，由老師出題，這樣題目涵蓋面比較廣，可以全面考查到各個知識點，如上面提到的數(shù)字鐘的設計。自命題型實驗是讓一組學生根據(jù)自己的興趣和愛好，自己出題目，一般只注重開發(fā)的過程，而不重視最終的結果，因為有可能部分學生出的題目過難而最終無法實現(xiàn)。對于無法完成的小組，要找出原因，是硬件本身的缺陷，還是軟件設計方面的不足，自己在命題時，忽略掉哪些因素等等。自命題型實驗關鍵就是激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的團隊意識，提高組織協(xié)調能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

從命題到自命題，從“讓我做什么”到“我要做什么”，讓學生體味一下兩者的不同之處，在經(jīng)過實戰(zhàn)演習后，熟練掌握工程項目的開發(fā)流程，

3 結語

《單片機原理與應用》是一門軟硬件綜合、應用性比較強的課程，在整個的教學過程中，建立以興趣為引導，以單片機系統(tǒng)的設計為主線，以理論和實驗相結合為宗旨，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力為目標的單片機課程教學體系，運用多媒體技術和“虛擬實驗室”軟件等多種手段，由整體到具體、由簡單到復雜、由模塊到系統(tǒng)，循序漸進，加強學生動手操作能力和單片機系統(tǒng)開發(fā)能力的培養(yǎng)。經(jīng)過教學改革，我校學生在全國大學生電子設計大賽、全國信息技術應用水平大賽等各項比賽中所取得了良好的成績，對提高學生的專業(yè)知識水平和創(chuàng)新能力方面具有明顯的優(yōu)勢。

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