《单片机开发技术》课程教学探索

袁泽明 高锐敏

【摘 要】《单片机开发技术》课程具有工程性、综合性、应用性很强的特点。以提高学生的学习兴趣和学习效果、促进学生的设计能力为目的，首先就如何学习汇编和C51及Proteus仿真软件等对教学内容做了合理安排，而后提出了教学中存在的难点和问题，并就这些问题分别提出解决的办法。通过这种教学模式，使本门课程从苦学、难学变成了乐学、好学，而且还能有效的培养学生的科研素养。

【关键词】单片机开发；教学改革；实践教学；科研素养

《单片机开发技术》是计算机、电学、自动化等专业的一门核心课程，是一门综合性、实用性和工程性都很强的设计性课程。对于要从事工程设计、电子开发的同学而言，是一门很有实际应用价值的课程。对于学生知识能力和综合素质的培养具有承前启后的作用。《单片机开发技术》课程应重在培养学生的工程设计能力、编程控制能力、以及创新能力[1]。

根据多年的《单片机开发技术》课程教学经验，作者认为教师的教学应与学生的发展需求相一致。学生学习的目的是“用”，那么在教师的教学计划里就必须探讨如何使学生能学以致用。结合实际应用的教学模式，不仅能提高学生对课程的认知能力，而且能很快的提高学生学习这门课的兴趣，使同学们能根据实际应用加深对理论课程的理解，有助于同学们进一步的开发研究。为此，如何有效的实现理论教学与实践设计等应用的相互促进是一个非常值得探讨的问题。

1 课程教学内容的合理安排

为了让学生对这门课产生足够的兴趣，在每学期的第一节课我都会拿着自己设计的单片机系统实物，如多波段收音机、时钟[2]、电子狗、MP3等。通过实物分解和安装及多媒体课件的多方位、多角度演示，给同学们讲解什么是一个单片机系统，如何实现一个单片机系统的设计与开发，让同学们首先对单片机课程及设计有一个感性的认识。通过对不同部件的硬件展示和程序模块功能的讲解，使同学们明白这学期要讲什么内容，这些内容之间有什么联系，应该如何学习这些内容。这样在第一节课同学们就明白了本课程包含三大部分内容[3]。第一部分，是单片机的基础部分，包括单片机的硬件体系结构与指令系统。第二部分，是单片机应用系统的各种接口设计，除了要很好地掌握硬件接口电路设计外，关键还是要很好地掌握如何编写控制接口的程序。第三部分，是应用系统设计，它是前两部分内容的综合利用，并要求学完本课程后每位同学也都要自己设计出一个单片机系统。

因学生层次不同、专业不同、课时也不同，所以对汇编和C51的学习安排是一个讨论很多的问题。由于课时问题，很少有学校能把二者都详细的讲解，但二者又各有其优势，不能清楚地说只学哪一种好。我们计算机专业的学生学习过C语言、Java语言、部分学生还选修过C#，他们的软件编程能力相对较强，所以我把大多时间用来讲他们不熟悉的汇编，并且让他们用较多的时间结合硬件原理圖写程序。对于C51的学习，我不会像那些一流的学校一样完全交给学生去自学，但也只讲C51和标准C语言的不同点，然后指定一些资料让他们自学相关内容，并要求他们用C51重做那些用汇编做过的题目。这样，他们从自己编写程序的训练中明白了汇编和C51的优缺，节省了单片机统一学习的课时，也提高了自己的自学能力。大多数学校的学生都学过C语言，所以也可据此调整，合理安排汇编和C51的学习。

Proteus等仿真软件[4]的讲解也是各高校单片机课程探讨较多的一个问题。我认为如果时间充裕的话，Proteus等仿真等软件的讲解是完全有必要，至少给同学们简单的讲解其功能和使用，让有兴趣的学生可以自己学习。这样学生才可能在各种电子竞赛和自己的设计中得心应手。为促进学生自学，可把这些内容在期末成绩的平时成绩中加以体现，所占分值比例当然可视具体情况而定。

要想让学生很好的学习这门课，并最终具有开发设计的能力，所要学习的东西确实不少。所以，教师必须合理安排自己的教学内容，给学生明确指出需要自学的资料，并通过各种方法提高同学们的学习兴趣，通过各种途径提升同学们学习的动力。

2 教学中存在的难点和问题

很多学生认为单片机课很难学，特别是入门时非常难。原因何在？

第一，源自于单片机课程本身。单片机开发是一门综合性很强的技术，单片机的开发者除了要学好单片机课程外，还必须要有扎实的电路设计功底和很好的语言编程的能力，同时还要学习软硬件仿真及其他开发测试设备等的原理和使用。所以，和其他课程相比，单片机开发者需要软硬件的综合知识，并能加以应用。

第二，单片机实验教学和理论教学进度上存在着“异步性”。即学生必须学习一定的软、硬件知识，掌握一定量的单片机理论知识后，才能从事相关的实验设计。所以，如何合理安排理论课和实验课是一个问题。

第三，理论学习和实践应用脱节。有些教师不注重实践教学和理论教学的紧密联系，认为学生首先要把理论掌握好，然后才能做实验，而不是在理论课程中拿出实际的设计例子边分析边讲解，致使学生在理论学习中因没实际应用例子而难以理解相关知识，最终在实验课程中感觉无从下手，不知自己要做什么，有什么用途和意义。所以，如何达到理论课程和实验课程的相互促进是一个非常值得研究的问题。

第四，学校和教师对单片机实践教学的重视程度不够，导致学生也忽视课程的实际应用，最终导致学生常出现“高分低能”的现象。《单片机开发技术》是一门实践性很强的课程，真正的学习是要到达学以致用的。所以，如何使学生产生刻苦学习的动力，能自己设计出单片机系统是一个很有现实意义问题。

3 对教学中存在问题的几点思考

根据以上提出的问题，结合自己的教学经验总结出以下体会。

第一，学校对学生的专业或方向课程都要合理的安排施教梯队。一般，学校安排的教学计划能考虑到课程知识的递进性和延伸性，但在具体的每门课的教学中，往往又被教师人为地割裂开，使学科之间产生间隙，造成学生不能把这些课程很好的衔接在一起，也不知道学习这些科目到底有什么用，用在哪里，更不知道该如何使用所学的知识做出相关设计。比如，《C语言》和《电子技术》等是《单片机开发技术》课程的基础，这就需要这些基础课程的老师在授课时也尽可能的联系更多的实际应用，使学生能把自己相关的学科课程联系起来，不至于到学习单片机课程时感觉内容很多，知识很难。