单片机实验教学改革探索

初秀荣， 张冬日， 初 航

(青岛大学 应用技术学院， 山东 青岛 266101)

单片机实验教学改革探索

初秀荣， 张冬日， 初 航

(青岛大学 应用技术学院， 山东 青岛 266101)

本文探索了一种新的单片机实验教学模式：理论教学与实验教学融合，从学习单片机的硬件电路设计和软件编程调试入手，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，培养学生的实践创新能力和团结协作能力，为以后的就业打下基础。

单片机；实验教学；教学改革

0 引言

“单片机原理及应用”是一门实践性比较强的课程，实验占有举足轻重的地位。为了能够使学生真正掌握这门课程，学有所用，我院电气自动化的教师经过多年教学摸索，采用模块式教学方式，加大学生的动手实践能力，把实验课程与理论教学融为一体，收到良好的教学效果[1]。

1 传统单片机实验教学模式

单片机传统授课教学模式是“理论授课，实验操作”，在授课过程中，单独拿出几节课的时间开展实验，实验内容安排比较单一，受授课学时的限制，很难把所学的理论知识完全通过实验加以巩固，大多数高校沿用实验箱形式，用实验箱配备的程序，学生被动地按照教师的指导，下载程序到实验箱，然后观察结果。学生在实验过程中，不认识元器件，更别说对元器件的了解和掌握了[2]。这种授课模式很难使学生掌握这门课程，枯燥乏味，效果实在不理想，绝大部分学生基本上不会使用单片机来设计实现一些控制功能。

针对传统单片机实验的单一性，学生学习的被动性，我们对单片机实验课进行了改革，把理论与实验融为一体。

2 对传统实验教学模式的改革

1)理论课与实验课的融合

打破传统的按课时独立安排实验的方法，在讲授理论课的过程中，就把实验的内容穿插进去，这就需要重新安排授课内容。在开课前就把授课的模式和学生讲清楚，把需要学生准备学习的软件，例如硬件电路设计软件protel，开发环境软件keil C51等交代给学生，让学生利用课余时间学习[3]。教师在理论授课时，合理地将实验部分用模块式穿插进去，即结合教学大纲，哪个地方需要穿插某个实验的内容，就在那儿安排该实验模块。

2)硬件电路的设计

不再沿用实验箱，改为由教师下达任务，要求学生先用Protel设计出最小系统，有了最小系统的基础，进而要求学生再进行下一步实验内容的硬件电路图设计[4]。例如I/O并口驱动发光二极管，蜂鸣器，键盘矩阵，数码显示，还有液晶显示和电机驱动等。这个环节主要是培养学生掌握硬件电路设计的方法，即采用下达任务形式使学生由被动的实验箱连线转为主动的自己设计，设计过程中，提高学生分析问题解决问题的能力，培养学生的学习兴趣。要求实验室全天候开放，给学生一个学习讨论的空间和条件。作为基础的最小系统硬件电路连接图如图1所示。

图1 单片机最小系统硬件连接图

3)以兴趣组为单位，团结合作

根据学生的个性差异，将学生按照5至6人组成小组。每组选择一名组长，负责本组的常规协调。选出本组设计的硬件电路最优的一件制成印刷电路板。全组在印刷电路板上分工焊接元器件，力求使每个学生都能得到焊接的锻炼，在焊接过程中，学生自然就认识了元器件，也知道这些元器件的用途，大体型号等。这个过程也能锻炼学生的团结协作精神。焊接后的实物图如2所示。

4)具体实验的软件编程，调试

根据实验的内容，要求每个学生都尝试进行编程。此环节既可以使学生进一步熟悉掌握keil软件的使用，还可以调动学生的积极性，由原来的沿用实验箱厂家提供的程序转为主动地自己编写程序，由被动变为主动，这个过程是学生在学习工程中最难能可贵的，因为有主动的意识，就会去发掘、探索，培养学生的创造性思维，也能提高学生分析问题解决问题的能力。

图2 实物图

5)加大考核力度，提前进入毕业设计

以往学生对实验课程不够重视，主要是考核份量较轻，只要交一份实验报告基本都能通过，现在不仅仅要提交实验报告，还要把硬件电路设计，焊接，软件调试，下载成功等都作为考核的内容，而且加大调试成功所占的比重，还规定如果实验成绩不合格，不允许参加理论考试的方法来加大考核力度。

因为单片机课程基本开设在大三下学期或大四上学期，对于即将毕业的学生来说，准备毕业论文是此阶段必要环节，经过上述的一系列的锻炼，解决了撰写毕业论文无从下手的困难，大多数学生均可以提前进入毕业设计环节，也为写出高质量的论文打下基础。综上所述，单片机的实验教学改革，对培养应用型人才以及学生的今后就业方面都有一定的帮助，在某种程度上能够缩短用人单位的培训时间，对高校人才的培养有着重要的意义。

3 结语

本文依托山东省教育科学研究项目和青岛大学创新型教学实验室研究项目，根据我院特点，进行了单片机实验教学改革，打破传统的实验教学模式，改变了单片机理论教学与实验的脱节问题，探索了一套能够调动学生的积极性，培养学生实践动手能力，提高学生兴趣爱好的实验教学模式。经调查，学生对此种授课方式满意度达到100%，用人单位也反馈了培养人才成功的信息。实践证明，这种实验教学改革模式是可行的，效果良好。

(初秀荣等文)

参文考献：

[1] 初秀荣，战胜.“单片机原理与应用”模块式教学改革与实践[J].北京：中国科技信息，2013，(9)：187

[2] 乔建华，李临生，田启川.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].南京：电气电子教学学报，2008，30(3)：70-73

[3] 高玉芹.单片机原理与应用及C51编程技术[M].北京：机械工业出版社，2011

[4] 李学海，曲文敬.支撑单片机实验教学的工具链及其自行设计[J].北京：实验技术与管理，2014，32(12)：136-140

Exploration of Experiment Teaching Reform of Single Chip Microcomputer

CHU Xiu-rong, ZHANG Dong-ri, CHU Hang

(InstituteofAppliedTechnology,QingdaoUniversity,Qingdao266101,China)

This paper explores a new experimental teaching mode for single chip microcomputer integrated with theoretical teaching and practical teaching. Starting from learning the hardware electronic circuit design and software programming and debugging for single chip microcomputer, this mode will lay the foundation for the future career integrated with fully encouraging the initiative and activeness of the stdents, raising the studying interest, and cultivating the practical, creative ability and teamwork spirit.

single chip microcomputer; experiment teaching; teaching reform

2015-11-02;

2016-04-06 基金项目：山东省教育科学研究项目(15SC127)；青岛大学创新型教学实验室研究项目

初秀荣 (1977-)，女，硕士生，主要从事嵌入式控制技术的教学和科研，E-mail：chuxiurong@163.com

G642.0

A

1008-0686(2016)05-0108-03