屈秀敏 劉艷 王佳

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)就是將各種不同的設(shè)備或者物體進行連接并完成信息通信的網(wǎng)絡(luò)，通過智能感知、識別技術(shù)等通信感知技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，進而成為推動科學技術(shù)發(fā)展的重要動力。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會涉及到很多領(lǐng)域，如公共安全、文化教育、環(huán)境保護以及智能交通等領(lǐng)域，這種技術(shù)改善了人類的生產(chǎn)生活環(huán)境。本文對單片機教學中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用進行分析，旨在改革教學方式，培養(yǎng)學生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；單片機；教學改革

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，在當今社會中的作用顯得越來越重要，教育機構(gòu)和各大高校紛紛對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給予了高度的重視。如今，單片機教學已經(jīng)離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。這就要求我們，必須緊跟時代發(fā)展的潮流，對物聯(lián)網(wǎng)在單片機教學改革中的應(yīng)用進行深入的研究。

一、單片機教學和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點

“單片機原理及應(yīng)用”是高等院校電類和機械類等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，了解單片機的工作原理，掌握單片機技術(shù)，特別是具備基本應(yīng)用操作技能，成為相關(guān)專業(yè)大學生的重要任務(wù)。傳統(tǒng)的單片機教學以典型的80C51系列8位單片機的實際應(yīng)用為主線，教學中理論與實驗相結(jié)合，課堂教學需要給學生提供較為直觀和實用的設(shè)計實例，實驗中突出培養(yǎng)學生的實踐動手能力。采用傳統(tǒng)的單片機教學方式，學生僅僅掌握了單片機的基礎(chǔ)編程方法和常用接口的使用，在單片機系統(tǒng)的綜合設(shè)計方面的能力有所欠缺，難以滿足企業(yè)的需求。物聯(lián)網(wǎng)的核心是物與物以及人與物之間的信息交互，其基本特征可以概括為全面感知、可靠傳輸與智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層架構(gòu)中關(guān)鍵技術(shù)都會涉及到單片機的相關(guān)應(yīng)用，為單片機教學改革提供了豐富的教學題材、內(nèi)容和實現(xiàn)方法。將物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到“單片機原理與應(yīng)用”這門以實踐為主的教學中，可提升學生構(gòu)建單片機系統(tǒng)與解決實際問題的綜合設(shè)計能力，使其具備一定的項目經(jīng)驗，能夠獨立的完成IAR的工程建立、程序編寫、軟硬件測試等，提高學生在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的競爭力。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于單片機教學中的必要性

隨著無線傳感器的發(fā)展，我國進人了物聯(lián)網(wǎng)新時代，這對單片機教學創(chuàng)造了發(fā)展的機會，但是也帶來了巨大的挑戰(zhàn)和壓力。物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨使單片機教學在教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學課程等方面都急需改革。傳統(tǒng)的單片機教學以理論為主，而課程本身就顯得抽象，學生學習過程枯燥乏味，缺少學習興趣，導致教學效果不理想。把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到單片機教學中，可以突破傳統(tǒng)教學的弊端，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題與解決實際問題的能力，為學生未來在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)的就業(yè)提供技術(shù)支持。2010年物聯(lián)網(wǎng)上升為中國的國家戰(zhàn)略，也使得單片機教學改革是必然的，順應(yīng)時代發(fā)展的。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機教學應(yīng)用的現(xiàn)狀

1、教學內(nèi)容空泛?，F(xiàn)階段，在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行單片機教學時，內(nèi)容涉及到通信學、電子工程、自動化等多個領(lǐng)域，專業(yè)化有所缺乏，體現(xiàn)了當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機教學應(yīng)用過程中內(nèi)容空泛的問題。學生在學習過程中，也常常由于內(nèi)容過于冗雜，而使得專業(yè)素質(zhì)得不到有效的提高。

2、實踐教學力度不足。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于單片機教學，主要由理論教學和實踐教學組成，二者都是不可缺少的部分，但在實際教學過程中，很多學校都將理論教學作為單片機教學應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要內(nèi)容，而忽略了實踐教學的開展。很多時候，理論教學都成為了單片機教學應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的首要任務(wù)，學校將至少百分之八十的時間花在理論教學上，而對學生實踐能力的培養(yǎng)卻有所忽視，導致學生理論知識豐富而實踐能力不足。

3、教學方式缺乏創(chuàng)新。長期以來，單片機教學應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，常常采用固定的模式，缺乏一定的創(chuàng)新。在教學過程中，以C語言和匯編語言為主要的編程教學內(nèi)容，按指令、程序和輔助項目的固定教學順序進行教學，教學系統(tǒng)一成不變，與目益變化的單片機教學目標不相吻合。大多數(shù)的學生都慣用同一種思考方式，創(chuàng)造性思維不足，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無法在單片機教學中發(fā)揮應(yīng)有的作用，單片機教學改革無法獲得全新的突破。

