單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)用13篇

引論：我們?yōu)槟砹?3篇單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

基金項(xiàng)目：本文系浙江農(nóng)林大學(xué)校發(fā)展基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2006FK24）、基于STR710的USB驅(qū)動(dòng)程序研究的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0184-02

“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”是電子信息類的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課，與生產(chǎn)生活結(jié)合密切，實(shí)踐性很強(qiáng)。其以數(shù)電、模電為先修課程，以嵌入式等為后續(xù)課程，在課程體系中起到了承上啟下的作用。而單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，但不被傳統(tǒng)教學(xué)所重視。近年來(lái)，教學(xué)管理人員和從教人員開(kāi)始意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，也提出了一些改進(jìn)的辦法，[1-3]但效果并不明顯，基于此，提出了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)思路。

一、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.實(shí)驗(yàn)手段單一

高校里傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)通常采用實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)等設(shè)備，[4]硬件部分僅需簡(jiǎn)單的連線即可，實(shí)驗(yàn)手段非常簡(jiǎn)單。學(xué)生只是簡(jiǎn)單地模仿，簡(jiǎn)單的編程驗(yàn)證即可，有的學(xué)生甚至要求教師提供參考程序，僅需簡(jiǎn)單的修改就可運(yùn)行，導(dǎo)致創(chuàng)新能力被嚴(yán)重傷害。這種教學(xué)方法只使學(xué)生懂得了一些程序。

2.內(nèi)容陳舊

傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容陳舊，教科書內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重，而根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)內(nèi)容一樣落后。另外，與教材相比，依賴于硬件設(shè)備的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加難以更新，導(dǎo)致很多屆學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)完全一樣。整個(gè)班級(jí)的學(xué)生做同樣的實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主，編寫簡(jiǎn)單的程序或簡(jiǎn)單地修改現(xiàn)成的例程就能完成，缺少深度和廣度，與實(shí)際應(yīng)用相去甚遠(yuǎn)。單片機(jī)技術(shù)日新月異，而陳舊的教學(xué)內(nèi)容會(huì)極大地限制學(xué)生的視野。

3.學(xué)生被動(dòng)接受

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的方法以教師為主體，學(xué)生處于被動(dòng)地接受地位，發(fā)揮不了其積極性和創(chuàng)新能力，甚至培養(yǎng)不了興趣。由于被動(dòng)接受，缺少深入的鉆研，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)之后還不明白是怎么一回事，導(dǎo)致教學(xué)效果很差。

二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)

1.實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備多樣化

針對(duì)實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)模式固定，硬件電路不能改動(dòng)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容老舊，難以適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展等問(wèn)題，自制實(shí)驗(yàn)板以作為重要的補(bǔ)充。文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]提出了自制實(shí)驗(yàn)板。實(shí)驗(yàn)板小巧、靈活，攜帶、使用都很方便，可以在實(shí)驗(yàn)室、教室、寢室等地方使用，成本低。文獻(xiàn)[7]提出將Protues和Keil結(jié)合的仿真軟件用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以脫離實(shí)驗(yàn)箱限制等。但這些設(shè)備、手段單獨(dú)使用均有不足之處，僅有實(shí)驗(yàn)板功能還不夠完善。仿真工具不能完全代替實(shí)物，但可以在預(yù)習(xí)階段或者課后總結(jié)時(shí)使用。

如圖1所示，各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備或軟件可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，結(jié)合實(shí)際情況合理選用。把實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)當(dāng)做基礎(chǔ)平臺(tái)，結(jié)合仿真手段，根據(jù)需要自制實(shí)驗(yàn)板和實(shí)驗(yàn)?zāi)K，將新型芯片及其相關(guān)電路做成實(shí)驗(yàn)?zāi)K，作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的重要補(bǔ)充，以保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容跟上單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的多樣化。

2.重視課外時(shí)間

任何一門課程，都需要大量的課外時(shí)間作補(bǔ)充。單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)課需要重視課外時(shí)間，實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)是重點(diǎn)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)前教師布置任務(wù)，列出預(yù)習(xí)的具體要求，要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作、寫好預(yù)習(xí)報(bào)告。沒(méi)有完成預(yù)習(xí)工作的學(xué)生，不允許做實(shí)驗(yàn)。在預(yù)習(xí)階段，允許學(xué)生自由發(fā)揮，教師參照指導(dǎo)書里的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容給出實(shí)驗(yàn)方向和準(zhǔn)則，讓學(xué)生查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行論證，畫出電路圖，詳細(xì)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理和步驟，列出預(yù)期結(jié)果并做仿真調(diào)試。由學(xué)生自行決定使用何種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，符合實(shí)驗(yàn)的方向和準(zhǔn)則即可。這種實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生必須在課外時(shí)間查閱大量的資料，獲取很多的信息，變被動(dòng)為主動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)自身積極性。當(dāng)然，該過(guò)程也需要適當(dāng)?shù)目己朔绞絹?lái)保證。為從源頭上杜絕抄襲的情況，同班級(jí)的學(xué)生在同一次實(shí)驗(yàn)里所做內(nèi)容應(yīng)各不相同。

3.更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)關(guān)系到知識(shí)點(diǎn)，是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是依據(jù)實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的硬件電路編制的，而這些內(nèi)容往往是生產(chǎn)廠家提供的，與實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重。可以在此基礎(chǔ)上拓寬選材途徑，例如從理論教學(xué)、學(xué)生競(jìng)賽、教師科研、企業(yè)案例中選擇，精心設(shè)計(jì)，貫穿知識(shí)點(diǎn)，特別要結(jié)合新發(fā)展的技術(shù)。例如D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)箱提供的往往是DAC0832電路模塊，但實(shí)際應(yīng)用很少，在設(shè)計(jì)D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)時(shí)可以增加較常用的串行多通道10位以上的D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，通過(guò)兩種轉(zhuǎn)換器的比較，加深學(xué)生的理解，提高學(xué)生在應(yīng)用場(chǎng)合選擇芯片和設(shè)計(jì)電路的能力。或者指定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為D/A轉(zhuǎn)換、電壓輸出，具體的方案由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自由發(fā)揮。

4.注意課程知識(shí)的聯(lián)系

單片機(jī)是一門綜合性很強(qiáng)的課程，需要用到電子、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。模電、數(shù)電和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是其先修課程，先修課程的基礎(chǔ)對(duì)單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)影響很大，容易拉大學(xué)生的學(xué)習(xí)差距。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，先修課程的知識(shí)點(diǎn)無(wú)法在課堂上重新講解，需要學(xué)生平時(shí)自行完成相關(guān)學(xué)習(xí)。針對(duì)這種情況，為加強(qiáng)各門課程之間的聯(lián)系，編寫了一本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書補(bǔ)充手冊(cè)，將實(shí)驗(yàn)中用到的單片機(jī)課程以外的知識(shí)要點(diǎn)和原理列出來(lái)，以供學(xué)生查閱參考。例如實(shí)驗(yàn)中用到了運(yùn)算放大器，這是模電課程的知識(shí)，但在單片機(jī)應(yīng)用里卻不可缺少，學(xué)生若是不能理解，極有可能影響到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成。這種情況要在手冊(cè)中注明，以供學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)查閱。

5.建立合理的考核評(píng)價(jià)體系

考核評(píng)價(jià)體系需要公平合理的體現(xiàn)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的工作量、發(fā)揮和創(chuàng)新，杜絕抄襲現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)考核方式需要科學(xué)、合理。實(shí)驗(yàn)的考核可以分成預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、發(fā)揮創(chuàng)新幾部分。預(yù)習(xí)報(bào)告主要在于實(shí)驗(yàn)原理的描述，包括電路連接原理、芯片工作原理、程序設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)效果原理等部分。預(yù)習(xí)報(bào)告要求學(xué)生自行查閱資料、自學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到的其他課程知識(shí)、清楚實(shí)驗(yàn)的原理和步驟以及要得到的數(shù)據(jù)與結(jié)果等。整個(gè)實(shí)驗(yàn)的情況為：實(shí)驗(yàn)操作部分的考核著重在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)完成的結(jié)果和質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法，以及對(duì)本實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)及改進(jìn)意見(jiàn)等，這部分可以考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，改進(jìn)和創(chuàng)新的能力；發(fā)揮和創(chuàng)新部分著重激勵(lì)學(xué)生不拘泥于所做的實(shí)驗(yàn)、突破慣性思維的限制、大膽創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生深入并廣泛的探索，或者自行設(shè)計(jì)類似的實(shí)驗(yàn)、設(shè)定要驗(yàn)證的內(nèi)容等。實(shí)驗(yàn)的成績(jī)構(gòu)成及比例如下所示：

總分=預(yù)習(xí)報(bào)告（占20%）+實(shí)驗(yàn)操作（占20%）+實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告（占20%）+實(shí)驗(yàn)答辯（占20%）+發(fā)揮（占20%）。每一項(xiàng)還可以細(xì)分成幾個(gè)小項(xiàng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單片機(jī)教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，需要切實(shí)從培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的角度出發(fā)，跟上單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備多樣化、重視課程知識(shí)體系間的聯(lián)系、充分利用學(xué)生課外時(shí)間、完善考核評(píng)價(jià)體系等方面著手，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)，推動(dòng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟建，劉瑞祥，劉永啟.“單片機(jī)原理及應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].中國(guó)電力教育，2013，（11）.

[2]周家婕，安長(zhǎng)俊.淺談優(yōu)化單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（13）.

[3]王詠梅，王印松.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，（4）.

[4]唐續(xù)，趙芳斌，王嘉.EDA與單片機(jī)及SOPC一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)研制[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，（1）.

篇2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-3973（2012）005-185-02

1 引言

嵌入式系統(tǒng)正在蓬勃發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越廣，從最初的MP3、PDA、智能手機(jī)到投入工業(yè)生產(chǎn)，再到工業(yè)機(jī)器人、娛樂(lè)產(chǎn)品無(wú)不是嵌入式的產(chǎn)品。由于單片機(jī)的體積小、集成度高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)并且性價(jià)比高特點(diǎn)被廣泛用于智能儀器、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子、航空領(lǐng)域，儀器儀表和工業(yè)控制等嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品。從事嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的人才也越來(lái)越多，而單片機(jī)設(shè)計(jì)是嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分和核心部分。

2 傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題

2.1 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)

從單片機(jī)課程開(kāi)設(shè)以來(lái)，高等院校也遇到了發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力很差，為了解決這個(gè)問(wèn)題也開(kāi)設(shè)實(shí)踐教學(xué)，但是由于單片機(jī)的理論內(nèi)容較多并且復(fù)雜不易理解，理論教學(xué)學(xué)時(shí)占了很大部分的學(xué)時(shí)時(shí)間，實(shí)踐教學(xué)時(shí)間較短，學(xué)生無(wú)法通過(guò)較短的時(shí)間消化理論的學(xué)習(xí)。另外由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的客觀條件，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足一人一臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)，使得有些學(xué)生只能看不能做，達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)的效果。由于大部分單片機(jī)課程教學(xué)的內(nèi)容與實(shí)踐的內(nèi)容很難同步配套，使得學(xué)生很難很好把理論知識(shí)和實(shí)踐聯(lián)系在一起，學(xué)生做完了實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有達(dá)到消化理論知識(shí)的效果，這樣使得理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)。

2.2 匯編語(yǔ)言不適合初學(xué)者

目前大部分高校采用的單片機(jī)教材是匯編語(yǔ)言編寫的，匯編語(yǔ)言雖然直接控制底層硬件，能夠很好地理解單片機(jī)的工作原理。但是其與硬件細(xì)節(jié)關(guān)系密切，編寫代碼需要對(duì)硬件有很好的理解；指令復(fù)雜較多，程序編寫繁瑣，調(diào)試、維護(hù)、交流、移植困難，這些對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)增加了很大的難度，使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣越來(lái)越低。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的弊端

由于大部分高校實(shí)踐所采用的是一些公司設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)箱，這些實(shí)驗(yàn)箱的硬件一般都是固定的，無(wú)需學(xué)生額外的設(shè)計(jì)，只需連線而已。這無(wú)疑存在一個(gè)很大的弊端，學(xué)生實(shí)踐課的主要任務(wù)是機(jī)械的連接線路，無(wú)法施展自己的創(chuàng)造性思維，使得學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知上的誤區(qū)，認(rèn)為單片機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)就是在一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱上連線。而事實(shí)上單片機(jī)與硬件有密切的關(guān)系，是需要系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，這樣使得學(xué)生在實(shí)踐當(dāng)中無(wú)法理解單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)的方法和工作原理，對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)法理解其要領(lǐng)。另外，實(shí)驗(yàn)箱很難擴(kuò)展其硬件部分，使得學(xué)生很難根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)，這樣很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和系統(tǒng)調(diào)試能力，使得實(shí)踐教學(xué)達(dá)不到預(yù)期的效果。

3 Protues仿真軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索

3.1 Protues仿真軟件

基于以上目前單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀的分析，目前用于單片機(jī)仿真的軟件較多，但是大部分側(cè)重于軟件仿真和算法的驗(yàn)證，使得學(xué)生無(wú)法進(jìn)行單片機(jī)硬件開(kāi)發(fā)；而一些軟件則側(cè)重于硬件的仿真，但是僅對(duì)CPU進(jìn)行仿真，對(duì)于電路無(wú)法仿真，這使得學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)的學(xué)習(xí)單片機(jī)的軟件和硬件。對(duì)于單片機(jī)這樣實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，提出了基于Protues仿真軟件的實(shí)踐教學(xué)。Protues仿真軟件不僅可以對(duì)CPU而且對(duì)CPU電路的仿真能力很強(qiáng)，使得Protues仿真軟件成為目前業(yè)界公認(rèn)最好的仿真軟件之一。Protues仿真軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司開(kāi)發(fā)的EDA工具軟件，它不僅具有EDA工具的仿真軟件功能，還能仿真單片機(jī)及器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及器件的工具。Protues具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：

(1)支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如8051系列、AVR系列、PIC系列等，提供豐富的接口器件。

