对三本院校单片机教学改革的探讨

李美莲

（安徽三联学院信息与通信技术系，安徽合肥230601）

对三本院校单片机教学改革的探讨

李美莲

（安徽三联学院信息与通信技术系，安徽合肥230601）

针对三本院校单片机教学中存在的问题，提出了教学方法和教学模式改革的思路和实施措施；并根据高等教育的目标及应用型三本院校学生的特征，在教学过程中通过调动学生的学习兴趣、选取比较适合学生的课题式教学、运用Proteus和Keil仿真软件、课后作业采取小组分工式合作等教学方法使得学生更好地掌握单片机的软硬件知识.

单片机；教学方法；课题式；学习兴趣；小组

民办三本院校《单片机原理及应用》是电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气与自动化等专业的核心专业课，能为从事电子相关产品的企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试和制作能力的实践性人才，同时又为嵌入式系统的学习奠定基础.本文就三本院校单片机的教学改革浅谈自己的观点：

1 改变传统的灌输式教育，利用Proteus和Keil进行仿真，充分调动了学生的学习积极性

传统的单片机教学总是以教师为主题，围绕教材，讲述单片机的发展史、硬件原理、指令系统、程序设计、中断定时、串行接口和基本扩展，最后再举一两个例子.这样就造成了学生学完单片机这门课，大部分学生还是不会编程，硬件也不会，这种以教师为主，对学生实施满堂灌的高中式教育，极大的扼杀了学生的学习积极性，更别提学习的兴趣了.而单片机这门课是以简单的硬件知识，稍复杂且灵活的软件编程来完成的.这就要求在教学中要以学生为主题，教师为辅的教学方法.

教学时，可以利用可视性比较强的Proteus和Keil软件进行仿真.Proteus是一种低投资的电子设计自动化软件，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用单片机的MCU和外设.并且Proteus中有庞大的元器件库、大量的虚拟仪器和调试工具，只要利用美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统完成软件程序的编写与调试，生成hex文件，然后把它装到Proteus中单片机芯片中，就可以仿真，看到效果.这种可视性比较强的教学手段极大的提高了学生的学习兴趣.

2 选取“课题式”教学方法，驱动课堂教学

一般三本院校单片机这门课的课时还是很有限的，怎样才能让学生在少课时的情况下很轻松的掌握单片机的硬件和软件知识，这也是我们课题组经过了调查、讨论、研究采用的“课题式”教学方法.

课题组在很多企业比如：美的、海尔、中信、格力等企业进行了大量的调研，共同研究分析了单片机技术岗位的工作过程，弄清了单片机在企业中的运用过程，然后再根据学生的特点，从而明确了三本院校单片机课程的培养目标.根据这种培养目标，课题组选取了很多优质的课题.

2.1 选取优质课题

在选取课题过程应该把握以下原则：（1）实用性.选取课题一定要是我们日常用的可视性较强的一些产品的设计.这样不至于学生设计出来的作品是被社会所淘汰的.（2）可行性.要根据学生的特点以及知识的难点合理的选择课题，不能太难也不能太简单，要根据学生的进度及掌握情况来实施.比如：准备讲外部中断和定时器时，可以从音乐着手，先讲一下一个按键“do”的控制，然后用蜂鸣器发出来，然后在这个基础上扩展到四个按键甚至更多，到最后能演奏一首曲子，学生会非常感兴趣，视觉听觉效果都非常好.

2.2 课题实施阶段

一般情况下一个星期一个课题，课题从最简单的开始逐步加大难度，设计了很多种方案可供教师选择，比方其中一条方案是：点亮二极管→数码管的控制→按键的控制→液晶12864→时钟电路→电机→A/D和D/A→双机通信→可自动寻迹的小车→两辆车的控制.每个课题实际上又包括了很多的项目，比如最简单的点亮二极管这个课题，包括了很多项目，项目也是从最简单的开始，逐步深化.从一只二极管的闪烁→流水灯的设计→交通灯的设计.在上课时教师得先讲一个项目的分析、设计、仿真及调试，基于这个项目的延伸靠学生自己去分析、设计和仿真.对项目分析时得把项目涉及到的硬件和软件知识一一讲解、讲透，让学生在以后能灵活的运用.遇到有关的芯片比如12864液晶，得教会学生怎样看英文的时序图及引脚说明，怎样控制这些引脚.这对三本院校的学生尤其是电类的学生这是很关键的，只要会看引脚图和时序图，就知道怎么去控制它，动手能力和创新能力自然就得到了提高.

