浅谈《单片机原理与应用》课程教学改革

胡国彪

【摘 要】本文阐述了《单片机原理与应用》课程教学改革的思路，就优化教学内容、强化实践教学、培养学生自学能力等方面进行了理论研究和探索。

【关键词】单片机教学改革；实践教学；自学能力

随着电子技术和计算机技术的发展，单片机已经在工业过程控制、智能仪表、人工智能、通信设备的智能化以及家电的智能化等方面得到广泛的应用。以单片机为核心仍然是实现智能化技术的主流之一，因此将单片机作为机电一体化专业的一门主干课程就显得特别重要。在机电一体化专业教学过程中，根据教学规律和培养目标，为使学生更好地掌握单片机原理与接口技术这门课程，就需要进一步深化教学改革。下面就几个方面进行探讨。

1 制定合理教学大纲，优选教学内容

教学大纲是教学计划、学科任务、学生知识水平及素质培养的目标要求，以纲领的形式规定了课程的性质、任务、教学目标、学时分配、教学内容以及教学措施与评价手段等内容；是选编教材、实施教学、组织教学评价的基本依据。高等职业教育是培养应用性人才或各行各业的能工巧匠。根据教育部对高等职业技术的培养目标要求，我们结合市场对高职高专机电一体化专业人才知识结构和能力的需求情况，具体化为“精一二门，通几门”。《单片机原理与应用》正是我们要求精通并熟练掌握的一门主干课程。因此，在多年教学实践的基础上，结合我校的具体实际，优化教学内容，制订出新的教学大纲。大纲基本体现了高职高专教育的职业性、岗位性和应用性等特点，强调实用性、实践性和实效性，以够用为度。新的大纲注重强化实验实践教学环节，重点放在实际应用中涉及的原理、通用性较强的接口电路及编程应用上。另外还增加了两周时间的单片机综合开发设计。

2 加强课堂教学，改进教学方法

课堂教学是高等学校教学活动的主要组成部分，是实现教学目的的重要手段。我们在教学过程中，采用KEIL51软件进行计算机仿真演示等方法，取得了非常好的效果。

2.1 加强课堂的演示

单片机是一门实践性非常强又非常抽象的课程。对于这样的一门课程，课堂演示起着非常重要的作用。课堂演示可以将抽象的理论、枯燥的程序分析转化为生动的实例；而实验则能够培养学生的动手能力，进一步理解有关理论知识。但在传统的单片机教学中，几乎不能见到课堂演示，而学生实验中也存在诸多问题。针对以上问题，我们采用：

①将实验引入课堂：在讲解理论课程时，老师能够将自制的单片机电路、外围元器件带人到课堂中，通过样机演示与硬件结构相关的小程序来加深学生的印象。

②通过“单片机实验仿真板”软件，为解决这类问题提供了一些思路。该软件以C51为基础，利用其AGSI接口开发而成。利用该仿真板，对源程序的任何修改都将直接表现在该仿真板上，这个界面可以代替实际真实的硬件，因此，便于学生理解掌握所学内容。

2.2 针对学生之间的差异，在教学方法、教学内容、教学重点有所测重

对于机电一体化的学生，其硬件知识相对较好，软件编程能力相对较弱，在教学当中，重点加强汇编语言编程方面的训练；而对于计算机专业的学生，由于其能力特点与机电一体化学生相反，因此，在教学中，发挥其软件编程能力相对较强的特点，重点加强了硬件电路方面的教学。

2.3 积极引导，加强管理

本课程的内容相对较难，特别是中断系统、定时/计数器及串行接口部分，编程控制比较复杂，而且难以理解，在以往的教學过程中，一直视为难点和重点，在教学过程中，采用积极引导和加大管理力度相结合的方式，除督促学生在上课时认真听讲、课后完成作业外，还布置课外阅读书籍，检查课堂笔记等方式，提高了学生学习的兴趣和积极性，取得比较好的教学效果。

3 培养学生主动学习的能力

培养学生主动地去学习，具备强烈的获取知识的能力，既是教学目的的要求，又是时代对人才的需要。教师只有在教学中有意识地去培养学生主动学习的能力，发挥学生在教学中的主体作用，才能提高授课效率和教学质量。

3.1 激发学生学习兴趣

学习兴趣来源于学生对本学科的亲切感和向往心理，兴趣的产生又使学生产生学习的需要，而学习需要的不断增长，又促进了学生产生自觉学习的行动。为了使学生产生对《单片机原理与应用》这门课程的亲切感和向往心理，教师在讲课中从单片机在生活中应用的实际出发，由浅入深，循序渐进。