(2)支持各種虛擬儀器，如示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀等。

(3)支持模擬電路、數(shù)字電路及其單片機(jī)電路的仿真，如串口，I2C，SPI，鍵盤顯示板，LCD顯示等。

(4)強(qiáng)大的原理圖繪制功能，可以在該軟件中繪制電路的硬件電路原理圖，具有較強(qiáng)的電路仿真能力。

(5)支持調(diào)試手段，在硬件仿真系統(tǒng)中可以設(shè)置斷點(diǎn)、單步、全速調(diào)試，在軟件調(diào)試中可以觀察各個(gè)變量、寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。

(6)支持第三方軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。如Keil等。

3.2 Protues在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

基于Protues仿真軟件是單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的得力助手，其不僅把單片機(jī)具體功能形象化，達(dá)到了實(shí)物演示的效果，也可以將單片機(jī)的一些運(yùn)行過(guò)程形象化，這是實(shí)物無(wú)法達(dá)到的效果。利用Protues提供的大量的元器件，可以解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室有限的時(shí)間下和條件下無(wú)法完成的問(wèn)題。學(xué)生可以課外根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)自己的作品，這樣對(duì)單片機(jī)的硬件和軟件可以有一個(gè)很好的理解。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，仿真技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越為重要，尤其是對(duì)許多前期產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。它具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)靈活性，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一性。這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)室有限的硬件資源無(wú)疑提供了極大幫助，并且使得設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短，減少元器件的浪費(fèi)。這樣讓學(xué)生大膽學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性思考和設(shè)計(jì)，隨之學(xué)生的興趣也提高了，形成了一個(gè)良性循環(huán)，從根本上解決了單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的弊端。

4 構(gòu)造一個(gè)真實(shí)的單片機(jī)實(shí)踐環(huán)境

4.1 單片機(jī)實(shí)踐環(huán)境C語(yǔ)言的選擇

單片機(jī)的C是在標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來(lái)的，對(duì)于初學(xué)者無(wú)疑是最佳的編程語(yǔ)言選擇，其不僅具備了匯編語(yǔ)言的一些特點(diǎn)，支持直接對(duì)物理地址的訪問(wèn)和硬件設(shè)備的操作，而且還具備了標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)：

(1)簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便。這使得其可以像匯編語(yǔ)言一樣的對(duì)位，字節(jié)，寄存器進(jìn)行操作。C語(yǔ)言的語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由，語(yǔ)法比較靈活。

(2)運(yùn)算符、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。C語(yǔ)言的運(yùn)算符類型豐富，表達(dá)式類型多樣化，可以靈活的使用各種運(yùn)算符，數(shù)據(jù)類型豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算，這樣對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)的初學(xué)者很容易掌握。

(3)C語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言。這種結(jié)構(gòu)化編程使得程序?qū)哟吻逦阌谑褂茫S護(hù)和調(diào)試。它是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可以方便的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了模塊化編程。

(4)生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。C語(yǔ)言不依賴于具體的硬件系統(tǒng)，其對(duì)于不同硬件而言，移植起來(lái)極為方便。C語(yǔ)言支持多種操作系統(tǒng)，隨著單片機(jī)的深入學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)的時(shí)候，需要移植操作系統(tǒng)，這就是其他語(yǔ)言不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

4.2 構(gòu)造一個(gè)真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境

雖然Protues仿真軟件可以提供很好的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，但是與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境還是有差距，首先應(yīng)用Protues仿真軟件仿真好單片機(jī)系統(tǒng)，然后動(dòng)手實(shí)踐設(shè)計(jì)制作出該系統(tǒng)。所需要的芯片可以通過(guò)網(wǎng)站申請(qǐng)獲得或者利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的芯片。現(xiàn)在，隨著制作開(kāi)發(fā)板的公司越來(lái)越多，開(kāi)發(fā)板的價(jià)格也比較便宜，在100元左右，而且單片機(jī)的種類也很多、資源豐富，支持在線下載程序和仿真。利用其開(kāi)發(fā)板的資源如A/D、D/A、PWM、溫度傳感器、串口、紅外傳感器、液晶等制作自己的作品。這樣構(gòu)造出一個(gè)真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，在制作過(guò)程中可以增強(qiáng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。每年學(xué)校都會(huì)組織學(xué)生參加省電子大賽或者全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽，并且學(xué)校會(huì)安排老師進(jìn)行比賽方面的培訓(xùn)并給予很大的支持。參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽會(huì)增強(qiáng)自己調(diào)試能力，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)比賽會(huì)學(xué)到很多平時(shí)學(xué)不到的東西，自己的動(dòng)手實(shí)踐能力和實(shí)際應(yīng)用能力會(huì)有較大的提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐是單片機(jī)課程非常重要的組成部分，重在培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)單片機(jī)乃至嵌入式的濃厚興趣，使得他們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)過(guò)程中，能夠自發(fā)的學(xué)習(xí)各種電子技術(shù)。該課程也旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。作者結(jié)合自己在教學(xué)的實(shí)踐心得，提出了通過(guò)Protues仿真軟件來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)，接口電路等硬件設(shè)計(jì)能力并且鼓勵(lì)學(xué)生自己親手實(shí)踐自己制作單片機(jī)系統(tǒng)于達(dá)到理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]　周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.

[3]　宗慧.以能力培養(yǎng)為核心的單片機(jī)教學(xué)與探索[J].中國(guó)科技信息,2010,(11).

篇3

本文對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行總結(jié)分類,闡述其優(yōu)缺點(diǎn),提出新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),即前期采用英國(guó)Labcenter electronics公司研發(fā)的EDA工具軟件Proteus作為單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的入門學(xué)習(xí)環(huán)境,后期則以對(duì)一些典型的實(shí)驗(yàn)有選擇地進(jìn)行硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方式,對(duì)過(guò)去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行改革,以適應(yīng)我國(guó)目前對(duì)現(xiàn)代化、創(chuàng)新性人才的需求。

1現(xiàn)狀分析

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)大致分為兩大類,一是直接采用現(xiàn)成的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱;二是完全進(jìn)行硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

1.1直接采用現(xiàn)成的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱

在這種方式中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件平臺(tái)是采用已成品的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱,在實(shí)驗(yàn)箱上集成單片機(jī)課程中要驗(yàn)證的絕大部分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與接口功能,實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單,可靠性高,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能夠?qū)⒆⒁饬性谙到y(tǒng)的架構(gòu)和軟件開(kāi)發(fā)上,而不會(huì)造成硬件線路搭建不當(dāng)?shù)膯?wèn)題,從而加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡恼莆铡?/p>

目前,我國(guó)大多數(shù)院校采用這種方式,它在我國(guó)的單片機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)與教學(xué)中發(fā)揮了重要的作用。這種教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,其優(yōu)點(diǎn)是采用可靠的成品硬件,減少實(shí)驗(yàn)中硬件的錯(cuò)誤及硬件損耗,有助于學(xué)生對(duì)系統(tǒng)整體的把握。但是其缺點(diǎn)也是明顯的。實(shí)驗(yàn)裝置有限的功能,實(shí)驗(yàn)裝置上各器件固定的搭配限制了學(xué)生的思維,使其無(wú)法發(fā)揮主觀能動(dòng)性及創(chuàng)造思維,也不能滿足千變?nèi)f化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要,因此,與這類開(kāi)發(fā)系統(tǒng)配套的實(shí)驗(yàn)裝置在綜合性、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中幾乎無(wú)用武之地。

1.2完全進(jìn)行硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖1顯示的是進(jìn)行硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)時(shí)所需的儀器設(shè)備及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。很顯然,完全進(jìn)行硬件搭建是一個(gè)相當(dāng)麻煩的事情,它要求學(xué)生有相當(dāng)豐富的軟硬件知識(shí),這對(duì)大多數(shù)初學(xué)學(xué)生來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的;同時(shí),實(shí)驗(yàn)還要有相對(duì)多的配套設(shè)備儀器及元器件,這對(duì)大多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)也是不現(xiàn)實(shí)的。然而,它提供了相當(dāng)大的自由度,方便學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā),直至最后的軟硬件測(cè)試,能夠有效地提高學(xué)生的動(dòng)手能力,開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

基金項(xiàng)目:“單片機(jī)原理與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革(20090427)。

作者簡(jiǎn)介:馮剛,男,副教授,博士,研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)與嵌入式。

圖1硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的步驟與設(shè)備需求

完全硬件搭建進(jìn)行實(shí)驗(yàn)需要很多儀器設(shè)備,這種方式在早期的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中采用得很多,它的優(yōu)點(diǎn)是能夠讓學(xué)生對(duì)整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程有一個(gè)認(rèn)識(shí),幫助學(xué)生從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì),以及軟硬件集成測(cè)試的開(kāi)發(fā)過(guò)程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生的軟硬件開(kāi)發(fā)能力。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于大多數(shù)學(xué)生在前期并未接觸過(guò)軟硬件集成開(kāi)發(fā)的方式,結(jié)果事與愿違,還不僅不能培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手的能力,還因購(gòu)置的設(shè)備比較多,增加學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的投入,造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀器設(shè)備的巨大損耗。另外,在這個(gè)方式下,單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)資源比較緊張,即使是全方位開(kāi)放,也很難滿足所有學(xué)生的需求。很多學(xué)生為了做某一實(shí)驗(yàn),在初期花費(fèi)了大量的時(shí)間與精力,但是,因受元器件、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備的限制卻半途而廢,這挫傷了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)和科研的積極性。

由此可見(jiàn),傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)雖然能夠滿足一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,但存在著很大的缺陷,它不能滿足單片機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展要求,無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的要求,我們必須結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中兩種不同實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),如采用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Proteus為主并有選擇地進(jìn)行硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相結(jié)合的方式,從而滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)不斷提高的要求。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的改革

由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)存在著各自無(wú)法克服的問(wèn)題,因此,選擇一個(gè)合適的開(kāi)發(fā)平臺(tái),結(jié)合前面所提到的兩種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),克服各自的缺點(diǎn)就具有十分重要的意義。在此我們提出前期采用Proteus虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為入口學(xué)習(xí)環(huán)境,后期則對(duì)一些典型實(shí)驗(yàn)有選擇地進(jìn)行完全硬件搭建的方法來(lái)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行改革。

2.1采用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Proteus的意義

Proteus軟件具有以下優(yōu)點(diǎn)[6-7]:

Proteus軟件提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫(kù)。

Proteus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。如示波器、邏輯筆、邏輯分析儀、SPI調(diào)試器等。

支持單片機(jī)匯編源碼級(jí)、C源碼級(jí)仿真與調(diào)試。

無(wú)需硬件電路就可對(duì)單片機(jī)電路進(jìn)行軟硬件的開(kāi)發(fā)、測(cè)試與調(diào)試。

一套系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路設(shè)計(jì)、模擬電路設(shè)計(jì)和單片機(jī)仿真設(shè)計(jì)的全部實(shí)驗(yàn)。

支持的單片機(jī)類型非常多:8051、ACR、PIC10/12、PIC16、PIC18、HC11、ARM7。

鑒于Proteus軟件的優(yōu)點(diǎn),以Proteus軟件為核心構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就具有以下意義:

構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的硬件投入少,只需提供計(jì)算機(jī)即可。

Proteus虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)需提供大量的實(shí)驗(yàn)用儀器儀表,只需使用Proteus軟件中提供的多種虛擬儀器儀表就能完成對(duì)硬件電路的探測(cè)。

實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本降低,整個(gè)使用過(guò)程中損耗很小,基本沒(méi)有元器件的損耗問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)更新速度提高,只需更新仿真軟件即可。

支持學(xué)生自行實(shí)驗(yàn)。Proteus軟件支持單片機(jī)及其設(shè)備仿真,克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),學(xué)生自行實(shí)驗(yàn)時(shí)需購(gòu)置較多外設(shè)備的缺點(diǎn)。同時(shí)采用仿真軟件后,也可以先在軟件環(huán)境中模擬通過(guò),再進(jìn)行硬件的投入,這樣出來(lái),不僅省時(shí)省力,也可以節(jié)省因方案不正確所造成的硬件投入的浪費(fèi)。

支持學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)。Proteus虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性,克服了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱由于是成品,學(xué)生很難參與到其中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中去的缺點(diǎn),提供了訓(xùn)練與提高學(xué)生動(dòng)手能力的平臺(tái)。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的改革,用較少的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用就能達(dá)到過(guò)去采用完全硬件搭建平臺(tái)才能做到的提供給學(xué)生自主的、創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不用擔(dān)心儀器件及儀表儀器設(shè)備的損壞,這極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的興趣,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

篇4

文章編號(hào)：1672-5913（2007）08-0028-03

The Teaching Reform and Exploration of Single Chip Computer Experiment

ZHANG Xin, ZHANG Yan, YANG Li, GAO Qun

(School of Information and Electronics Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Shandong, Yantai, 264005, China)

Abstract: The necessity of experiment teaching reform of " Single chip computer Principle and Application" curriculum has been analyzed in the paper. the new experiment educational reform plan has be proposed, which’s goal lies in to stimulate the enthusiasm which the student studies, to train the project consciousness and the ability to analysis question and solves question and to enhance student's innovation ability and comprehensive quality.