2.3 课题评估阶段

课题评估是课题教学法的一个重要环节.应根据三本院校学生的培养目标设计评估标准，客观公正的评估学生的学习过程及效果.在评估时要看到学生对项目完成的进度，学生欠缺的知识来公正的评价，同时进行补差.到最后期末考试时不能采用传统的考试方法笔试，而采用学生在规定的3小时时间内选一个项目进行分析、设计以及仿真，现场编程的手段来评价学生.这也符合了现代的高等教育对工科学生的培养目标.

3 课后作业

课后作业采取一个寝室一个小项目，以小组的形式合理分工，使得小组中的每一位学生都有一个特定的职责.小组学习是培养学生合作意识的一种基本途径，在这个学习过程中学生可以把自己的思路和别人共享，而且学生更多的拥有了自由组合、分工协作的机会，拥有了评价和讨论他人观点的机会以及空间和时间.小组中一般是两个同学搞硬件这一块，两个同学搞软件这一块，然后再联调，一个星期一个小课题，一个月以后搞软件的同学和搞硬件的同学对调，互相学习，互相商量，更好的完成课题中的项目，同时也调动了学生的学习兴趣.比如：学生在做控制小车这个项目时，有两个同学得先上网搜有关电机方面的知识，到底选直流电机还是步进电机，选完以后还得考虑电机的驱动问题，一般选择都是L298，等全弄清楚以后在proteus中画图，告诉另外两个做软件的同学有关的知识与接线，做软件的同学接下来就得去上网搜L298怎样控制电机的转动的，接下来就是编程来实现小车的前进、后退、左转、右转.最后再把hex文件下到单片机芯片中，来实现联调.

学生学到中期时，可有学的比较好的学生在老师的帮助下牵头成立电子信息协会，爱好单片机可以加入，这个协会系里出一定的经费，虽然不多，但做一些不是非常复杂的设计还是完全可以做到的，从而更好地促进理论与实践的结合，加强了学生动手能力的提高，这样就不仅仅是仿真，真正做到了实物，让学生理解了不是所有能仿真出来的都能有实物效果.另外这个电子信息协会也是为全国大学生电子设计大赛做准备，到暑假时会从这个协会里挑一些掌握单片机程度比较好的学生参加安徽省和全国大学生电子设计大赛，从某方面来讲也极大的促进了教学.

4 编程语言的选择

有一部分人说用C语言编程序比较好，也有一部分人说汇编语言比较好，那么在教学中到底采用哪种语言呢？C语言是一种编译型的设计语言，可移植性好，另外具有丰富的库函数，这样为在程序中模块化设计方法提供了有力的保障但是占有的存储空间大.汇编语言和处理器密切相关，每种处理器都有自己的指令系统，可移植性非常差，但是它可以有效直接的控制硬件.两种语言都有它的优缺点，课题组经过了深入的调查，发现哪种语言都可以，不过经过将近两年的观察发现三本院校的学生还是喜欢用C语言来编程，个人认为上课时可以先以C语言的形式展开，毕竟学生学过C语言，用起来熟悉点，到后面等学生了解了单片机基本的结构以后可以适当的用汇编语言来编程，这样对一些掌握程度比较好的学生是非常大的帮助，因为一个比较好的单片机程序员会用C语言和汇编语言混合编程的，各取优点.要想编写出高速度、高效率、可移植性强的单片机程序，必须集合C语言和汇编语言的优势，在编程过程中，一般用C语言来构建框架，而用汇编语言作为子程序来处理一些有实时性要求的特殊应用.对那些掌握程度好的学生必须兼顾到.

总的来讲，单片机的教学是多种多样的，教学方法也是非常多的.本文是我们课题组经过将近两年时间的深入调查、考究以及在教学中的心得总结出的观点，课题组认为这种“课题式”的教学方法和课后作业小组分工的形式，加强了学生实践能力的培养，激发了学生浓厚的学习兴趣，同时也取得了较好的教学效果.在这两年的全国和省大学生电子设计大赛中获得了一等奖、二等奖、三等奖的好成绩，同时也得到了用人单位的好评.但是如何将教学改革进行的更加深入，为社会和用人单位培养出更优秀的单片机应用型人才，还需要我们课题组继续努力、不断探索.

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G642.0

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1673-260X（2013）09-0200-02

科学思维与创新能力在应用型高校电子类专业中的应用和实践（校级课题）（10zlgc002）