浅谈单片机教学方法

徐 峰

[摘要] 单片机是工科电类专业很重要的一门专业基础课程,在工科电类专业中占据着非常重要的地位。为了让高职高专的学生切实学会并熟练掌握单片机,笔者在实际教学中摸索出一种新型的教学方法。本文是笔者就单片机教学提出的见解和看法。

[关键词] 新型教学 改革 考核 实训

一、新型教学法的提出

单片机在工科电类专业教育中占据重要地位,它涉及编程语言、微机接口知识、通信技术知识、硬件电路等。属于技术性、工程性、实践性很强的一门学科。

我们往往认为传统的教育模式都是落后的,其实传统还是有其可取之处的。有些教育者认为传统教育模式的教学目标是向学生传授系统的文化基础知识和专业基础知识,忽视了学生的动手能力,这种认为固然是对的,但更关键的是我们的教育者解决教育问题的方法是否得当,现在好多教师是调动学生动手了,却很少有人能调动学生的能力。在实验课堂中,好多学生进了实验室不知道从何处入手;有的代码都看不全;有的不能按照软件给系统连接硬件;还有好多不会算法……这些明显是理论与实践脱节的现象。因此,熟练掌握指令、程序、算法等软件知识,了解相关硬件知识,加强实践环节是学会单片机所必须的,也是我们教育者所要达到的教学目标。总之单片机是一本书同时也是一种芯片。

二、新型教学法的教学设计

在学习过程中,要以学生为中心,教师为主导,利用情景、协作、会话等学习环境要素,充分发挥学生的主体性和创新精神,使学生有效地达到对当前所学知识的意义建构。

1.课本知识是我们学习单片机的理论基础。我们可以不了解单片机的内部结构,但是它的各方面的用途必须得弄清楚,要让学生明白它的最小应用系统;要掌握它每一个引脚的用途特点;要会用每一个代码;要会使用内部定时器;要弄清楚如何使用中断;要会编写显示、延时、键盘、模数转换、数模转换、通讯等一些常用的简单程序等。这是以后搞单片机实验以及设计开发的理论基础。作为教育者,我们务必做到让每一位学生都能熟练掌握,要对学生的学习情况做到心中有数,这样既是对学生的负责也有利于教学进程的安排。

2.在实践教学中,不难发现,不少学生只是机械地模仿教师的示范操作,而没有真正做到把操作和书本联系起来,并且有很多的学生是使用指导书上现成的资料,输入现成的程序,整个实验过程中没有建立整体电气原理图的概念,甚至连基本的原理图都无需读懂。这样根本谈不上培养学生设计电路的能力。学习理论知识和进行实验对强化的确对所学知识有很大帮助,但要使学生具备应用和简单的开发能力还是很不够的,教师还必须通过一些课程设计项目,来调动学生的学习积极主动性,来提高学生的应用开发能力。有条件的学校可以开放学校的实验室供学生设计开发单片机实验项目,也可以由老师组织去工厂定制实验板。充分利用有效的社会资源达到更好的教学效果。

3.本文所提倡的新型教学法不像以往传统教学法中,单片机课程只有到教材即将学完的时候才能进入开发应用程序阶段,而是边学边进行实验,根据学生的学习阶段而安排不同的实验项目。比如当学生只具备硬件知识的时候,我们在实验时注重其硬件电路的连接,然后把准备好的代码让学生下载到单片机内进行实验。紧扣理论与实践会使学生对知识的掌握更加熟练深刻。理论与实践分开进行会使学生处于被动接受方式,无法主动参与整个教学活动,没能达到以学生为中心,以培养学生操作技能为目的宗旨。

4.将理论教学与“实物”相结合。单片机教学中所涉及到的内容很多都是抽象的,初学时的确有相当的难度。仅凭课堂上老师的讲说,学生并不能很好理解,而且在实际使用中单片机也不会孤立作用,它牵涉好多硬件连接。将理论教学与“实物”相结合,使学生直观更具体地认识和了解单片机的实际工作和应用方式,显得尤为重要。在教学中为学生提供电路板的完整电路原理图,将课堂教学的内容和其“实物”联系起来,并逐步让学生学会读图、识图,为设计单片机的应用电路打好基础。

三、改革考核形式

单片机这门课程以往的考核形式相对单一,考题侧重课本知识点,譬如填一些指令、编一段简单的程序,说说中断定时器的用法等。这样就导致了成绩高的不一定能够会实际应用,大学试题大多不是很难,单纯的卷面考试是无法真正反映学生的实际掌握情况。单凭一张试卷来论定学生能力,即有失公平性也体现不出学生实际掌握单片机知识的能力。因此,改革单片机课程的考核形式,显得尤为重要。

1.考试形式多样化,突出学科特色。考试方式要突出针对性、生动性、可行性,不能只限于笔试,课堂评价也是重要方式,老师可以在平常的教学中观察学生的表现,如作业、实验报告、在实验室的实验效果等方式考察和评价学生。单片机课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的,因此考核也应面向学生的编程能力、软硬件分析和调试能力以及综合运用能力的考核。

2.鉴于目前行业对技术人才的要求,结合相关专业课的教学内容,再把他们要求的知识和技能相互融合,使这些成为一个有机的考核体系。我们可以通过给学生布置一种项目来考核,让每位同学选做一个电子产品,或者是一些模拟系统,并要求在指定时间范围之内完成,并验收答辩。在学生制作实物的过程中老师给予必要的帮助和引导,并鼓励学生充分利用网络资源,但也不容许照抄照搬。根据学生做的东西和答辩情况给予等级分数。这样不仅可以考查学生对各门专业课程知识的综合应用能力,考核并一定要非要有参考标准答案,但有标准与要求,这样的考核方式对学生创新能力的培养是很有帮助的。

四、新型教学法突出特点

笔者提倡的新型教学法,要求理论和实践统一。理论知识的学习是搞单片机实际应用的基础,深入实践应用单片机是对课堂理论知识的反映。我们的教学者切不能将两者对立起来,偏重任何一方都是不可取的。我们一方面要切实掌握课本理论知识,而不是浅尝辄止。另一方面深入实践根据不同的阶段设计不同的实验与之对应。正确处理二者的关系,使两者融汇贯通才能掌握这门学科,才能形成一种能力。这种能力不仅体现在一定的理论知识水平,也体现在实际应用单片机的能力上。为达到这个教学目的,改革考核制度也是有必要的,采用试卷和实际应用的考查制度将为学生的学习指明方向。

单片机是理论和实践结合紧密的学科,只有两着兼顾才能切实掌握。大学教育不应该让学生只拿到卷面上的分数,还必须使学生拿到一种能力,才能适应未来社会对人才的需要。