4、教學觀念稍顯落后。受傳統(tǒng)觀念的影響，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于單片機教學時都以課堂教學為主，強調(diào)通過課堂提高教學的有效性。但很多時候，教學的效果并不理想，學生在學習過程中都感受到了枯燥無聊，對單片機學習的興趣不足，導致教學效果不理想。

四、單片機教學中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的改革建議

1、在單片機課程設(shè)置方面，要著重注意物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。不但在教學中注重講授理論相關(guān)的知識，而且要在項目實踐中結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)進行實踐。針對傳統(tǒng)單片機的教學，在理論教學中可以引入一些實例，設(shè)置一定的情景，設(shè)立一定的任務(wù)，并可以將完成任務(wù)作為目標，以此來提高單片機教學的效果。但是確立任務(wù)要以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為背景，并將物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的采集以及傳送和無線通信的知識點作為重點，開發(fā)背景構(gòu)造必須具有實用性。如針對Zigbee技術(shù)原理與實戰(zhàn)教學，通過理論課程的學習，使學生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技術(shù)原理、Zigbee節(jié)點硬件設(shè)計、CC2530基礎(chǔ)開發(fā)、CC2530無線射頻、ZSTACK協(xié)議棧分析和ZSTACK協(xié)議棧應(yīng)用開發(fā)。通過實踐篇的學習，使學生深入掌握CC2530的基礎(chǔ)開發(fā)，以及ZSTACK協(xié)議棧的運行機制。以Keil、IAR等開發(fā)系統(tǒng)中用C語言書寫的ZigBee協(xié)議棧，作為具體的對象和教學重點從簡到深進行教學。

2、構(gòu)建實驗平臺，加強教學實踐在單片機教學過程中，具體分為以下幾點：1）學校完善實驗平臺，加大資金投入，構(gòu)建先進的實驗室，加強實驗室基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度；2）擴大校企合作的規(guī)模，通過與有關(guān)企業(yè)的合作，為學生提供一個可以鍛煉自己的實踐平臺，并且，為培養(yǎng)符合企業(yè)要求的社會優(yōu)質(zhì)人才做鋪墊。當然，這也要求學校在選擇合作企業(yè)的過程中，必須以學生為中心，確定合適的合作對象，而不是來者不拒，脫離學生談校企合作；3）在安排單片機教學進度的過程中，應(yīng)當分配給實踐教學足夠的時間，深刻認識到實踐教學對于單片機教學的重要性，將理論教學和實踐教學相結(jié)合，達到理論指導實踐，實踐驗證理論的目的，最終促進學生的全面發(fā)展。

3、對應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的單片機教學方式進行創(chuàng)新，在單片機教學過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，很重要的一點是對教學方式進行創(chuàng)新。在理論教學中，教師可以與學生互換身份，首先將學生進行分組，每次課每組選出一名學生作為代表充當教師在講臺上講課，而教師則坐在臺下充當學生聽課。讓學生通過認真的“備課”充分理解教學內(nèi)容，同時，在上課的過程中加深對所教內(nèi)容的記憶并提高學習興趣。而坐在臺下聽講的教師要給予學生適當?shù)慕ㄗh，在對學生的講課表現(xiàn)予以充分的肯定的同時并指出其不足。在實踐教學中，采用項目式教學，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中涉及到的CC2530流水燈項目與單片機中的LED流水燈實驗項目進行比較研究，通過實驗發(fā)現(xiàn)其中的相同與不同之處，教學效果將會翻倍。

4、加大師資力量的建設(shè)力度，教師是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的單片機教學的主要執(zhí)行者，其綜合素質(zhì)和專業(yè)知識的掌握程度直接影響到了教學效果，這就要求學校必須加大單片機師資力量的建設(shè)力度。1）增加對人才的投資力度，大力引進優(yōu)秀的教學人才；2）增加單片機、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師的培訓力度，聘請權(quán)威的專家定期為教師進行授課，讓教師通過系統(tǒng)的學習不斷充實自己，提高自己的教學業(yè)務(wù)水平，最終讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在單片機教學中發(fā)揮真正的作用，促進單片機教學有效性的提高。

五、結(jié)語

在單片機教學中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將理論和實踐進行緊密地結(jié)合，使課堂的教學內(nèi)容得到完善，使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)開發(fā)所需的理論和技術(shù)體系，能夠熟練地進行設(shè)計和開發(fā)工作，并具備良好的自學能力，從而滿足時代發(fā)展的需求。

參考文獻

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