Keywords: single chip computer experiment; experimental teaching;teaching reform

1 引言

作為典型代表，單片機(jī)推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化工具。無(wú)論是尖端科技，如軍事、通信、能源、機(jī)器人、交通、IT，還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、玩具及個(gè)人信息終端等諸多領(lǐng)域，都離不開(kāi)單片機(jī)，其使用率和普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他類型的計(jì)算機(jī)。因此“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程也在高校的計(jì)算機(jī)類、電子類、電氣類、機(jī)械類等專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中有著特殊的地位。這些專業(yè)除了單獨(dú)設(shè)課程外，在涉及的許多實(shí)踐環(huán)節(jié)，如課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至研究生論文課題中，單片機(jī)系統(tǒng)都是應(yīng)用最廣泛的手段之一。近年來(lái)，在高校中大力推行的各種電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，單片機(jī)已成為主要方法。

2 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)改革的必要性

“單片機(jī)原理及應(yīng)用”是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，在重視理論教學(xué)的同時(shí)，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)硬件電路、編制軟件程序、仿真調(diào)試等實(shí)驗(yàn)過(guò)程，才能更好地掌握單片機(jī)的理論知識(shí)和應(yīng)用技能。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式單一、方法呆板，實(shí)驗(yàn)課一直以教師為中心，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，用統(tǒng)一的模式，按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)、手段相對(duì)較落后，效率不高。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，也不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)單片機(jī)行業(yè)人才的需求，必須對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

3 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索

要使學(xué)生真正掌握知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)，必須通過(guò)學(xué)生的親身實(shí)踐。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂上所學(xué)知識(shí)，掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)又培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，造就綜合型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才，具有重要的意義。

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)單片機(jī)課程的特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本接口實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要有硬件的認(rèn)知、指令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。考慮到學(xué)生已學(xué)習(xí)了一些相關(guān)的課程，掌握了一定的硬件知識(shí)、軟件知識(shí)以及編程方法，基于學(xué)時(shí)的限制，這部分的內(nèi)容可讓學(xué)生利用課外時(shí)間自行完成。

基本接口實(shí)驗(yàn)安排在課堂進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成硬件設(shè)計(jì)、搭建主體電路，然后編寫程序，最后調(diào)試。

實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常是理論知識(shí)的驗(yàn)證，很少有應(yīng)用理論知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)旨在幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。安排的內(nèi)容主要是簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，指導(dǎo)書只給出了任務(wù)、要求和原理性說(shuō)明，學(xué)生必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，獨(dú)立完成軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。學(xué)生要自己分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的理解。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

正確處理好三類實(shí)驗(yàn)關(guān)系。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本接口實(shí)驗(yàn)是綜合型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。必要的基本實(shí)驗(yàn)是不可缺少的，學(xué)生可以通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)掌握單片機(jī)的基本原理。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。基本實(shí)驗(yàn)可安排在教學(xué)環(huán)節(jié)的前期，其目的在于在教學(xué)開(kāi)始之初幫助學(xué)生熟悉單片機(jī)軟硬件環(huán)境。而綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，使學(xué)生受到更為實(shí)際、更加全面的科學(xué)研究訓(xùn)練，沒(méi)有現(xiàn)成的模式可循，主要利用實(shí)驗(yàn)后期、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室結(jié)合課程設(shè)計(jì)、課外興趣小組、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)雖然有一定難度和深度，但對(duì)學(xué)生很有吸引力，能使學(xué)生從被動(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)變成主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，不僅提高了基本操作技能，也發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。

3.2 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取要做到典型的芯片都安排有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要，將單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步向綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類型發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增加以設(shè)計(jì)性、系統(tǒng)性為主的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)既要進(jìn)行硬件接線，又要編寫程序，且程序的準(zhǔn)確編寫是實(shí)驗(yàn)成功的前提條件；有些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要在有限的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)是不容易的。因此，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書時(shí)，要精心設(shè)計(jì)，對(duì)程序比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，給出部分的程序，并將其中的關(guān)鍵語(yǔ)句刪去或是用錯(cuò)誤的語(yǔ)句來(lái)取代，由學(xué)生去完善。這樣可以縮短學(xué)生編寫程序的時(shí)間，又能使學(xué)生掌握其中的關(guān)鍵。重視思考分析題的設(shè)計(jì)，使學(xué)生通過(guò)完成思考分析題，拓寬知識(shí)面、提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

3.3.1 要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí).

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是提高實(shí)驗(yàn)效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在每次實(shí)驗(yàn)完成后，就布置下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)通過(guò)提問(wèn)、檢查預(yù)習(xí)報(bào)告等形式進(jìn)行檢查。學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)并聽(tīng)了教師的講授之后，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)就能做到心中有數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程也比較容易實(shí)現(xiàn)，還能提出一些問(wèn)題與指導(dǎo)教師探討，效果較好。

3.3.2 啟發(fā)式教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，積極對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，最大限度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提出的問(wèn)題，不做正面的回答，而是圍繞問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極地對(duì)待實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并自己動(dòng)手獨(dú)立解決問(wèn)題。將傳統(tǒng)的以教師和課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式，逐步演變成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以教師為主導(dǎo)，綜合實(shí)驗(yàn)教師與學(xué)生并重，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主的多種形式。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)際自己立項(xiàng)，獨(dú)立完成項(xiàng)目。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中啟發(fā)學(xué)生尋找解決方法，就能訓(xùn)練學(xué)生遇到問(wèn)題（提出問(wèn)題）─尋找方法（分析問(wèn)題）─解決問(wèn)題的方法和技巧，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，使實(shí)驗(yàn)更具有實(shí)踐性和實(shí)用性。

3.3.3 通過(guò)多種渠道實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)

教學(xué)過(guò)程中要與學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)緊密結(jié)合；通過(guò)課堂實(shí)踐教學(xué)、課外科研訓(xùn)練實(shí)踐、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等多種渠道實(shí)現(xiàn)真正的創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)。利用課程設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)級(jí)綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生將各章學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行綜合歸納，提高學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平。以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、山東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為契機(jī)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.3.4 鼓勵(lì)學(xué)生利用課外時(shí)間到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是由教師組織學(xué)生利用課余時(shí)間開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，它是對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充和完善，是學(xué)生獨(dú)立思考、親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也是解決學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多這一矛盾的重要手段。指導(dǎo)教師可以結(jié)合課堂上的內(nèi)容，提出一些設(shè)計(jì)性題目或?qū)W生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目與方案，由學(xué)生獨(dú)立操作調(diào)試，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告及收獲。基礎(chǔ)好的同學(xué)得到了施展才能的機(jī)會(huì)，可以設(shè)計(jì)出頗有特色的實(shí)驗(yàn)方案，寫出很好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一般同學(xué)也會(huì)感到有壓力，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的自覺(jué)性。

3.3.5 充分利用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室

充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求，將相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器、實(shí)驗(yàn)所用到的芯片工作原理和外形通過(guò)多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)制作出將文字、圖形、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等集于一體的多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。形象逼真地將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前，產(chǎn)生動(dòng)靜結(jié)合的畫面和智能性啟發(fā)誘導(dǎo)功能，使學(xué)生身臨其境，直接去感受、體驗(yàn)，便于學(xué)生進(jìn)一步鞏固課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論，同時(shí)了解實(shí)驗(yàn)基本技能，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較多的信息量，為教學(xué)提供高效、交互、實(shí)時(shí)的操作環(huán)境和良好的服務(wù)。大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3.4 在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入單片機(jī)內(nèi)容

為了進(jìn)一步加強(qiáng)單片機(jī)的應(yīng)用，在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入單片機(jī)應(yīng)用內(nèi)容，使之成為專業(yè)課程設(shè)計(jì)的重要組成部分，從而使學(xué)生通過(guò)專業(yè)課程設(shè)計(jì)獲得綜合培養(yǎng)和鍛煉，具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)能力。

3.5 規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告，改革考核模式

實(shí)驗(yàn)完成后，要求學(xué)生按規(guī)范寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范完成，是實(shí)驗(yàn)效果的綜合反映。

改革考核模式，從理論和實(shí)踐兩方面進(jìn)行，重點(diǎn)考核和評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。考試成績(jī)采用百分制：期末考試占60%、平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、答疑、課堂提問(wèn)）占10%、實(shí)驗(yàn)占30%，加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谡麄€(gè)課程成績(jī)的比重，以促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。若實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格，則取消其筆試資格。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定方法為：預(yù)習(xí)報(bào)告占10%，硬件電路連接占25%，軟件設(shè)計(jì)占25%，系統(tǒng)調(diào)試占25%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占15%。另外，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)解決的情況可獎(jiǎng)勵(lì)0～50分（百分制）。

為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，全天開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。保證學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)順利完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)面考核。

3.6 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的培養(yǎng)，提高教師素質(zhì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教師，由于加強(qiáng)了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使得學(xué)生進(jìn)行同一項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)程序和實(shí)驗(yàn)電路有所不同，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求。必須加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)，造就一支穩(wěn)定的、高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性；使學(xué)生能夠?qū)W到更多的知識(shí)，實(shí)際操作能力也得到了一定程度的提高。同時(shí)也更新了教師知識(shí)，提高了教師的綜合能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的任務(wù)。我們只有立足單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，逐步深入，取長(zhǎng)補(bǔ)短，推陳出新，才能建立起一套完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，新的教學(xué)方法才能日趨完善，也才能更好地適應(yīng)時(shí)展的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與實(shí)踐教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.6.

[2] 張?chǎng)?華臻等. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2005.8.

[3] 唐涌杰,王禎巖等.面向21世紀(jì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2000,(5):8-10.

[4] 唐煒.《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2002,24(3):21-23.

[5] 朱月秀,尤佳.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2002,21(4):27-29.

[6] 張晴,劉為.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2003,22(4):27-29.

[7] 元紅妍,張?chǎng)? 電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程[M].濟(jì)南:山東大學(xué)出版社, 2005.7.

作者簡(jiǎn)介：

張?chǎng)危?965.5-），女，黑龍江省慶安縣人，山東工商學(xué)院信電學(xué)院教師，副教授，系副主任。主要從事單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和智能控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。

篇5

單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，是高職高專院校電子、電氣、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化等專業(yè)掌握的一項(xiàng)基本技能，而學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)過(guò)程中卻感到難學(xué)，單片機(jī)課程教師也感到難教[1]。

傳統(tǒng)的搭建實(shí)驗(yàn)對(duì)硬件的要求很高，為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)的投入成本，我院在2009年使用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)箱上面各種實(shí)驗(yàn)裝置的固定搭配，不利于學(xué)生拓展思維，使學(xué)生們無(wú)法進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。從2010年開(kāi)始，我院采用Proteus仿真軟件和Keil編譯軟件進(jìn)行的虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)有明顯的優(yōu)勢(shì)，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不受局限性、減少了硬件成本的投入、學(xué)生可進(jìn)行自主性實(shí)驗(yàn)、減少了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的損耗、較接近工程實(shí)踐等特點(diǎn)。采用虛擬實(shí)驗(yàn)，不但能豐富了實(shí)踐教學(xué)手段，還有利于更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念。

二、采用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)

（一） Proteus仿真軟件

Proteus軟件的系統(tǒng)資源豐富，支持單片機(jī)匯編源碼級(jí)和C源碼級(jí)仿真與調(diào)試，無(wú)需硬件電路就可對(duì)單片機(jī)電路進(jìn)行軟硬件的開(kāi)發(fā)與調(diào)試[2]。采用Proteus軟件仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，基本沒(méi)有元器件的損耗問(wèn)題，不但在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中是比較安全的，還降低了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本。

（二）Keil編譯軟件

Keil軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。該軟件生成的目標(biāo)代碼效率非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成匯編代碼很緊湊，容易理解。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上自行設(shè)計(jì)所需的實(shí)驗(yàn)，畫原理圖、編寫源代碼、反復(fù)調(diào)試、觀察結(jié)果，直到達(dá)到滿意的結(jié)果。這極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性。

三、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用實(shí)例

下面以簡(jiǎn)單計(jì)算器設(shè)計(jì)為例，闡述利用Proteus軟件和Keil軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真的過(guò)程。

（一）使用Keil 軟件編寫和編譯程序

進(jìn)入Keil μVision2開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，新建文件，輸入可實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)計(jì)算器電路計(jì)算功能的源程序。輸入源程序后，將文件保存，文件名加后綴.asm。建立一個(gè)新項(xiàng)目，為該項(xiàng)目選擇適合的單片機(jī)型號(hào)，將載有源程序的文件添加到項(xiàng)目中去。

（二）Keil軟件設(shè)置

單擊Project菜單，選擇Options for Target選項(xiàng)，選擇選項(xiàng)卡Output，使其生成HEX文件。點(diǎn)擊Debug選項(xiàng)卡，選擇窗口右側(cè)的Use，如圖1所示。在后面的下拉菜單中選擇Proteus VSM Monitor-51 Driver，設(shè)置完畢。最后將工程編譯，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，并運(yùn)行。

圖1 設(shè)置Debug選項(xiàng)卡

（三）使用Proteus軟件繪制仿真電路圖

啟動(dòng)Proteus ISIS，點(diǎn)擊窗口左側(cè)P按鈕進(jìn)行元器件的選擇，會(huì)彈出Pick Devices窗口，輸入關(guān)鍵詞80C51，在結(jié)果欄里找到80C51后雙擊，80C51就被添加到當(dāng)前左側(cè)窗口的元器件列表區(qū)。使用同樣的方法，可以依次把電路中所需其他器件添加到器件列表區(qū)里。進(jìn)行合理的布局后，使用列表中的器件，在繪圖區(qū)將設(shè)計(jì)的電路繪制出來(lái)，可對(duì)器件的屬性進(jìn)行編輯。

（四）查看仿真效果

在Proteus ISIS中，點(diǎn)擊菜單Debug選項(xiàng)，選中“use romote debug monitor”。雙擊單片機(jī)80C51，出現(xiàn)對(duì)話框，在Program File中添入在Keill軟件中編譯好的HEX文件，然后點(diǎn)擊“OK”。在ISIS窗口左下角有運(yùn)行、步進(jìn)、暫停和停止按鈕，我們點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，可以進(jìn)行仿真。

四、使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)效果

在2011、2012、2013三年的單片機(jī)教學(xué)中，我校采用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，可以利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)指定功能的電路，并使用Proteus繪制出相應(yīng)電路圖。運(yùn)用Keil軟件可編寫程序，運(yùn)行程序。在程序和電路都正確的情況下，會(huì)看到仿真效果。我們的學(xué)生可以利用此平臺(tái)跟蹤、調(diào)試并觀察實(shí)驗(yàn)的效果，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。從培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)和提高實(shí)際操作能力出發(fā)，Proteus仿真軟件可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試，這在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。這種新的實(shí)驗(yàn)方式是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種很好的輔助手段，并且為學(xué)生進(jìn)行綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，在全面提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力等方面發(fā)揮著重要的作用。

篇6

基金項(xiàng)目：本文系中國(guó)石油大學(xué)（北京）2012年度“研究生教育質(zhì)量與創(chuàng)新工程”項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）03-0136-01

