关于单片机课程的教学改革浅析

张智林

摘 要：单片机课程是一门实践性强、综合性大、工程性高的注重应用的学科。对于很多初学者来说，他们很难理解和接受其中抽象和复杂的内容。笔者结合实际教学经验，对本课程作了些教学改革。

关键词：单片机；教学改革；教学方法

单片机课程对于工科学生来说是一门很重要的课程，是学生将来就业的重要砝码，也是从事电子行业最基本的技能。这门课程综合性大，涉及了应用模电、微机原理和数电等基础知识，同时对学生的动手实践能力要求较高，而在传统的教学中，人为地把单片机的软件和硬件拆分来讲，先讲内部结构再讲指令系统，后讲接口电路和芯片的扩展，再实验，这样就难以培养学生在专业上的突出技能。这种传统的教学方式主要有以下两个弊端：

第一个是软件和硬件没有很好地结合，人为分离。单片机的软件和硬件是相互依存的，是一个统一的有机整体，但传统教学为了讲解清晰方便所以将其分开来讲，造成了讲软件时学生不知道硬件电路的状况，讲硬件时不知其具体用处。单片机的应用系统不仅仅指软件设计，还包括硬件设计，而传统教学里的实验项目多是让学生在已有的试验箱上进行指令程序的编写，导致其在硬件电路设计上得不到应有的锻炼；第二个是指令系统枯燥难解。在课堂上纯粹地向学生讲解100多条指令确实很抽象，教师讲得枯燥乏味，学生也听得昏昏欲睡，学习兴趣大打折扣，达不到理想的教学效果，求其因是不知其用。实验只是对指令的验证，也无法激发学生的学习兴趣和创造力。

总的来说，在单片机的传统教学里存在着理论和实践不相结合的问题，所以作为一名一线教学工作者，为了优化教学效果，笔者主要从以下几个方面谈谈单片机教学改革的方法。

一、单片机教学改革的方法

1.激发学生学习兴趣

大一新生刚接触这门课程的时候，看着教材好比天书，会在心理上造成很大的压力，对以后的学习造成了不良影响，所以教师要给他们上好第一课。兴趣是最好的老师，有兴趣才有学习的动力。讲解理论之前先带他们到实验室参加学习，向他们介绍实验设备的用处，再演示一些有趣的实验。让他们在实际中明白学习的作用和目的。还可以进一步提供编译好的应用软件指导他们完成一些形象生动的实验，激发同学们学习单片机课程的兴趣。

2.充分利用多媒体进行教学

现代教学技术的改进大大方便了课堂教学，在单片机课程的教学中尤其需要借助多媒体进行施教，因为其图、文、声、像并茂的特点可以增加学习的趣味性，调动课堂气氛。另外利用多媒体进行教学大大提高了教学效率，节省了教师的板书时间，使老师和学生的互动时间增加，更及时透彻地分析和解决问题。对于难于理解的内容还可以利用多媒体通过动画、图形等把抽象的东西具体化，便于学生充分理解掌握。多媒体教学不仅可以进课堂，还可以深入学生的课余时间。在网络技术如此发达的今天，网上资源数不胜数，所以教师可以给学生介绍一些国内比较出名的单片机网站、技术论坛网址等，让学生在课余时间也可以接触到优秀的学习资源。高校教师也可以积极进行单片机的网络课程的建设与开发，实现单片机教学向多种教学模式发展。

