“单片机原理与应用”课程教学改革的研究

2010-04-04黄伟军肖金球张兄武杨利娟

电气电子教学学报 2010年6期

黄伟军,肖金球,张兄武,杨利娟

(苏州科技学院电子与信息工程学院,江苏苏州 215011)

我院“单片机原理与应用”课程教学改革与实践项目组提出了“重视基础、提高综合、引导创新”三层次的教学模式,将单片机课程的教学分为基本知识教学、综合应用知识教学和创新实践指导教学三种类型,强化对学生创新能力的培养,提高应用单片机新技术解决具体实际问题的能力。

1 教材建设

我们在课程教学内容上,注重单片机结构体系原理以及传统应用的基础上,增加了当前的一些主流技术,包括USB接口和网络芯片接口等热门应用内容。为此,我们组织教师编写了新教材《单片机原理与接口技术》[1],该教材以MCS-51系列单片机为核心,着重介绍了一些应用新兴技术,如T LC2543串行A/D、SED1330系列大屏幕LCD、全双工单片MODEM和高速并行USB接口芯片等内容。应用系统设计则列举了自主开发完成的系统实例,通过实例阐述应用单片机开发产品的基本方法和技术,该教材已于2005年出版。

2 理论教学

我们对单片机理论和实践教学进行统一设计及安排,重点加强学生动手能力和应用能力的培养。对大部分学生的教学执行基本教学大纲的要求,对部分学有余力的学生,创造条件提高他们的实际应用能力,以满足其个性发展需求。

1)课程网站和“天空教室”

我们建立了单片机课程网站和“天空教室”。课程网站有丰富的课程资源,在“天空教室”中有“教学要求”、“课件”、“习题”和“自测题”等栏目,教师可通过“天空教室”布置作业,学生也可通过“天空教室”网上提交作业。我们并开设了讨论区和答疑区。

2)教学内容

针对本课程工程实践性较强的特点,我们侧重训练学生应用知识的能力。其核心是训练学生在获得单片机基础知识的同时,掌握单片机的系统设计方法及应用。

针对学生学习入门难的问题,我们在教学中注重实例的选择,开始通过简单应用实例引导学生进入单片机应用制作,然后鼓励他们进行完整应用系统的仿真及制作,避免学生产生畏难情绪影响学习;

针对单片机实际应用中C51成为主流的现实,我们在教学中编程既讲汇编也介绍C51,通过汇编帮助理解基本概念,特别是存储器结构问题,通过C51解决复杂应用系统编程问题。

3)教学方法

在单片机教学中,课堂上主要是介绍单片机的结构、时序、存储器、指令、程序设计和接口电路及应用。我们在课堂教学中,采用了Proteus进行仿真实例演示。教师带上典型实物,如LED显示和交通灯等进行演示,让学生对单片机应用系统有一个感性认识。同时用Proteus画同样的线路图,调用同样的程序进行仿真,便可产生同样的效果。由于大部分学生都有电脑,课外有条件进行相应的编程和Proteus仿真练习。随着课堂内容的推进和深入,教师的讲解在使用板书和多媒体课件的同时,能不断扩展Proteus仿真功能。从最初的内部存储器的使用到简单的I/O端口操作,从内部功能块的使用到外部接口的扩展,从简单的按键与LED显示操作到扩展A/D与D/A构建成为一个完整系统。学生能将单片机原理与结构、程序的编写、硬件线路图的构建和仿真运行有机地结合在一起。学生最终基本上可以设计一个简单的单片机软硬件系统。

4)考核评价

我们在教学考核方式上,采用“考试+实践考核+综合评定”的考核方式。期末考试重点考核学生的理论知识的掌握程度;实践环节考核学生的动手能力;综合评定(大作业)由学生根据自己情况,设计一套单片机应用系统,采用Proteus仿真完成,通过天空教室提交。