電類專業(yè)的學(xué)生在本科階段已經(jīng)學(xué)過(guò)類似于“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的課程，對(duì)單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理以及利用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)都具備了一定基礎(chǔ)。然而，通過(guò)以往對(duì)學(xué)生的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，好多學(xué)校在本科開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程時(shí)，采用proteus仿真軟件來(lái)代替實(shí)際硬件電路進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)，這對(duì)初學(xué)者而言有一定好處，可以將學(xué)生的主要精力放在單片機(jī)程序開(kāi)發(fā)上，而不必過(guò)多考慮電路相關(guān)問(wèn)題。但另一方面，這也造成了學(xué)生不能從電路層面真正了解單片機(jī)接口電路的開(kāi)發(fā)，甚至影響了學(xué)生對(duì)某些編程細(xì)節(jié)的理解。此外，本科階段的單片機(jī)課程基本處于培養(yǎng)計(jì)劃中有關(guān)MCU、MPU及EDA課程體系的最開(kāi)始階段，學(xué)這門課的學(xué)生首先需要經(jīng)歷一個(gè)從電子技術(shù)基礎(chǔ)、C語(yǔ)言編程等基礎(chǔ)知識(shí)向以微處理器為核心、通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的思想跨越，這一思想轉(zhuǎn)變對(duì)初學(xué)者來(lái)講有一定難度，再加上當(dāng)時(shí)課時(shí)又比較緊張，因此除了在課外競(jìng)賽或本科畢設(shè)中用到過(guò)單片機(jī)的同學(xué)外，多數(shù)同學(xué)對(duì)單片機(jī)掌握的情況其實(shí)并不理想。而到了研究生階段，基于微處理器的C語(yǔ)言編程幾乎是每個(gè)學(xué)生應(yīng)該具備的一項(xiàng)基本技能。為了讓學(xué)生能更快提高自己這方面的能力，更好地融入到科研項(xiàng)目當(dāng)中，筆者所在學(xué)校面向碩士研究生開(kāi)設(shè)了單片機(jī)接口實(shí)驗(yàn)課程。盡管學(xué)生已經(jīng)有了相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)，但課堂面臨著學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊、課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多等問(wèn)題，為了解決好以上矛盾，筆者在教學(xué)方法上進(jìn)行了改革嘗試，取得了明顯效果。

一、轉(zhuǎn)變指導(dǎo)思想，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在以往的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，選課學(xué)生的單片機(jī)基礎(chǔ)不盡相同，多數(shù)學(xué)生對(duì)學(xué)過(guò)的內(nèi)容遺忘了很多，甚至有極少數(shù)學(xué)生以前沒(méi)有接觸過(guò)單片機(jī)，為了更好地幫助學(xué)生回憶知識(shí)，讓所有學(xué)生都能跟上課堂進(jìn)度，往往要花6～8個(gè)學(xué)時(shí)給學(xué)生講解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、片上資源及其工作原理以及單片機(jī)C語(yǔ)言等相關(guān)知識(shí)，即便這樣教學(xué)效果還不是很理想，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課上仍然發(fā)現(xiàn)不少同學(xué)沒(méi)能真正消化課堂上所講的內(nèi)容。6～8個(gè)學(xué)時(shí)相對(duì)課程總的32學(xué)時(shí)來(lái)講已經(jīng)算是占用了不少課時(shí)，但要想讓學(xué)生用這么短時(shí)間就把之前學(xué)的知識(shí)完全撿起來(lái)，客觀來(lái)講確實(shí)有一定難度。而且在教學(xué)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生盡管單片機(jī)知識(shí)掌握了，但到編程的時(shí)候還是不知道該如何下手，反映出學(xué)生對(duì)編程的生疏。

針對(duì)以上問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，認(rèn)為解決問(wèn)題的辦法應(yīng)該是設(shè)法提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生利用課外時(shí)間通過(guò)自學(xué)去彌補(bǔ)單片機(jī)知識(shí)上的不足，而老師在課堂上應(yīng)更多地以簡(jiǎn)單實(shí)例進(jìn)行示范性講解，使學(xué)生對(duì)編程有足夠的認(rèn)知，對(duì)編程別再那么生疏，比如：通過(guò)GPIO口控制LED燈亮滅的跑馬燈實(shí)驗(yàn)，控制七段數(shù)碼管的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)，輸出固定頻率的PWM信號(hào)等等。盡管實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很簡(jiǎn)單，但結(jié)合完整的程序，通過(guò)逐字逐句的解釋，學(xué)生可以從這些示例中學(xué)到很多編程的細(xì)節(jié)或應(yīng)該注意的問(wèn)題。課程初期學(xué)生一旦能夠順利融入課程，隨著課堂的進(jìn)行、編程能力的提高，后面較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)自然水到渠成。反觀以前的教學(xué)中，讓學(xué)生自學(xué)單片機(jī)的內(nèi)容，學(xué)生覺(jué)得很枯燥，而且自學(xué)以后還是存在無(wú)法解決編程的問(wèn)題，教學(xué)效果受到了影響。

通過(guò)調(diào)整課程初期的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生解決真正棘手的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從以往以教師為中心的知識(shí)講解向以學(xué)生自學(xué)為主、教師示范指導(dǎo)為輔的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，不僅節(jié)省了課時(shí)，同時(shí)還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，收到了好的教學(xué)效果。

二、更換實(shí)驗(yàn)設(shè)備，改變教學(xué)形式

對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)設(shè)備是課堂開(kāi)展的平臺(tái)和載體，設(shè)備的選取至關(guān)重要。以往教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用體積較大的實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，從簡(jiǎn)單的有關(guān)并行IO口控制的按鍵、LED燈實(shí)驗(yàn)到中等難度的A/D、D/A接口實(shí)驗(yàn)，一直到復(fù)雜的液晶顯示、USB接口等實(shí)驗(yàn)，可以循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，但同時(shí)也存在一個(gè)弊端，那就是由于實(shí)驗(yàn)箱體積較大，只能將其固定放在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，這在一定程度上給學(xué)生帶來(lái)不便。盡管該實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)放的，但難免實(shí)驗(yàn)室安排有課或者其他活動(dòng)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)箱很難做到“長(zhǎng)時(shí)間零距離”接觸，而這一點(diǎn)在課程初期很重要。上面已經(jīng)提及，一方面學(xué)生已經(jīng)有了相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)，另一方面課程學(xué)時(shí)又很緊張，因此從教師角度而言，當(dāng)然是希望學(xué)生能越早下手編程越好，課程的目的是通過(guò)大量從簡(jiǎn)到繁的實(shí)驗(yàn)直接培養(yǎng)學(xué)生對(duì)微處理器常見(jiàn)接口的開(kāi)發(fā)能力，而不希望學(xué)生由于接觸實(shí)驗(yàn)箱的時(shí)間得不到保障而影響了學(xué)習(xí)的進(jìn)度。

為了能讓學(xué)生更方便地使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，我們購(gòu)買了體積小的實(shí)驗(yàn)箱，長(zhǎng)、寬、高尺寸僅為200（mm）×150（mm）×60（mm），而且做到人手一個(gè)，在整個(gè)開(kāi)課期間由學(xué)生自己保管。由于攜帶方便，所以無(wú)論在實(shí)驗(yàn)室還是宿舍，學(xué)生只要編好一段程序便可很方便地在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證，這在某種程度上也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。盡管實(shí)驗(yàn)箱體積小，但是支持的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同樣很豐富，這主要?dú)w功于實(shí)驗(yàn)箱上的元器件均采用貼片的小體積封裝，大大節(jié)省了電路板面積；此外，很多模塊并沒(méi)有直接出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)箱上，而是以接線口的形式預(yù)留出來(lái)，實(shí)驗(yàn)箱中再配以一個(gè)個(gè)獨(dú)立的功能模塊，從而有效減小了實(shí)驗(yàn)箱的尺寸。

通過(guò)更換實(shí)驗(yàn)設(shè)備使學(xué)生更能方便地驗(yàn)證所編寫的程序，提高了學(xué)習(xí)的連貫性。以往課程的進(jìn)度基本以課堂為主線，比如一次課或兩次課做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，未完成的同學(xué)再利用課后時(shí)間將實(shí)驗(yàn)做完，但由于這種可調(diào)節(jié)的時(shí)間彈性范圍較小，再加上學(xué)生之間在單片機(jī)基礎(chǔ)和編程能力上存在較明顯的差別，老師有時(shí)難以把握課程進(jìn)度。更新實(shí)驗(yàn)箱以后，學(xué)生可調(diào)配的用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間更加充足，學(xué)有余力的學(xué)生可以走在課堂前面做一些較綜合的實(shí)驗(yàn)，而基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生，可以課外多花一些時(shí)間練習(xí)編程并隨時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行功能驗(yàn)證。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生具有更大的獨(dú)立性、自主性、探索性，[1]這對(duì)培養(yǎng)研究生的專業(yè)技能和整體素質(zhì)都是非常有益的。

三、豐富試題內(nèi)容，調(diào)整考核方式

為了能夠?qū)W(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果作出合理評(píng)價(jià)，學(xué)生成績(jī)的評(píng)定主要源于平時(shí)課堂實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)和期末大作業(yè)的完成情況，兩者各占50%的比例。課堂實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容較多，其完成情況可以直接反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)和編程的熟悉程度以及思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為了圓滿完成課堂實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的積極性也會(huì)相應(yīng)提高，學(xué)生之間經(jīng)常就編程思路、調(diào)試中遇到的問(wèn)題展開(kāi)討論，課堂氣氛活躍。[2]老師在和學(xué)生討論的過(guò)程中，有時(shí)也能被激發(fā)出靈感，甚至從學(xué)生那里學(xué)到一些巧妙的解決問(wèn)題的方法。總之，課堂氛圍好了，大家對(duì)課程的興趣就更加濃厚，能力提高也就更快。

期末大作業(yè)都是綜合性的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)一個(gè)完整的題目，將平時(shí)實(shí)驗(yàn)中的至少三四個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系到一起，培養(yǎng)學(xué)生工程化、系統(tǒng)化思維，并且在作品提交時(shí)要進(jìn)行簡(jiǎn)單答辯，這樣可以敦促學(xué)生更深入地思考問(wèn)題。大作業(yè)的題目要做到動(dòng)態(tài)更新，參考各類競(jìng)賽以及教師科研中遇到的實(shí)際問(wèn)題，經(jīng)提煉形成合適題目后隨時(shí)加入到試題庫(kù)中。這些題目不僅可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，還可以讓學(xué)生了解教師的科研內(nèi)容和目前科學(xué)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展。[3]如果有的實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)箱上不具備，可以讓學(xué)生自行研制或者采用別的資源更豐富的實(shí)驗(yàn)箱。

通過(guò)加大對(duì)學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)的考核比重，豐富期末大作業(yè)題目?jī)?nèi)容，在一定程度上減少了以往少數(shù)學(xué)生散漫、學(xué)習(xí)不積極的現(xiàn)象，使得討論成為了課堂的主旋律，學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合能力在討論中得到培養(yǎng)與提高。

四、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)類課程不同于理論課，需要在熟悉理論知識(shí)的前提下進(jìn)行，然而對(duì)于我校面向碩士研究生開(kāi)設(shè)的單片機(jī)接口實(shí)驗(yàn)課程而言，相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)已經(jīng)過(guò)去一兩年，而且每個(gè)人的基礎(chǔ)也不盡相同，因此在以往的教學(xué)中面臨著諸多困難。通過(guò)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、考核方式等多方面的改革，課堂氣氛得以改善，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得以提高，教學(xué)質(zhì)量得到了保證。

參考文獻(xiàn)：

篇7

我校的校訓(xùn)是“動(dòng)手動(dòng)腦，全面發(fā)展”，說(shuō)的就是在教學(xué)中我們要講究“知行合一”，即在“做中學(xué)、學(xué)中做”，用理論促進(jìn)實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐提高理論水平。《單片機(jī)原理及應(yīng)用》這門課程除了要讓學(xué)生掌握較系統(tǒng)的理論知識(shí)之外，更重要的是培養(yǎng)他們對(duì)知識(shí)的理解和實(shí)際應(yīng)用能力，而這種應(yīng)用能力的培養(yǎng)，主要是通過(guò)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課和其他一些實(shí)踐類課程如專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、電子課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等來(lái)完成的，所以，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果對(duì)掌握單片機(jī)的理論知識(shí)和應(yīng)用技能起著關(guān)鍵作用。要使學(xué)生學(xué)好這門課，必須調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，安排合適的教學(xué)內(nèi)容，給予學(xué)生充分實(shí)踐的機(jī)會(huì)，改進(jìn)該門課程的考核方式等。

一、目前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生重理論課、輕實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)課程沒(méi)有很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

要學(xué)好單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，除了熟練掌握單片機(jī)的理論基礎(chǔ)，還要靠大量的實(shí)踐來(lái)理解和深化相關(guān)的理論知識(shí)，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，積累編程經(jīng)驗(yàn)。而部分學(xué)生在思想中，往往重視理論課程的學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課重視程度不夠。在上課過(guò)程中，通常有這樣的三類同學(xué)：（1）一部分同學(xué)能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解較深入。（2）一部分同學(xué)能夠完成實(shí)驗(yàn)，但一般是依賴?yán)蠋熖峁┑睦蹋瑢?duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仍一知半解。（3）還有一部分同學(xué)上課時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不認(rèn)真鉆研，不愿意自己動(dòng)手練習(xí)，甚至有抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象，課堂利用率不高。在這三類同學(xué)中，第一類和第三類同學(xué)為數(shù)都不多，人數(shù)最多的應(yīng)該是第二類。

反思以上的課堂現(xiàn)象，雖然有學(xué)生自身的問(wèn)題，但也說(shuō)明實(shí)驗(yàn)課程沒(méi)有很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，還沒(méi)能有效激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)內(nèi)容和方法需要改進(jìn)

