中职单片机课程教学的改革与实践

李文华 李志英

摘要：通过分析近几年来单片机教学中存在的一些问题，在教学过程中不断改革教学方法和教学手段；提出了以单片机实例教学为主线，以能力培养为目标的教学体系。主要通过建立单机片实验室，采用项目教学法进行模块化练习；改变传统的先学习抽象理论知识，让学生从实例组装开始，激发学生的学习兴趣；采用仿真软件Proteus进行教学弥补设备不足的问题；采用多媒体课件提高课程的生动性；在教学过程中把重点放在培养学生的创新精神方面。

关键词：教学改革 单片机应用 项目教学 实验室

随着科技的进步，单片机控制已经广泛应用到各个领域。比如：洗衣机、电冰箱、空调、微波炉、电视机和音响设备等家电产品都是由单片机进行控制的；计算机的外围设备打印机、扫描仪等和自动化办公设备的传真机、复印机、电话机等都有单片机的应用；大到自动化控制的电梯、数控机床，小到儿童玩具等到处都用到单片机控制。交通信号灯、夜幕下的各种荧光彩灯、广告屏上的色彩变化等等都是由单片机控制的，单片机已经渗透到我们生活的各个领域。随着单片机技术的广泛应用，单片机这门课程越来越受到各职业学校的重视，但是因为它包含程序的应用，对中职生来说又是一门比较难学的课程。为了促进中职学校单片机课程的教学，本人在教学过程中不断探索，下面是一些教学改革与实践。

1 教学内容和教学模式的改革

1.1 以单片机应用为教学主线 常规的单片机教学程序，往往很注重知识的结构完整，原使用教材是《单片机应用技术》（主编覃奈新），从讲解单片机的端口控制开始，然后是MCS-51单片机结构、定时器/计数器、键盘与显示接口、模/数、数/模转换技术、单片机的串行接口、单片机应用开发实例——100米体育计时器、MCS-51单片机指令系统。这样的课程体系在课程即将结束时学生才能接触到基本的单片机应用实例，造成学生一开始就对单片机课程失去了学习兴趣，普遍反映单片机课程内容枯燥无味；大概在两周课进度时大部分学生对学习单片机都丧失了信心。现在，在单片机课程教学过程中，将单片机应用作为教学主线贯穿始终。在课程开始时教师就向学生展示并演示单片机在日常生活中的典型应用实例。例如生活中处处可见的多功能电脑时钟，电子专业课上要使用的数字电压表等，通过展示让学生在脑海里建立了单片机的初步概念，直观地感受到单片机技术的实际应用；使学生了解到单片机技术已存在于日常生活之中，极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲望。

1.2 采用项目教学法，提高学生对单片机的应用能力 单片机课程是一门应用性很强的技术基础课，要求学生会利用单片机来完成相应的任务要求。只有选择“由简单的应用，再到复杂的应用”才能使学生由被动学习变为主动学习。目前选用的教材是《新编单片机技术应用项目教程》（主编金杰），单片机及其开发工具（项目一）和制作单片机输出控制电路（项目二）是基础；通过LED数码计数牌、地震报警器、数字时钟、数字电压表等五个应用项目的学习和实验，使学生的能力得到提高。前面的基础项目一定要以实例演示入手教学，比如讲解单片机输出控制电路时，可以先用单片机控制一个LED灯的闪烁，利用单片机实验箱做演示，边演示边向学生讲解单片机输入输出口的功能及作用。通过实验，学生看到LED灯闪烁，会产生好奇心，再加上老师的正确指导，学生就会对所学的内容感兴趣。进而通过其他项目实验，培养和提高学生的实践动手能力和创新能力。

2 教学方法及教学手段的改革

2.1 以实例组装入手，改革单片机教学方式 改变传统的先学习抽象理论知识，以实例入手，激发学生学习兴趣。中职学生学习单片机，要具备最基本的读图识图能力，元器件组装焊接能力，这些技能训练已经在一年级进行了大量的训练。首先，给学生提供电路图和源程序，让他们照着资料用万能板搭建实际电路；以实践为主，从元器件的安装，到程序的编译、程序的下载、装机调试，使学生从一开始就掌握单片机的整个开发流程及工作原理，并从中感受到电子制作的兴趣；然后再从“实物”出发学习单片机理论知识。这样不但使学生从一开始就近距离认识了单片机，还能做到理论与实物相结合，激发了学生的学习兴趣。