3.理论教学与案例教学相互结合

教师可以通过选取丰富的直接来源于实际的常见的工程案例，或自己曾经亲自实践过的应用案例进行教学，达到激发同学们求知欲的目的。例如说运用单片机来设计一款简单的音乐播放器。在完成的过程中就包括了外围芯片和单片机型号的选择，如何设计焊接电路板，实现串行通信和并行数据的传输等等方面的硬件设计知识。学生对相关程序的输入，软件的编程等软件知识也得到了实践和锻炼。这种以案例为向导，把硬件知识的讲解和软件知识的讲解相互结合在一起，能让学生真正地、更直观地掌握如何进行单片机的应用与开发。在这个教学过程之前并不需要同学们完全掌握相关的知识点，而是让他们先观察接触到的现象，引起他们的关注和兴趣，再进一步深入学习。这就使得传统教学中软件知识与硬件知识分离教学的情况得以改进。从理论到现象，再从现象到理论的过程中，学生的学习是自主的，具有创造性和探索性，大大地激发了他们学习知识和创新的潜能。

4.项目教学的实践与开发

单片机课程在正常情况下会安排两周时间进行课程设计，学生可以自愿分组，以小组的形式进行合作，制定和实施完成一个项目。项目设计的题目可以在教师给出的多个题目中自行选择感兴趣的，也可以小组设计题目，再与教师商量决定。确定题目后，小组内研究讨论、分工协作，一起确定实施方案。在这段时间里，同学们认真严格地按照硬件设计、制板、软件设计和调试等几部分单片机的开发过程进行操作实践。在项目实施完成的过程中，每个小组内的学生互帮互助、分工合作、共同探究，既培养了他们自主学习的习惯，也锻炼了他们的团队合作精神。完成一项课程设计使学生所学的知识得到了综合应用，这是难度较大、要求较高的任务，教师应该要耐心指导，也要大胆放手，合理指导学生独立完成课程设计。

通过完成项目任务作为一个教学单元，打破了原有的软硬件分离的界限，不再按照原来的硬件结构、指令、编程的先后次序，而是将每部分知识分解成一个个的知识点，需要抽取每部分的不同知识点将其组合才能完成一个项目任务。同学们如果掌握了单片机的开发过程就能顺利完成第一个项目任务。如果完成第二、第三个项目任务，自己就可以模仿性地编出自己设计的程序。这是一个在不断成功地完成任务的基础上学习的过程，当完成全部项目内容后，知识点就全掌握了。但是并不是说必须完全掌握所有知识才能做开发，事实上即使只掌握了部分知识点也能够去做一些程序了。总之，在实践中学习，在学习中实践。

5.倡导学生积极参加竞赛活动

真金不怕火炼，为了锻炼提高学生的综合能力，可以倡导他们积极参加各种竞赛活动，尤其是“全国大学生电子设计竞赛”，这是现今我国高等院校教学评估中受专家认可度最高的大学生竞赛活动了。近年来的电子竞赛大多以单片机为核心技术，设计内容多，题目难度大，所以可以从学生应对各种电子大赛的能力来判断他们掌握单片机理论和技术的水平。参加竞赛既锻炼了他们勇于走出课堂、敢于走出校门的志气，也促进了课堂教学改革。

6.到企业中参观实习、帮助解决问题

学以致用，才能发挥自己的价值。在寒暑假的时候，同学们可以到工厂企业中参加实习锻炼，和一线工人多交流，若遇到问题可以当场解决的就马上解决，如果遇到了自己不懂的部分就可以下班后查找相关资料来解决，这既填补了自己知识的空白部分，也帮助企业工厂解决了实际问题，一举两得。

二、总结

通过一段时间的课程教学改革取得了不错的成效。在这两年的全国大学生电子竞赛中，我院学生取得了可喜的成绩，8个参赛小组获得了5个全国一等奖，2个二等奖，1个三等奖。在毕业生就业情况中，很多学生都被几个大企业录用。所以教学改革应该与时俱进、不断创新，以上就是我的一点心得。

参考文献：

[1]朱向庆，胡均万，陈宏华，钟耀骏，黄锦鹏.多功能单片机实验系统的研制[J].实验室研究与探索，2012（04）：41—44.

[2]张俊谟.单片机的发展与应用[J]. 电子制作，2007（08）.

（作者单位：玉林师范学院物理科学与工程技术学院）