單片機(jī)是一門實(shí)應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)應(yīng)使每位學(xué)生在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)以及接口等方面都得到訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的安排也應(yīng)該緊緊圍繞理論授課的重點(diǎn)難點(diǎn)開(kāi)展，內(nèi)容的設(shè)置從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，還可增加一些綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。但限于實(shí)驗(yàn)室條件，一般的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課都是使用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)課是簡(jiǎn)單的硬件連線和軟件編程，很多時(shí)候?qū)W生還有實(shí)驗(yàn)例程可以參考，學(xué)生在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面鍛煉機(jī)會(huì)有限，另一方面，教學(xué)內(nèi)容過(guò)多注重驗(yàn)證性，而忽視學(xué)生的能動(dòng)性，通常是在實(shí)驗(yàn)箱看一下結(jié)果，對(duì)現(xiàn)象背后的原因不去深入研究，實(shí)驗(yàn)以演示、驗(yàn)證項(xiàng)目為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也好幾年都沒(méi)有變化，不能根據(jù)學(xué)生的情況靈活設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。課程結(jié)束后，學(xué)生雖然對(duì)單片機(jī)的基本原理及相關(guān)概念有所了解，但對(duì)這門課程至關(guān)重要的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)，很多學(xué)生并沒(méi)有掌握。

（三）考核方式有待改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)通常是依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況而定，對(duì)學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐能力衡量得不夠。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)谡麄€(gè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程中所占比例也不算多，這也是導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課程的原因之一。

二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革舉措

（一）實(shí)驗(yàn)課要能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而引起學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣

首先，要使學(xué)生在思想上重視單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)。由于單片機(jī)具備較高的性價(jià)比、良好的穩(wěn)定性、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已涉及儀器儀表、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。特別是在自動(dòng)控制領(lǐng)域，正逐漸成為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及控制的首選器件之一。正是由于單片機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用如此廣泛，所以我們必須要學(xué)好單片機(jī)，而要學(xué)好單片機(jī)，不經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐是不行的，在思想上要讓學(xué)生重視起單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課。

其次，在實(shí)驗(yàn)課的過(guò)程中，要增強(qiáng)學(xué)生的參與度。對(duì)于一些系統(tǒng)不是很復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，我們鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。比如：對(duì)于單片機(jī)的并口實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，就是一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)外加一些電阻、發(fā)光二極管和按鈕即可，成本不是很高，學(xué)習(xí)過(guò)電子基礎(chǔ)的學(xué)生大多能完成這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而拿著自己開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)板做單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)更有興趣，學(xué)習(xí)的熱情也明顯提高。在教學(xué)過(guò)程中，不再給學(xué)生參考例程，鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生在上課之前查閱資料，設(shè)計(jì)程序流程圖，并編寫程序完成實(shí)驗(yàn)，如果遇到問(wèn)題就多和老師和同學(xué)交流，共同解決問(wèn)題。通過(guò)自己開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)的硬件系統(tǒng)和接口關(guān)系有了更深層次的了解，通過(guò)自己編程，使學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力也有了很大提高，更重要的是，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有了濃厚的興趣，以前課堂上的第一和第二類同學(xué)學(xué)習(xí)的效果都有明顯提高，第三類學(xué)生的人數(shù)也明顯減少。

（二）改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容

1.結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室條件的實(shí)際來(lái)編寫單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教材，教材的內(nèi)容配合理論教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身也可以前后關(guān)聯(lián)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教材直接關(guān)乎教學(xué)質(zhì)量的好壞。教材不應(yīng)該是一成不變的，而是要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況靈活而定。對(duì)于基礎(chǔ)好一些的學(xué)生，可以讓他們?cè)谕瓿苫緦?shí)驗(yàn)后再增加一些內(nèi)容，以加深對(duì)知識(shí)的理解，因此在教材中，要多設(shè)置一些思考問(wèn)題。內(nèi)容上也要緊緊圍繞理論教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，比如單片機(jī)的并口、定時(shí)器、中斷、接口擴(kuò)展電路等展開(kāi)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上循序漸進(jìn)，注重各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容間的前后聯(lián)系。比如在并口實(shí)驗(yàn)中做了單片機(jī)通過(guò)并口控制流水燈的實(shí)驗(yàn)，那么在定時(shí)器實(shí)驗(yàn)中可以在并口實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加對(duì)流水燈時(shí)間的控制，在中斷實(shí)驗(yàn)中可以在定時(shí)器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加按鈕中斷的控制，這樣學(xué)生在做后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)復(fù)習(xí)了前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)有一個(gè)比較系統(tǒng)的掌握。

2.減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，鼓勵(lì)自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。我校是在大學(xué)三年級(jí)的第一學(xué)期開(kāi)設(shè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程，以前所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而作為自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)高年級(jí)學(xué)生，他們已經(jīng)有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ矚g做一些有創(chuàng)造性的工作，對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)已無(wú)多大興趣，所以才會(huì)出現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)課不感興趣，盲目應(yīng)付的問(wèn)題。而通過(guò)增加一些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，特別是一些自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以尋找自己的興趣點(diǎn)，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，對(duì)單片機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)有一個(gè)更深的理解，可以更好地掌握單片機(jī)的知識(shí)。還可以在電子課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中加入單片機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不斷更新。單片機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，并且很多時(shí)候都和其他熱門技術(shù)相結(jié)合，如：智能控制技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)等，為此我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也要適時(shí)地介紹這些技術(shù)，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要，在開(kāi)闊學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

（三）考核方式的改進(jìn)

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)課程的考核方式也要做一些調(diào)整。實(shí)驗(yàn)課程的最終成績(jī)要根據(jù)學(xué)生的平時(shí)上課表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際動(dòng)手操作能力按一定比例綜合評(píng)定，并且最后一項(xiàng)要占主要比例。實(shí)際操作能力可以通過(guò)給定題目的上機(jī)考核來(lái)完成，同時(shí)加大實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)谡麄€(gè)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程中所占比例，使最終成績(jī)盡量反映出學(xué)生的實(shí)際能力。

（四）完善實(shí)驗(yàn)室的管理

根據(jù)學(xué)校實(shí)際，可以設(shè)立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，增加課后對(duì)學(xué)生開(kāi)放的時(shí)間，給予學(xué)生更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。另一方面，學(xué)校也應(yīng)當(dāng)加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室的資金投入，購(gòu)買先進(jìn)的儀器設(shè)備，滿足實(shí)驗(yàn)課教學(xué)基本需要和教學(xué)內(nèi)容的不斷更新。

三、結(jié)語(yǔ)

以上是作者對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考，可能并不全面，對(duì)于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革，我們還要繼續(xù)努力，在教學(xué)過(guò)程中繼續(xù)堅(jiān)持“知行合一”的教學(xué)理念，使學(xué)生的理論水平和實(shí)踐能力得到全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李剛，等.新概念單片機(jī)教程[M].天津：天津大學(xué)出版社，2007.

[2]蔣存波，等.提高單片機(jī)教學(xué)效果的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2006，（6）.

[3]劉喜雙，等.單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)改革探索[J].教育探索，2013，（8）.

[4]趙水英，等.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)之思考[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，27（9）.

篇8

Teaching Reform and Practice of Scene Teaching Mode for Microcontroller Course//Fan Jian, Li Jun, Xia Ruting

Abstract The paper discusses the reform and practice of the scene teaching mode in microcontroller course. Three of the main problem in the current microcontroller course teaching was presented at first, some efforts was put forward such as teaching experimental installation, teaching process planning and teaching conception reforming etc. It can be spread and exploitation in teaching other technical curriculum.

Key words microcontroller; scene teaching; practical teaching

Author’s address School of Mechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou, Zhejiang, China 310018

單片機(jī)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課，對(duì)于臺(tái)州學(xué)院機(jī)械專業(yè)的學(xué)生而言，他們相關(guān)知識(shí)學(xué)得淺，且先修電控類基礎(chǔ)課程的實(shí)踐也相對(duì)較少，單從課堂教學(xué)來(lái)看，其理論概念抽象，教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動(dòng)性和積極性不夠，該課程的教學(xué)效果不甚理想。通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)改革，把單片機(jī)課程理論教學(xué)及時(shí)有機(jī)地融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將理論和實(shí)踐教學(xué)“捆綁”在一起，讓學(xué)生邊學(xué)邊練，圍繞單片機(jī)課程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行有益的探索和實(shí)踐。

1 單片機(jī)課程教學(xué)中存在的幾個(gè)問(wèn)題

分析臺(tái)州學(xué)院機(jī)械專業(yè)單片機(jī)課程的理論和實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，以下2個(gè)問(wèn)題比較突出。

1.1 單片機(jī)課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時(shí)空上脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想

單片機(jī)課程教學(xué)安排一般是將某個(gè)單元的理論知識(shí)系統(tǒng)講完之后再安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這種安排表現(xiàn)為理論和實(shí)踐的教學(xué)在時(shí)間和空間上是分開(kāi)進(jìn)行的。由于課程的理論知識(shí)內(nèi)容比較抽象，學(xué)生學(xué)完理論知識(shí)后不容易及時(shí)理解和掌握，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)學(xué)生能夠完成實(shí)驗(yàn)的比例不到一半，實(shí)驗(yàn)效果很不理想，甚至出現(xiàn)隨著課程往后推進(jìn)，學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)興趣的程度逐漸下降的不良現(xiàn)象。

1.2 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)更新速度快，學(xué)校不可能同步更新昂貴的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

目前比較主流的實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且廠家一般不提供完整電路設(shè)計(jì)原理圖，學(xué)生難以完整地理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理；另一方面，當(dāng)今時(shí)代電子科技發(fā)展迅猛，芯片和功能模塊器件更新速度很快，雖然廠家每年都會(huì)適時(shí)推出新產(chǎn)品，但對(duì)于高校而言，不可能每年花費(fèi)巨資去更新價(jià)格昂貴的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

2 單片機(jī)課程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐

針對(duì)上述單片機(jī)課程教學(xué)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)該課程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐，把單片機(jī)課程理論教學(xué)及時(shí)、有機(jī)地融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，以學(xué)生實(shí)踐為主體，將單片機(jī)課程理論和實(shí)踐教學(xué)“捆綁”在一起，進(jìn)行一系列有益的探索和實(shí)踐。

2.1 購(gòu)置單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板，用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將課程實(shí)驗(yàn)向課外延伸

為有效開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課程組在學(xué)科的支持下為課程教學(xué)改革試點(diǎn)班級(jí)的每位學(xué)生購(gòu)置單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板套件。單片機(jī)課程的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)實(shí)踐都是基于該開(kāi)發(fā)板進(jìn)行的。此外，學(xué)生還可以在宿舍利用課余時(shí)間自行學(xué)習(xí)和調(diào)試。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間，每人擁有一套單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，有利于學(xué)生將單片機(jī)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐從課堂向課外延伸，便于他們進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

2.2 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更新教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)教學(xué)過(guò)程，強(qiáng)化平時(shí)訓(xùn)練

在單片機(jī)課程教學(xué)計(jì)劃的安排上，打破以往理論教學(xué)的章節(jié)結(jié)構(gòu)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容更新和整合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的特點(diǎn)，重構(gòu)教學(xué)過(guò)程，形成“單片機(jī)簡(jiǎn)介及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程”“單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)及編程初步調(diào)試”“C51初級(jí)編程技術(shù)及接口技術(shù)初步應(yīng)用”“C51高級(jí)編程技術(shù)”“單片機(jī)中斷控制技術(shù)及其應(yīng)用”等12個(gè)專題。以現(xiàn)場(chǎng)理論講解、現(xiàn)場(chǎng)理論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、基本應(yīng)用和綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用的形式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，邊學(xué)邊練。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行一系列有目標(biāo)的實(shí)例引導(dǎo)和實(shí)踐練習(xí)，強(qiáng)化平時(shí)訓(xùn)練，使學(xué)生在每堂現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)課都有新的收獲和提高。

2.3 改革教學(xué)理念，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的主體

在以往“灌輸式”教學(xué)模式下，學(xué)生普遍感覺(jué)課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)抽象晦澀，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)也只能依葫蘆畫瓢，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)徹底打破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，將學(xué)生推向教學(xué)的前臺(tái)，學(xué)生實(shí)踐成為課堂教學(xué)的主體，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生舉一反三、自主創(chuàng)新的能力，使教學(xué)過(guò)程更加融洽、和諧。

2.4 關(guān)注行業(yè)最新動(dòng)態(tài)，及時(shí)引進(jìn)和應(yīng)用最新技術(shù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，及時(shí)引入最新的功能模塊，讓學(xué)生及時(shí)把握行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。而且，在當(dāng)今產(chǎn)業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，越來(lái)越多的用人單位更加注重于學(xué)生掌握并運(yùn)用最新技術(shù)的能力。

3 取得的教學(xué)效果

通過(guò)臺(tái)州學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程組教師的共同努力，學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)取得明顯的成效。

3.1 學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣濃厚，教學(xué)效率、實(shí)驗(yàn)效果明顯提升

隨著課程教學(xué)的推進(jìn)，學(xué)生從開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)表現(xiàn)得很依賴教師指導(dǎo)，逐步過(guò)渡到基本能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，到課程學(xué)習(xí)的后期，大部分學(xué)生已經(jīng)能夠根據(jù)教師分配的課題獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。學(xué)生逐漸養(yǎng)成主動(dòng)思考分析的習(xí)慣，學(xué)習(xí)能力有很大提高，課堂學(xué)習(xí)常常出現(xiàn)“你追我趕”的好現(xiàn)象，減輕了指導(dǎo)教師的壓力，培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。

3.2 學(xué)生參與科研實(shí)踐的積極性和動(dòng)手能力顯著提高

單片機(jī)課程教學(xué)為學(xué)生進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)，學(xué)生參與科研實(shí)踐的積極性和動(dòng)手能力顯著提高。自2009年以來(lái)，該教改試點(diǎn)班級(jí)有近90%的學(xué)生申請(qǐng)并完成實(shí)驗(yàn)室開(kāi)出的電控類開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，有近80%的學(xué)生參與了學(xué)校舉辦的浙江省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔賽，學(xué)生申請(qǐng)并獲批浙江省新苗計(jì)劃項(xiàng)目有3項(xiàng)，由學(xué)生申請(qǐng)并已受理的實(shí)用新型專利有5項(xiàng)。

4 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)課程應(yīng)用性很強(qiáng)，針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐，教學(xué)質(zhì)量顯著提高，進(jìn)一步提升了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐提供了很好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)方法。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式經(jīng)過(guò)近2年的教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，顯示出良好的實(shí)踐效果，對(duì)其他專業(yè)課程的教學(xué)也有較大推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]陳亮.單片機(jī)課程的教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(9):121-123.