2.2 建立单片机实验室，加大实习实训教学比例 单片机的实践教学是整个单片机教学体系中的重要组成部分，单片机实践教学的前提和基础是建立单片机实验室。通过实验，不但使学生快速提高对单片机的认识，使学生熟练掌握单片机操作技能，还是项目教学法得以实施的必要条件。电子专业具有相当规模的职业学校的电子实验实训室，一般都会有多套电子产品设计与装调技能综合实训装置，这类实验装置能保证单片机课程的所有实训项目。实训装置的实训项目一般都有几十种，甚至上百种，教师要根据学生和教学的实际情况具体选择，挑选相应单片机应用项目，由浅入深、由易到难、由简到繁地进行教学。

2.3 单片机项目教学法不要拘泥于教材项目 项目教学法，是以任务引领理论，使理论服务于实践。单片机应用领域要求学生掌握的知识面很广，考虑到中职生的知识结构和接受能力，从实际应用出发，根据实验条件来设计项目任务，不必强求按照教材给定的项目进行。只要学校有最简单的单片机开发板，就可以根据实验板设计下列项目。项目一，认识51单片机（单片机外形结构、管脚排列与功能），项目二，驱动发光二极管（一只发光二极管闪烁，三只发光二极管轮流亮等），项目三，驱动数码管，……等等，项目由浅入深，根据开发板功能逐渐提高难度。在单片机的讲授过程中，理论知识讲得够用为宜，不求全面和系统。

2.4 重视仿真软件在单片机教学中的使用 以实例教学入手，利用单片机实验箱或实验板，或者电工电子实验装置等，使学生对单片机应用有了直观和感性的认识，但是在实验课堂上演示单片机的设计和调试又几乎不可能。除需求大量的硬件原因外，还有就是单片机的种类繁多，一般学校不可能在一个实验室设有多种单片机仿真设备和它们的外围电路。Proteus仿真软件辅助单片机教学，可以大大节约教学实验成本；利用Proteus软件，教会学生在计算机上进行单片机软硬件设计和调试。

除Proteus仿真软件外，Keil C编译软件在单片机教学中也是必不可少的，它集编辑、编译、仿真于一体。在教学过程中必须用一定数量的课时让学生掌握这些软件的使用，并使用它们进行仿真和编译。要让学生熟练运用这些软件，这对教师的业务水平又提出了更高的要求。

2.5 制作多媒体课件，提高单片机理论教学的生动性 多媒体课件的特点之一是能提高教学效率，可以将实验课堂上要演示的内容制作成课件形式，呈现在全体学生面前，避免了个别学生看不到演示实验的现象，还可以反复播放，直到学生看懂为止。减少了设备的耗损，声图并茂也增加了学生学习的兴趣。另外，利用仿真教学中的演示、程序分析，还可以将抽象的概念生动直观地展现给学生，增强学生的感性认识。

2.6 组建单片机课外兴趣小组，带动学生的学习积极性 最初将部分对单片机有浓厚兴趣的学生组成课外兴趣小组，组织他们定期进行课外活动，组装和调试小制作，进一步利用实验设备让他们自己设计开发项目，以培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力；并以此带动更多的学生加入学习行列中。

3 结束语

在中职单片机课程教学改革中，提高学生学习单片机的兴趣与信心，培养学生的单片机应用能力是关键；建立以单片机实例教学为主线，以学生技能和能力培养为目标的单片机课程体系势在必行。但是在我们这些职业教育相对落后的地区，单片机课程教学起步较晚，实习实训设备缺乏，师资力量相对薄弱，相关领导重视不够，是制约单片机教学改革的主要问题。要建立一个完善的、更加合理的单片机课程教学体系，还需要不断地进行探索和实践。

参考文献：

[1]彭小文.中职单片机课程教学的改革与研究[J].广东科技，2009，2：63-64.

[2]黄汉平.以技能为切入点单片机教学的探索[J].中国新技术新产品，2011，23：242-243.

[3]李娟.中职单片机教学的探讨[J].科技资讯，2010，21：184.

[4]韦斯积.单片机原理及应用教学的有效途径[J].法制与经济，2010，9：134-135.

[5]王晓娟，吴德平.中职学生单片机操作技能训练方法探析[J].职教通讯，2011，1：28-30.

作者简介：李文华（1967-），女，河南济源人，中学高级教师，研究方向：电子技术应用；李志英（1962-），男，河南新乡人，专业部主任，研究方向：机械专业，实习实训教学。