简析单片机实验课程教学探讨

解德鑫

[摘 要]单片机课程是工科类比较重要的一门课程，文章针对单片机实验教学中的现状及问题，对单片机课程的实验教学进行相应调整，筛选实验教学内容，尝试新的实验教学方法，有效地激发学生的兴趣，充分调动学生的积极性，让学生在有限学时内掌握单片机的基本应用，提高了学生的动手能力和综合素质。同时，单片机课程是一门多理论、实践性较强的课程，在教学中要把握好理论教学、实践教学、考核各个环节。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。文章是笔者就单片机教学提出的见解和看法。

[关键词]单片机课程；理论环节；实验教学

1 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，这种认识固然是对的，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需的，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。

2 新型教学法的教学设计

（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、通信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须读懂。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，来调动学生学习的积极性、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 单片机实验的特点及问题

单片机是一门实践性很强的学科，教学中需要很多硬件设备，如电脑、实验电路、编程器等。传统的单片机实验教学一般采用验证性的实验教学方法。学生按照实验指导书的实验步骤进行连线，按照参考的实验流程进行软件调试，通过运行程序，最后观察实验现象、记录实验结果。这种实验方式对学生的要求不高，实验也容易完成，而且学生能从中获得感性认识，比较适合单片机实验的初级阶段。

同时，一般单片机实验箱由于是成品，学生很难参与细节设计，因此动手能力的训练也有限。单片机实验室建立成本高，一般学校很少有学生人手一套实验开发系统进行单片机实验及开发。就算有，由于技术的不断更新、设备的不断老化，实验仪器也会很快落后。此外，单片机实验室由于有时间地点的限制，学生除了上实验课外平时难得有机会实践。

这种方式虽然易于操作，但对研究问题、分析问题以及解决问题的要求不高，不能达到培养综合能力的目的，因此需要引入新的实验教学模式。

4 实验教学模式探讨

为了改善这种状况，形成教与学的良性互动，教师首先需要在实验课堂上多启发学生的思维，使枯燥的实验内容变得生动、有趣，有助于学生获得良好的学习效果；其次需要改进实验教学方式、更改实验教学计划、优化实验教学内客，比如采用C语言进行程序设计，比使用汇编语言难度低；比如一些实用性不大的内容直接删掉；此外，还可以建构单片机教学仿真实验平台，通过软件来仿真单片机的功能，节省了硬件投资成本。

一个良好的开始是成功的一半，兴趣是最好的老师。作为教师的我们，要善于抓住这一特点，设计好实验环节的教学，引导学生自主学习，积极思考，把所学的理论知识融会贯通。在实验课程的开端创设良好的开始，激发学生的兴趣。比如，通过生活实例能提高学生的兴趣，否则学生会觉得概念太抽象。另外，应将多媒体技术应用在单片机实验教学中，特别是在介绍操作方法时，多媒体能直观、形象地帮助学生理解。比如，在焊接实验中，我们可以通过多媒体把整个焊接过程的图片展示出来，并注明注意事项，让学生非常容易把握焊接步骤。当然我们也不需要把所有的实验教学内容都展示，很简单的部分就可以直接跳过去。多媒体主要用来提高学生的实验积极性，提高了实验教学效果。

5 理论教学方面

单片机课程是一门实践性很强的课程，它主要体现在硬件和软件的紧密结合，要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构，所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。

在传统的教学模式下，教师习惯于以“单片机简介→硬件结构→编程指令→系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解，这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题，如单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题，很难提高学生的实践能力，导致学生失去学习兴趣。

为了提高学生的实践能力，可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性，一个模块可以是一个单元的知识，可以是几个单元的组合，甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块，大模块可以组成更大的模块，一环套一环，这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈，有利于教师对学生进行有效的指导。比如说，我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块，在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明，存储器结构，指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识，然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块，使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器，并学会用指令对接口进行编程。

6 结 论

总的来说，先激发学生的兴趣，然后在实验教学中采用整合方式，把相关知识点联系起来，引导学生积极思考，达到融会贯通，最后引入仿真实验平台，方便快捷，打破了原有传统模式的单一性。单片机课程作为一门重要的专业课，对于大多数学生来说是有难度的，但是只要我们根据学生的实际情况以及学校的教学资源合理地安排教学计划，应用更好的教学模式，相信一定会取得较好的教学效果，既可以让学生很好地掌握课程内容，又可以使单片机课程成为学生最感兴趣的专业课。