篇9

1.《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1課程自身特點(diǎn)

1.1.1跨越性。《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程是一門軟硬件相結(jié)合、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和應(yīng)用性的課程。學(xué)習(xí)這門課程的學(xué)生需要經(jīng)歷從電子技術(shù)基礎(chǔ)、電路原理、C語(yǔ)言編程等基礎(chǔ)知識(shí)向以微處理器為核心、通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的思想轉(zhuǎn)變過(guò)程，這種思想跨越轉(zhuǎn)變過(guò)程對(duì)初次接觸該課程的學(xué)生來(lái)講具有一定難度。

1.1.2橋梁性。《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程是后續(xù)嵌入式系統(tǒng)課程、DSP課程、EDA課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)等的基礎(chǔ)，具有課程橋梁的重要作用。

1.1.3綜合性及抽象性。《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程涉及的內(nèi)容較廣泛，包括單片機(jī)的硬件組成和功能、軟件編程思想、匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句及結(jié)構(gòu)等。并且軟件編程涉及的匯編語(yǔ)言需要和硬件的配置情況有關(guān)，內(nèi)容抽象，不易理解。

由于該課程具有自身特性，因此需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行改革嘗試，幫助學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)習(xí)這一類課程的方法，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程的理解性，從而提高他們的實(shí)際操作及應(yīng)用能力。

1.2學(xué)生對(duì)課程的切身感受及認(rèn)識(shí)

通過(guò)調(diào)研得知，相當(dāng)一部分學(xué)生渴望將這門課程更好地融于自己的專業(yè)發(fā)展中，牢固掌握課程基本理論和實(shí)踐知識(shí)。調(diào)研結(jié)果表明，問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面：（1）在學(xué)習(xí)該課程之初，學(xué)生在沒(méi)有大量實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)的情況下，表現(xiàn)出的是對(duì)程序的編寫問(wèn)題及對(duì)整個(gè)課程的困惑，大部分學(xué)生對(duì)該課程主要應(yīng)用在哪里沒(méi)有概念。（2）對(duì)于給予大量實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)的學(xué)生，他們表現(xiàn)出對(duì)單片機(jī)的極大興趣，他們的問(wèn)題主要集中為：如何設(shè)計(jì)具有較好功能的源程序，源程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，硬件搭建的合理性等。

因此，良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容，掌握核心知識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率。

1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的待解決問(wèn)題

1.3.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)置不夠完善，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獨(dú)立性強(qiáng)，幾乎沒(méi)有考慮知識(shí)的前后貫穿和最后應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這容易使學(xué)生學(xué)了后面的忘了前面的，自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)更是無(wú)從下手，非常不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

1.3.2教學(xué)模式單一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)偏重于驗(yàn)證性與演示性實(shí)驗(yàn)[4-6]。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中按實(shí)驗(yàn)講義逐步進(jìn)行，分析思考問(wèn)題的機(jī)會(huì)比較少，只是機(jī)械化地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生的注意力主要集中在編程及調(diào)試上，忽略了實(shí)驗(yàn)電路原理的重要性。不清楚系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，當(dāng)需要自行設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)困難無(wú)從下手。實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)能起到真正推動(dòng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)原理、模擬電路、數(shù)字電路等理論知識(shí)理解的作用。單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式制約對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力及分析解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，影響教學(xué)效果。

1.3.3學(xué)生實(shí)驗(yàn)中實(shí)際發(fā)揮空間有限。在實(shí)踐教學(xué)中，教師經(jīng)常把主要的實(shí)驗(yàn)步驟、程序代碼都提供給學(xué)生，造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少、思考不全面、發(fā)揮空間有限的缺點(diǎn)。

2.《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

針對(duì)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行探討，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)考核方式上進(jìn)行改革研究，以提高該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及相關(guān)實(shí)踐提供優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法的研究對(duì)提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)人才培養(yǎng)和就業(yè)都有著深遠(yuǎn)的影響。

2.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革研究

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程比較側(cè)重于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，所以針對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多，那么如何根據(jù)本學(xué)校的學(xué)生層次及特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分類是改革中需要研究和分析的問(wèn)題。筆者以溫州醫(yī)科大學(xué)實(shí)際授課實(shí)例為例進(jìn)行闡述。溫州醫(yī)科大學(xué)針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)和電子信息工程專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)該課程。針對(duì)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的安排，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容分成四部分，可以根據(jù)各專業(yè)學(xué)生層次特點(diǎn)選擇合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。具體實(shí)施方法為：

第一部分為軟件模擬實(shí)驗(yàn)，主要目的是熟悉Keil軟件、Proteus軟件等的操作及匯編語(yǔ)言指令的熟練應(yīng)用，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)操作軟件的使用及匯編語(yǔ)言的使用有一個(gè)全面了解，為以后的實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。針對(duì)軟件模擬實(shí)驗(yàn)，主要開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括兩類：基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)及綜合應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)主要包括數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)、拆字和拼字實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)加法實(shí)驗(yàn)、查表實(shí)驗(yàn)等；綜合應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)主要包括模擬交通燈、投籃計(jì)分及病房呼叫模擬實(shí)驗(yàn)等。

第二部分為基本端口實(shí)驗(yàn)，主要目的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)紋機(jī)系統(tǒng)的基本硬件。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要有端口輸出實(shí)驗(yàn)、定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、按鍵中斷實(shí)驗(yàn)、A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、多位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)、串口通信實(shí)驗(yàn)等。

第三部分為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，目的是幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。主要有用定時(shí)器設(shè)計(jì)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)、鍵盤結(jié)合LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)、利用外部中斷設(shè)計(jì)流水燈實(shí)驗(yàn)、溫度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等。

第四部分為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，主要針對(duì)那些對(duì)單片機(jī)有興趣的學(xué)生，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力等，該部分實(shí)驗(yàn)在課下進(jìn)行，可結(jié)合教師的科研項(xiàng)目和各類大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，如教師科研課題中的控制系統(tǒng)及大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、智能車設(shè)計(jì)大賽、機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革研究

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革中將PBL教學(xué)法與TBL教學(xué)法相結(jié)合，針對(duì)該門課程授課學(xué)生專業(yè)不同，將實(shí)驗(yàn)分成三個(gè)層次：基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和自選實(shí)驗(yàn)。針對(duì)不同層次實(shí)驗(yàn)各自特點(diǎn)和難易程度進(jìn)行教學(xué)方法的選擇和綜合應(yīng)用。

2.2.1基本實(shí)驗(yàn)主要考核學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，可以只采用PBL教學(xué)法。教師只需要給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，由學(xué)生獨(dú)立完成，不需要進(jìn)行分組，培養(yǎng)學(xué)生的自主動(dòng)手能力。

2.2.2綜合實(shí)驗(yàn)不再是單一的知識(shí)點(diǎn)、單一的學(xué)科，考核的知識(shí)可能是跨學(xué)科多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師只需給出實(shí)驗(yàn)的要求和技術(shù)指標(biāo)，學(xué)生自主選擇決定學(xué)習(xí)哪些知識(shí)解決問(wèn)題，體現(xiàn)典型的PBL教學(xué)法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要采用分組討論，單人完成或按組匯報(bào)兩種方式。

2.2.3自選實(shí)驗(yàn)在三個(gè)實(shí)驗(yàn)層次是難度最高的，學(xué)生幾乎不可能單獨(dú)完成，同時(shí)教師要給予一定的指導(dǎo)，給出明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)及知識(shí)點(diǎn)，適合采用TBL教學(xué)法分組討論，按組匯報(bào)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)往往都是給出一個(gè)需要解決的實(shí)際問(wèn)題，實(shí)施方法不是唯一的，這是PBL教學(xué)法應(yīng)用最適合的情況。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)最好采用兩種方法綜合應(yīng)用。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的改革研究

根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和要求，為學(xué)生創(chuàng)造寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.3.1對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中用到的硬件實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)及基礎(chǔ)進(jìn)行針對(duì)性選擇及操作。對(duì)于大多數(shù)學(xué)生，可以選用基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)板與仿真器的硬件仿真平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)課堂中完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，對(duì)于能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以鼓勵(lì)學(xué)生自己做單片機(jī)最小系統(tǒng)板或者選用高級(jí)開(kāi)發(fā)板與仿真器結(jié)合的硬件仿真平臺(tái)，對(duì)于積極性較高的學(xué)生，可以建議大家在實(shí)驗(yàn)課業(yè)余時(shí)間選用開(kāi)發(fā)板自己燒寫程序在實(shí)驗(yàn)課堂之外對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣的內(nèi)容進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)，為學(xué)生創(chuàng)造寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生可以不拘束于課上時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.3.2對(duì)于軟件仿真平臺(tái)，學(xué)生可以用匯編語(yǔ)言完成簡(jiǎn)單程序的設(shè)計(jì)，能夠用C51語(yǔ)言完成簡(jiǎn)單和復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)，學(xué)生的前序課程中學(xué)過(guò)C語(yǔ)言，這樣大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，同時(shí)學(xué)生從對(duì)比中加深對(duì)匯編語(yǔ)言和C51語(yǔ)言的理解。

2.4實(shí)驗(yàn)考核方式改革研究

傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程不單獨(dú)考核，評(píng)價(jià)方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)。這種評(píng)價(jià)方式使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)不重視，很難調(diào)動(dòng)起學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中的積極性。本次改革項(xiàng)目將實(shí)驗(yàn)考核方式分為四個(gè)部分：把學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課堂的態(tài)度及積極操作的自我關(guān)注程度作為實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)的考核依據(jù)，占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的20%；平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的20%；綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的50%；自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的10%。

3.結(jié)語(yǔ)

為了提高《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，給學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及相關(guān)實(shí)踐提供優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和創(chuàng)新能力，本課題結(jié)合學(xué)校各專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的教學(xué)方法進(jìn)行探討與改革。經(jīng)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的改革實(shí)踐表明，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的合理設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和主觀能動(dòng)性。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的改造及考核方式的改變，可以引導(dǎo)學(xué)生重視自身實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。從本校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)習(xí)過(guò)程中可以看出，學(xué)生在實(shí)際工程應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)數(shù)量和質(zhì)量都有較大程度的提高。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深入和完善，該課程會(huì)取得更良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，使學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力有明顯的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李有光，聞新，南英.本科生AVR單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（9）：216-218.

[2]祖一康，徐妙婧.單片機(jī)教學(xué)改革實(shí)踐研究[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，31（5）：67-70.

[3]金國(guó)華，滕君華，馬寶山，張大力.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用能力的分層培養(yǎng)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2015，11：81-83.

篇10

人才培養(yǎng)是學(xué)校的根本任務(wù)，質(zhì)量是學(xué)校的生命線，教學(xué)是學(xué)校的中心工作，而實(shí)踐是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，要提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，需要推進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降母母锖蛣?chuàng)新。“單片機(jī)與接口技術(shù)”課程除了理論基礎(chǔ)外，還具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。因此，需要對(duì)該課程提出更具針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以便使學(xué)生能夠在掌握理論基礎(chǔ)的同時(shí)，工程實(shí)踐能力也得到培養(yǎng)與提升。本文即是在此背景下，主要對(duì)“單片機(jī)與接口技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析研究，結(jié)合本課程的實(shí)際情況提出了改革措施。

一、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

“單片機(jī)與接口技術(shù)”課程目前仍沿襲以前純理論課程的教學(xué)模式，雖然設(shè)置了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，但實(shí)驗(yàn)僅作為理論教學(xué)的次要輔助，未對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加以足夠的重視。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

目前，對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視，內(nèi)容安排上主要以理論課內(nèi)容為主線，多是作為理論教學(xué)的驗(yàn)證，所以對(duì)于學(xué)生而言，各個(gè)實(shí)驗(yàn)是相互獨(dú)立的，沒(méi)有相互聯(lián)系起來(lái)形成一個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。加之實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書內(nèi)容編寫的面面俱到，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)僅僅是參照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)單地將程序輸入到計(jì)算機(jī)上，如此重復(fù)地完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課程實(shí)驗(yàn)實(shí)際上演變成了程序功能的驗(yàn)證，并沒(méi)有到達(dá)對(duì)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、編寫、調(diào)試等過(guò)程訓(xùn)練的目的。由于過(guò)于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的作用，學(xué)生不愿獨(dú)立分析思考，解決實(shí)驗(yàn)大綱中提出的問(wèn)題，甚至不對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，急于得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，照抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告，忽視了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重要性。這難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣性和積極性，也不利于在解決單片機(jī)實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題時(shí)，對(duì)學(xué)生動(dòng)手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)而失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的作用。

（二）過(guò)度依賴功能集成的實(shí)驗(yàn)箱

隨著單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的發(fā)展，許多高校對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了更新，配備了將實(shí)驗(yàn)所需功能集成于一體的綜合實(shí)驗(yàn)箱，這在一定程度上方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，但單一依賴于實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有局限性，并且從學(xué)生反饋的來(lái)看并沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)效果。這種綜合實(shí)驗(yàn)箱將全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都集中在一起，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)只需按照實(shí)驗(yàn)接線圖完成所需實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必要的線路連接，將實(shí)驗(yàn)參考程序直接燒錄到實(shí)驗(yàn)箱，再查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程得到了簡(jiǎn)化，減少了硬件連接上的錯(cuò)誤，加快了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度。然而，由于其集成度過(guò)高，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都已經(jīng)固定，不易改變和擴(kuò)展，降低了實(shí)驗(yàn)的靈活性，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維；不用從原理圖開(kāi)始對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了硬件的連接，弱化了對(duì)學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力的需求；實(shí)驗(yàn)程序也隨著硬件連接的固定而固化，學(xué)生對(duì)單片機(jī)程序的編寫與調(diào)試能力沒(méi)有得到鍛煉。

二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

為改善上述課程教學(xué)的不足，本文將EDA仿真軟件Proteus引入到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)，同時(shí)提出了Proteus與實(shí)驗(yàn)箱軟硬結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使得虛擬仿真與真實(shí)硬件互補(bǔ)互足。