3.2 引导学生积极地思维

①使用启发式的教学方法去指导学生学习

在课堂上经常提出一些具有启发性、诱导性的问题，以不断地吸引学生的注意力，调动学生积极主动地去思考，让他们发表自己的观点和看法，增强课堂的教学气氛。在关键的地方教师会给出点评和引导，最后，由教师概括总结。经过讨论，学生从新的高度理解和消化了所学知识，养成多思考、多提问、多研究的良好习惯。

②培养学生积极、灵活的思维方式

一般的教科书都是以123的程式去引导人们认识事物的。如果上课老是运用这种程式去讲课，学生会感到平淡无味。所以，我们在讲课中有时会先从3开始，提出为什么会有这个结论，然后引导学生去追求解决问题3的方法2，最后指出要解决2就要有1作为前提。这种倒叙式讲课方式能紧紧抓住问题的实质去探讨解决问题的方法，促进了学生对知识的认识和理解，养成学生积极、灵活的思维方式。

3.3 培养学生善于抓住核心问题去学习的能力

每一门课程都有它要讨论的核心问题以及解决核心问题所要掌握的知识和方法。学生能抓住核心这个关键性问题去学习，并弄懂其相关知识，一切问题就会迎刃而解。在本课程的教学中，我们要求学生紧紧抓住硬件、软件结合这个核心去学习，取得了非常好的效果。

3.4 培养学生排除学习障碍的能力

排除学习障碍的能力就是解决学习难点的能力。难点的形成是由于学生对有关知识和相关概念不清而造成的。教学过程中我们注意站在学生的角度去思考、分析问题，帮学生找出产生难点的原因，对症下药地解决问题。学会如何发现难点、解决难点，形成一种知难而上、勇攀高峰的精神。

4 强化实践教学以培养创新意识

4.1 强化单片机实验教学

学生的动手能力在计算机上是练不出来的，因此，硬件实验是必须的。教研室的单片机实验室配备的部分演示程序较难，学员难以理解，掌握起来比较困难，为此，根据教学大纲的要求，我们采取了以下措施：

①将教学引入实验室：在学生动手的同时，老师给学生讲解在教学、实验中碰到的问题。这样促进了学生动手能力、排除单片机软件、硬件故障能力的提高，同时，使学生加深了对理论课程的理解。

②利用单片机实验箱的有限资源，开设了一些难易程度合适的实验，如简单的中断实验、定时实验等，促进了学生对本课程的理解和掌握；同时，对于学习好、领悟快的同学开设了一些难度较大的综合性实验，以满足他们的个性化要求。

③课堂教学内容也进行了相应修改，将实验所涉及的内容有机地与讲课、习题相结合，使学生在实验时有似曾相识之感，从而将可能的难点分解，以增强教学效果。实践证明效果良好。对于课堂教学没有涉及的内容，诸如电路板的印制和电源设计等，让学生自己在实验中运用以前学的知识来完成，提高了学生灵活应用所学知识的能力。

4.2 强化单片机开发性训练

为了提高学生独立分析和解决工程实际问题的能力，需要让学生具备独立开发单片机应用系统的技能。为此，我们增加了两周的综合开发训练，题目由教师推荐或学生自拟。在老师的指导下，学生不仅自主设计方案，而且自己上市场了解电器元件、采购实验器材。使学生了解从选题、调研、制定设计方案、采购元器件、硬件软件设计、线路焊接、调试检测整个设计过程。调动了学生学习的主动性，增强了学生学习的自信心，提高了自主开发和实际动手的能力，学生的综合素质得到了很大提高。

4.3 开放实验室

实行开放式实验教学是改革传统的验证性实验教学的有效途径，其目的是让学生在掌握有关知识和技能的同时，获得较高的创新意识和创新能力。在这种教学过程中，学生自选实验课目，自己选择和组合实验仪器设备，自己确定實验方法和步骤，如有的学生制作了电子钟、音乐产生电路等。在开放式实验教学中，学生作为实验教学的主体，可以充分运用自己所掌握的知识和技能，淋漓尽致地发挥自己的聪明才智。

5 展望

《单片机原理与应用》课程教学改革是一项长期而系统的工程，需要不断的探索与实践。要逐步改善教学条件，提高教师素质，改进教学方法，这需要我们不断地付出艰苦的劳动。

【参考文献】

[1]李全利.单片机原理及应用技术[M].3版.高等教育出版社，2009.

[2]薛钧义，虞鹤松.对非电类计算机专业微型计算机原理及应用课程内容改革的几点看法[J].电气电子教学学报，2000.

[责任编辑：周娜]