（一）基于Proteus單片機(jī)仿真的特點(diǎn)

Proteus是一款由英國(guó)Labcenter Electronic公司開(kāi)發(fā)的EDA軟件，它支持對(duì)微控制器和元器件組成的嵌入式系統(tǒng)仿真，并且能夠與Keil等軟件實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真調(diào)試，這樣不僅可以查看程序執(zhí)行時(shí)微控制器內(nèi)部寄存器、存儲(chǔ)器內(nèi)容的變化，而且可以觀察元器件的工作情況。利用Proteus可以快速靈活地完成嵌入式系統(tǒng)原理圖的繪制，便于在課堂上進(jìn)行講解。

例如，我們利用Proteu進(jìn)行定時(shí)器控制LED燈亮滅的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生按照硬件原理圖（如圖1所示）用Proteus軟件繪制實(shí)驗(yàn)仿真電路圖（如圖2所示），使得在P1.0腳輸出周期為1s的方波，即實(shí)現(xiàn)LED燈循環(huán)亮0.5s，滅0.5s，同時(shí)，在P1.0引腳用虛擬示波器觀察輸出信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)LED燈控制器的仿真（如圖3所示）。通過(guò)本Proteus實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)會(huì)硬件原理圖的繪制、掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的原理及編程方法，學(xué)會(huì)使用虛擬示波器觀察波形變化，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

當(dāng)然，軟件虛擬仿真無(wú)法達(dá)到與硬件完全一致，有時(shí)仿真結(jié)果存在一定差異。因此，Proteus仿真只能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的其中一環(huán)。

（二）軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

通過(guò)Proteus對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行仿真，可以讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅軟件編程能力得到了提升，并且也對(duì)單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)有所了解。由此對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有了全面的認(rèn)識(shí)，而不是在實(shí)驗(yàn)箱上按部就班地參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

在實(shí)驗(yàn)課前，學(xué)生不再是通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行枯燥預(yù)習(xí)，而可以根據(jù)教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，利用Proteus提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)硬件電路、編寫程序、仿真調(diào)試。在課堂上，教師可以根據(jù)學(xué)生課前仿真的完成情況，有針對(duì)性地講解實(shí)驗(yàn)。然后學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)箱上認(rèn)識(shí)真實(shí)的元器件，連接線路完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課上，結(jié)合Proteus與實(shí)驗(yàn)箱完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，鞏固理論課上學(xué)習(xí)的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課后，教師可以再布置一些擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)，以便有興趣、有能力的學(xué)生進(jìn)一步利用Proteus及單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和實(shí)物驗(yàn)證，以更加深入地學(xué)習(xí)、掌握單片機(jī)及接口技術(shù)。

例如我們布置一個(gè)擴(kuò)展性大作業(yè)：通過(guò)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，運(yùn)用AD轉(zhuǎn)換模塊，將電位計(jì)輸入的電壓轉(zhuǎn)換成AD值，該AD值通過(guò)換算得到占空比，即只需要調(diào)節(jié)電位計(jì)就可以改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。AD值換算成占空比后可通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來(lái)。另外，增加一個(gè)獨(dú)立鍵盤按鈕，來(lái)作為控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的總開(kāi)關(guān)。知識(shí)點(diǎn)的考核含有定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷、動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示、AD轉(zhuǎn)換、獨(dú)立鍵盤的使用等內(nèi)容。總之，完成該大作業(yè)需要學(xué)生對(duì)51單片機(jī)的上述每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的了解與掌握，并對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，通過(guò)合理的邏輯梳理，完成整個(gè)程序的編寫。學(xué)生可以對(duì)51單片機(jī)有更加深刻的了解，加強(qiáng)了對(duì)邏輯思維能力的培養(yǎng)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下深厚的基礎(chǔ)。

這樣的教學(xué)方法，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課堂時(shí)間上和空間上的限制，使學(xué)生愿意主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并能帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂，有針對(duì)性的教學(xué)也提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效率。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上也更加靈活多變，易于擴(kuò)展。這種軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣，而且還可以提升學(xué)生的單片機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力，將所學(xué)理論應(yīng)用到實(shí)際工程中。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備兩個(gè)方面分析了當(dāng)前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，分析了其中存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，將虛擬仿真引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)，并且結(jié)合Proteus軟件的特點(diǎn)，提出了Proteus與實(shí)驗(yàn)箱軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以此提升單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力。希望此文的教學(xué)探討，能對(duì)同行起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

篇11

1當(dāng)前單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題

單片機(jī)系統(tǒng)是一門軟硬件相結(jié)合強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和應(yīng)用的課程，很多應(yīng)用型高校在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中都存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在下面一些方面。

1.1現(xiàn)行的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在脫離實(shí)踐的傾向

很多高校，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要設(shè)備，采用這種設(shè)備進(jìn)行教學(xué)教師和學(xué)生操作使用方便。然而試驗(yàn)箱的總體結(jié)構(gòu)往往已經(jīng)固定，學(xué)生很難自主地進(jìn)行創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)單片機(jī)的硬件教學(xué)內(nèi)容無(wú)法深入細(xì)致的學(xué)習(xí)，使學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路不能直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)箱基本上透明了單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)生只能參照廠家提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，一步一步進(jìn)行操作，最終得到一個(gè)事先預(yù)知的結(jié)果。這最終導(dǎo)致學(xué)生失去對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)的興趣，更無(wú)法提高學(xué)生的設(shè)計(jì)動(dòng)手能力。

1.2重理論輕實(shí)踐現(xiàn)象嚴(yán)重

單片機(jī)課程的開(kāi)設(shè)，很多教師按照課程教學(xué)大綱要求，有計(jì)劃的對(duì)單片機(jī)原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、時(shí)序電路和設(shè)備等知識(shí)點(diǎn)認(rèn)真教授，理論知識(shí)成了單片機(jī)教學(xué)的主體，實(shí)踐教學(xué)只作為理論知識(shí)的一個(gè)驗(yàn)證，形成了以教師為主體的知識(shí)傳授型的教學(xué)模式，在實(shí)踐教學(xué)中，教師把主要的實(shí)驗(yàn)步驟、程序代碼都提供給了學(xué)生，造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)很少，思考看、發(fā)揮的空間更是有限。甚至一些教師認(rèn)為學(xué)單片機(jī)就是學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的編程，再加上相對(duì)硬件教學(xué)，只需要一臺(tái)微機(jī)加上仿真軟件和編程環(huán)境就好了，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情要高，也比較容易上手，完全忽略了單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的整機(jī)思想，教師課程考核依然是以試卷筆試為主，必然導(dǎo)致學(xué)生對(duì)硬件實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)缺乏興趣，并最終失去了對(duì)該課程硬件學(xué)習(xí)和硬件實(shí)驗(yàn)的興趣，也就失去了對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

1.3教師本身的實(shí)踐能力和工程開(kāi)發(fā)能力有限

很多教師，教學(xué)效果的確很好，他們有著自己的教學(xué)方法和手段，有的甚至是教學(xué)名師，然而單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)是一門多學(xué)科相結(jié)合的實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，要想上好這門課程，必須要求教師有單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。照本宣科只做課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)，不能將實(shí)際單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的知識(shí)和方法傳授給學(xué)生，不能引入單片機(jī)發(fā)展的主流技術(shù)和單片機(jī)開(kāi)發(fā)的新型工具軟件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到單片機(jī)這門課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的要求。

1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性

從很多高校的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱來(lái)看，存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、陳舊，缺乏綜合型和設(shè)計(jì)型項(xiàng)目的情況，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不求甚解，最后給實(shí)驗(yàn)教師提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，就算完成了本次實(shí)驗(yàn)，這就導(dǎo)致很多單片機(jī)的知識(shí)在實(shí)踐教學(xué)中不能涉及到。學(xué)生也根本沒(méi)有理解和掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的這些知識(shí)。學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力根本得不到很好的培養(yǎng)和提高。更有甚者，學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排多年未更新，很多新技術(shù)和主流元器件沒(méi)有引入教學(xué)，使得培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生無(wú)法得到用人單位的認(rèn)可。

2單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)

2.1創(chuàng)新單片機(jī)課程教學(xué)方案

以就業(yè)為導(dǎo)向，完善教學(xué)體系和內(nèi)容，根據(jù)應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)定位，制定了切合實(shí)際的單片機(jī)人才培養(yǎng)方案，修訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃。以提高應(yīng)用能力為出發(fā)點(diǎn)，制定出切實(shí)可行的單片機(jī)課程教學(xué)方案，突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)。著重體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，逐步改善實(shí)踐教學(xué)條件，盡量擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的依賴，采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，突出學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力，同時(shí)加強(qiáng)教師能力培養(yǎng)，盡量讓“雙師型”教師上課，增強(qiáng)課程的工程實(shí)踐性。

2.2調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

學(xué)校要根據(jù)人才培養(yǎng)定位和單片機(jī)課程教學(xué)的要求，合理安排單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，給學(xué)生預(yù)留可發(fā)揮的空間，促使學(xué)生變被動(dòng)實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)參與、思考，這樣便能在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到樂(lè)趣，實(shí)驗(yàn)中的思考以及實(shí)驗(yàn)成功后的成就感，能提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的信心和興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。同時(shí)引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段和主流的單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)，讓學(xué)生能夠貼近單片機(jī)開(kāi)發(fā)的實(shí)際，不但能夠讓學(xué)生模擬仿真實(shí)驗(yàn)，而且可以讓學(xué)生有單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想，提高學(xué)生單片機(jī)實(shí)際開(kāi)發(fā)和應(yīng)用能力。

2.3構(gòu)建多級(jí)實(shí)驗(yàn)體系和能力培養(yǎng)體系

根據(jù)單片機(jī)教學(xué)的實(shí)際和課程對(duì)人才能力培養(yǎng)的要求，可以把單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)劃分為基本模塊實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、和綜合型實(shí)驗(yàn)，基本模塊實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，包括單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)、并行口、中斷、串行口、、定時(shí)/計(jì)數(shù)器各種幾口等，主要是讓學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)基本單元模塊的組成、理解單元模塊的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和基本的實(shí)驗(yàn)方法。綜合性實(shí)驗(yàn)階段是綜合型實(shí)驗(yàn)為主，主要建立單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的整體思想，是能力培養(yǎng)的提升階段，也是培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵階段。通過(guò)這一階段的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能對(duì)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題提出解決方案。并利用基礎(chǔ)性試驗(yàn)階段的積累，完成自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用的單元模塊以及實(shí)驗(yàn)步驟，并通過(guò)多次的優(yōu)化，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為以后單片機(jī)開(kāi)發(fā)積累經(jīng)驗(yàn)。

2.4軟硬件學(xué)習(xí)相結(jié)合

單片機(jī)課程涉及到的知識(shí)面非常的廣，如果透明掉硬件的原理和學(xué)習(xí)，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力就不能得到很好的提高，因此在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中，不能忽略硬件學(xué)的學(xué)習(xí)，在做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要盡量不完全依賴已有的實(shí)驗(yàn)箱，而是要求學(xué)生盡量自己設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，這樣學(xué)生對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)能夠更加直觀，也能夠把元器件選型與應(yīng)用、線路板設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品的焊機(jī)與調(diào)試等硬件的知識(shí)引入到單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，雖然過(guò)程難度較大，也比較繁瑣，但對(duì)學(xué)生的自制力、學(xué)習(xí)意志能夠很好的鍛煉，也是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和強(qiáng)化他們的動(dòng)手能力重要階段，能夠更加有效地提高學(xué)生單片機(jī)的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力，也符合用人單位對(duì)他們能力的要求。同時(shí)，單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)軟件的使用也十分重要，軟件的使用也十分的方便，在實(shí)踐教學(xué)中引入偉福、KEIL、PROTEUS等仿真軟件，使學(xué)生在課外也能隨時(shí)隨地模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生既可以模擬再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室硬件電路實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，也可以模擬未做的實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)習(xí)目的。還可以模擬實(shí)驗(yàn)室條件不具備的實(shí)驗(yàn)達(dá)到補(bǔ)充擴(kuò)展目的。

2.5通過(guò)競(jìng)賽，提高學(xué)生工程開(kāi)發(fā)能力

對(duì)于工科學(xué)生，全國(guó)有很多很有影響力的比賽，比如全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯比賽，全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽等，各地高校也會(huì)結(jié)合本地域或本校的情況，舉辦各類的創(chuàng)新大賽，任課教師在給學(xué)生授課過(guò)程中，積極把這些信息通報(bào)給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生早做準(zhǔn)備，積極參與，通過(guò)這些比賽，刺激學(xué)生利用單片機(jī)做出各類實(shí)用性作品，讓學(xué)生能夠通過(guò)比賽掌握單片機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程，讓他們親自做一回工程師，這種課外形式的學(xué)習(xí)，更能使學(xué)生充分掌握單片機(jī)各種基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際開(kāi)發(fā)技能，能夠提高學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。事實(shí)表明，有過(guò)參賽經(jīng)歷的學(xué)生，他們的分析解決問(wèn)題的能力，單片機(jī)的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力，都得到了很好的提高和鍛煉，也更受用人單位的歡迎。

3總結(jié)

單片機(jī)的學(xué)習(xí)與社會(huì)人才需求和主流技術(shù)的發(fā)展要嚴(yán)密結(jié)合起來(lái)，只有抓好單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，才能培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的合格人才。應(yīng)用型本科院校一定要合理安排課程內(nèi)容，努力提高教師教學(xué)水平，協(xié)調(diào)單片機(jī)軟硬件教學(xué)比重，積極引導(dǎo)學(xué)生參與各類競(jìng)賽。這樣才能培養(yǎng)出具有工程設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力及較強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力的合格的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]曹建樹(shù).單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，（9）.

篇12

隨著社會(huì)信息化程度的不斷提高，嵌入式技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于我們的生活，成為當(dāng)今最熱門的行業(yè)技術(shù)。作為典型代表的單片機(jī)技術(shù)在各高校也成了一門熱門的、重要的就業(yè)方向性課程，然而，單片機(jī)技術(shù)課程是一門與工程實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，要想讓學(xué)生掌握好這門技術(shù)，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程對(duì)象的設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用性編程能力。

2傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

筆者從事于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作多年，2007年開(kāi)始就積極地進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，從專業(yè)的角度來(lái)看：目前，大部分的高校都是采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行教學(xué)，而實(shí)驗(yàn)箱是儀器開(kāi)發(fā)公司的成品，設(shè)計(jì)時(shí)具有整體規(guī)劃性，例如實(shí)驗(yàn)?zāi)K整體地址的設(shè)計(jì)，學(xué)生很難了解到其中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)涵。對(duì)于初學(xué)者，局部實(shí)驗(yàn)難以吃透，很難有良好的實(shí)驗(yàn)效果。這樣，一般的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱也只能起到驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的作用，學(xué)生只是看看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而已，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

3.解決的辦法

英國(guó)Labcenter　Electronics公司開(kāi)發(fā)Proteus軟件是一種混合電路仿真工具，Proteus不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，而且能仿真單片機(jī)電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，解決了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用脫節(jié)的矛盾，有利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2009年筆者立足我院實(shí)際教學(xué)需要，主持成立了《基于Proteus仿真單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程教學(xué)改革》課題研究小組，研究課題獲得了學(xué)院的大力支持與省級(jí)教改立項(xiàng)。我們主要從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容展開(kāi)了研究：

（1）以Proteus虛擬仿真軟件為核心構(gòu)建單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。

（2）結(jié)合仿真軟件構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制和方法。

（3）在傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)中引入電子仿真教學(xué)實(shí)現(xiàn)跨越性、自由性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。

2010年該課題成果在電子信息工程專業(yè)和應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)三個(gè)班的學(xué)生中進(jìn)行了改革試點(diǎn)，取得了良好的效果，院級(jí)教研順利結(jié)題。

4.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上的幾點(diǎn)應(yīng)用

4.1單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

通過(guò)上述教學(xué)研究，我們形成了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教材，教材分為三章：第一章為實(shí)驗(yàn)部分，主要是針對(duì)理論授課內(nèi)容的重難點(diǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基于Proteus仿真平臺(tái)的單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，共為10個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要是對(duì)單片機(jī)內(nèi)部資源編程應(yīng)用的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，例如P1口的使用—流水燈實(shí)驗(yàn)、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、外部中斷實(shí)驗(yàn)和串口通信等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以自由使用Proteus元件庫(kù)提供元器件按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自己畫原理圖，嘗試改寫或編寫簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，通過(guò)Proteus提供的虛擬儀表進(jìn)行檢測(cè)，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵。這樣既可以讓學(xué)生掌握單片機(jī)的內(nèi)部硬件資源結(jié)構(gòu)，又可以鍛煉學(xué)生的編程能力，還可以對(duì)常見(jiàn)的儀器儀表進(jìn)行學(xué)習(xí)；第二章為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)部分，這部分主要是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)起著補(bǔ)充作用，可以由老師在課堂上提出問(wèn)題與拓展思路，學(xué)生自主基于Proteus仿真平成課外實(shí)驗(yàn)。第三章為綜合性實(shí)驗(yàn)部分，由老師給出10個(gè)由易到難的設(shè)計(jì)性課題，讓學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)，可以給出參考設(shè)計(jì)思路、原理圖、模塊程序。由學(xué)生自己根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)，并在Proteus虛擬仿真系統(tǒng)上進(jìn)行驗(yàn)證，目的是培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思維能力與單片機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力。

在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課堂硬件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引入Proteus虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)就在于：相互輔助、相互補(bǔ)充配合。Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于可以不需要實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備投入就可以完成大量的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生而言，計(jì)算機(jī)平臺(tái)容易普及利用，而不可能每個(gè)人都擁有一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱。這樣，不受實(shí)驗(yàn)室條件的限制，學(xué)生可以很容易開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)，在老師的指導(dǎo)下完成課外拓展性實(shí)驗(yàn)。

4.2實(shí)驗(yàn)考核方式改革

當(dāng)然，新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法還必須配套新的考核方式。傳統(tǒng)的考核方式一般采用實(shí)驗(yàn)箱操作抽簽實(shí)驗(yàn)完成，但是學(xué)生往往對(duì)線路虛焊、導(dǎo)線接觸不良、仿真器燒壞了等問(wèn)題苦惱，就算是平時(shí)都做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫x定的設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致焦慮情緒影響了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這個(gè)情況在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常遇到。新的考核方式主要是基于Proteus虛擬仿真平成，不存在設(shè)備器材問(wèn)題，學(xué)生具有最大的自主發(fā)揮的自由度，老師給出課堂實(shí)驗(yàn)相近的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖、編寫或改寫程序完成，以最終運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須有詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)過(guò)程、源程序設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行效果圖片（Proteus截圖）。

成績(jī)算法為：實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20分，仿真實(shí)驗(yàn)考核占60分，平時(shí)出勤10分，課外拓展實(shí)驗(yàn)10分。

4.3開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

由于Proteus虛擬仿真平臺(tái)沒(méi)有局限性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)限，可以開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課題與設(shè)計(jì)課題無(wú)限，可以擴(kuò)展學(xué)生的思路和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。軟件平臺(tái)的易搭建性，也可以有效地促進(jìn)學(xué)生課外學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展。在我院，以Proteus軟件為核心建立的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室N501作為長(zhǎng)期對(duì)學(xué)生開(kāi)放的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是我院電子、電氣等專業(yè)學(xué)生的課外創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，是具有電子興趣愛(ài)好的學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提供給學(xué)生一個(gè)自由開(kāi)發(fā)的良好學(xué)習(xí)平臺(tái)。

4.4課外電子競(jìng)賽培訓(xùn)活動(dòng)

同時(shí)，我們也將Proteus軟件平臺(tái)引入到電子競(jìng)賽培訓(xùn)活動(dòng)當(dāng)中，為各年度大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等科技活動(dòng)提供一個(gè)良好的培訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

篇13

【Key words】PBL teaching method; Single chip technology; Experiment teaching

0 引言

《單片機(jī)技術(shù)》課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，為了盡快讓學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，為他們?cè)趩纹瑱C(jī)軟件、硬件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為今后的就業(yè)創(chuàng)造良好的條件，在開(kāi)設(shè)理論課程的同時(shí)，還安排了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是預(yù)先由實(shí)驗(yàn)教師設(shè)計(jì)好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如程序設(shè)計(jì)、I/O口使用、中斷與定時(shí)器使用、顯示與鍵盤、串行口通信、A/D等。然后由學(xué)生照本宣科地重復(fù)，完成所謂教學(xué)大綱所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，也不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，甚至出現(xiàn)了學(xué)生不作實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、抄襲他人程序和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的不良現(xiàn)象，學(xué)生普遍反映這種驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)收獲不大。為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)電子類專業(yè)的人才需求，必須對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

PBL英文全稱為Problem Based Learning，即以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，PBL最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育中，目前已成為國(guó)際上較流行的一種教學(xué)方法。

PBL是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式，它把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問(wèn)題情境中，通過(guò)讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)性問(wèn)題，來(lái)學(xué)習(xí)隱含于問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能，并形成自主學(xué)習(xí)的能力。PBL強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題解決為中心、多種學(xué)習(xí)途徑相整合，而不只是純粹的探索和發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者之間的交流合作，強(qiáng)調(diào)外部支持與引導(dǎo)在探索學(xué)習(xí)中的作用等。PBL教學(xué)法的精髓在于發(fā)揮問(wèn)題對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的指導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。

1 PBL教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施

筆者在多年單片機(jī)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)用PBL教學(xué)法通不斷地嘗試和實(shí)踐，對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，收到較好的效果。下面以廣告燈實(shí)驗(yàn)為例介紹一些做法與心得體會(huì)。

1.1 PBL教學(xué)法中對(duì)教師的要求

PBL作為一種開(kāi)放式的教學(xué)模式，對(duì)教師自身的素質(zhì)和教學(xué)技巧都有很高的要求，要求教師不但對(duì)本專業(yè)、本課程內(nèi)容熟練掌握，應(yīng)該熟悉教學(xué)大綱和學(xué)生的能力情況，還應(yīng)當(dāng)扎實(shí)掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)，并要具備提出問(wèn)題解決問(wèn)題的能力、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力。和良好的組織管理能力，要善于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、寓教于樂(lè)、控制課堂節(jié)奏等技巧。在單片機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要適時(shí)的提出問(wèn)題，且對(duì)于學(xué)生經(jīng)過(guò)討論沒(méi)找到思路或者無(wú)法解決的問(wèn)題要給予指導(dǎo)。同時(shí)需要記錄學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出相應(yīng)的成績(jī)。

1.2 問(wèn)題的提出要密切聯(lián)系實(shí)際并能引起學(xué)生的興趣

問(wèn)題的產(chǎn)生可以是學(xué)生自己在生活中發(fā)現(xiàn)的有意義、需要解決的實(shí)際問(wèn)題，也可以是在教師的幫助指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，還可以是教師根據(jù)實(shí)際生活問(wèn)題、學(xué)生認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)內(nèi)容等相關(guān)方面提出的問(wèn)題。如原廣告燈實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)程序）中只有簡(jiǎn)單的查表程序和軟件延時(shí)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并不能滿足現(xiàn)實(shí)生活中的各種廣告燈設(shè)計(jì)的實(shí)際需要。因此問(wèn)題自然而然的要提出來(lái)了，需要設(shè)計(jì)設(shè)么樣的廣告燈、需要哪些功能、通過(guò)哪些手段可以實(shí)現(xiàn)等等。

ORG 0

MAIN： MOV DPTR，#TAB

MOV R5，#10H

MOV A，#00H

LOOP： MOVC A，@A+DPTR

MOV P1，A

ACALL DELAY

ACALL DELAY

INC DPTR

DJNZ R5，LOOP

LJMP MAIN

DELAY： MOV R7，#00H

MOV R6，#00H

DE：DJNZ R7，$

DJNZ R6，DE

RET

TAB： DB 0FEH，0FDH，0FBH，0F7H，0EFH，0DFH，0BFH，7FH

DB 0FFH，7FH，0BFH，0DFH，0EFH，0F7H，0FBH，0FDH

END

1.3 問(wèn)題的提出要圍繞課程大綱

實(shí)驗(yàn)的目的最主要的還是讓同學(xué)們熟練掌握單片機(jī)的基本編程和調(diào)試方法，熟練掌握課程大綱所要求的知識(shí)能力、動(dòng)手能力。如在廣告燈實(shí)驗(yàn)中，可以提出如果要設(shè)計(jì)流水燈除了用查表的方法外還可以有什么方法？必要時(shí)可以告知用環(huán)移指令的方法。廣告燈中的閃爍時(shí)間如何控制？除了軟件延時(shí)還可以用定時(shí)器定時(shí)。這樣在廣告燈實(shí)驗(yàn)中就能把定時(shí)器試驗(yàn)結(jié)合在一起來(lái)完成。

1.4 問(wèn)題的提出要循序漸進(jìn)

一個(gè)宏大的工程是由若干個(gè)小的工程構(gòu)成，同樣一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也可以由多個(gè)問(wèn)題組成。問(wèn)題的提出應(yīng)該循序漸進(jìn)，從最基本、最簡(jiǎn)單的問(wèn)題開(kāi)始，逐步拓展，最終能解決一個(gè)大問(wèn)題。這樣的過(guò)程，學(xué)生不僅在其中鍛煉了能力，還找到了逐步解決問(wèn)題的的樂(lè)趣。如廣告燈實(shí)驗(yàn)中可以依次提出如下問(wèn)題：1）流水燈如何實(shí)現(xiàn)？2）延時(shí)時(shí)間控制在1S用軟件延時(shí)怎么實(shí)現(xiàn)？3）用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)1S定時(shí)。4）加入開(kāi)關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)不同廣告燈效果。5）用鍵盤控制實(shí)現(xiàn)不同廣告燈效果。6）廣告燈閃爍的同時(shí)播放音樂(lè)。在這個(gè)廣告燈實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生不僅練習(xí)了查表程序、環(huán)移指令、軟件延時(shí)、定時(shí)器定時(shí)、開(kāi)關(guān)量輸入、鍵盤輸入、分支程序等知識(shí)點(diǎn)，更在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了有特色、有個(gè)性的使用廣告燈的設(shè)計(jì)，體會(huì)到了成功的喜悅，增強(qiáng)了自信心。

1.5 改變實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式，增加學(xué)生積極性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)同理論教學(xué)一樣，是整個(gè)教學(xué)的重要組成部分。以往在成績(jī)考核中，筆試成績(jī)占主要部分，而實(shí)驗(yàn)成績(jī)只是與平時(shí)成績(jī)一起考核，且占整個(gè)成績(jī)的很小比例，這樣，學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)不會(huì)引起足夠的重視，從而帶來(lái)很大的負(fù)面影響。例如，有相當(dāng)一部分同學(xué)在后期的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不能獨(dú)立地完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。為此，須對(duì)當(dāng)前的考核模式也進(jìn)行改革。

首先，隨著課程改革實(shí)驗(yàn)課時(shí)的增加，必須加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谡麄€(gè)課程成績(jī)的比重，占總成績(jī)的50%。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)合格與否，作為學(xué)生具備筆試資格的必要條件，若實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格，則取消其筆試資格。

其次，由于學(xué)生的水平不一致，導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)中所提出的問(wèn)題不是都能解決，這就要求調(diào)整考核方式，不能給一個(gè)絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于解決了基本問(wèn)題的學(xué)生可以給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)的80%，而對(duì)哪些動(dòng)手能力強(qiáng)，解決問(wèn)題能力突出的同學(xué)酌情加分，最高能給滿分。

2 結(jié)語(yǔ)

在多年單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生普遍反映PBL教學(xué)法提高了了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)了創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高了對(duì)自己的自信心和對(duì)所學(xué)專業(yè)的認(rèn)可度。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張毅剛，彭喜元.單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]湖北眾友科技實(shí)業(yè)股份有限公司.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)-實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[Z].2003.

[3]楊宇祥，高宗海，等.PBL教學(xué)法在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2011（10）：308-309.