C语言中融入单片机部分内容的教学改革探讨*

2016-03-19廖秋香姚高华邹木春李琛梧州学院信息与电子工程学院广西梧州543002

高教学刊 2016年8期

廖秋香　姚高华　邹木春　李琛（梧州学院信息与电子工程学院，广西梧州543002）

廖秋香姚高华邹木春李琛
（梧州学院信息与电子工程学院，广西梧州543002）

摘要：对电子、通信、自动化类专业学生来说，C语言程序设计和单片机是两门密切相关的课程，可目前大部分高校电子类专业学生在学习C语言程序设计过程中，完全没有涉及到单片机的相关知识，导致学生学习C语言的目的性不强，兴趣不高，学习效果不是很理想。针对这个问题，探讨在C语言程序设计课程的教学过程中，分阶段加入单片机的部分内容，让学生清楚明白C语言控制硬件的整个过程。同时在教学模式和教学手段上进行对应改革，对学生今后的专业学习打下坚实的基础，同时也为全国、全区大学生电子设计大赛，毕业设计，课程设计，课外电子制作等打下基础。

关键词：分阶段；教学模式；教学手段

Abstract:For students majoring in the electronics, Communication engineering, and Automation, the C language programming and Microcontroller are two closely related courses. But most of the university students of electronics specialty do not relate to the knowledge of the microcontroller in the study of the C language programming, which affects the learning purpose, learning interests and learning effects of students in the study of the C language. To solve this problem, this paper proposes that the microcontroller knowledge should be added in stages in the teaching of the C language programming, so that the students understand the whole process of the C language controlling hardware. At the same time, reform should be carried on in the teaching mode and teaching method in order to lay a solid foundation for students' professional learning ,the national or the regional electronic design competition for college students, graduation design, curriculum design , and extra-curricular electronic production, etc..

Keywords:in stages; teaching mode; teaching method

一、概述

对于电子、通信、自动化类专业学生来说，C程序设计和单片机是非常核心的两门相关课程。梧州学院自2003年第一次参加全国大学生电子设计大赛以来，一直采用C语言作为单片机的编程语言，每年的毕业设计，绝大部分的学生也是采用C语言作为其芯片控制语言，两门课程的掌握情况将直接关系到学生就业[1]。

就我院电子类专业目前的课程开设情况来看，C语言作为专业基础课一般在大一下学期开设，而单片机作为专业方向限定选修课要在大三上学期才开设。两门课程间隔时间太长，导致本来紧密相关的两门课程出现了严重的脱节。学生在学习C语言课程中，采用的是易云飞的《C程序设计》作为教材。该教材重在介绍C程序设计的基本结构，基本语法，函数，指针，文件操作等相关内容，强调编程的基本规范和技巧，完全没有与硬件结合的相关内容。而对于电子、信息、自动化类专业学生来说，学习C语言只清楚用C处理一些数据，掌握了一些编程的技巧。对于C语言如何控制硬件，如何和单片机联系起来没有一个感官的认识，就不能真切的体会到C语言作为嵌入式系统的编程语言所带来的影响和效果，导致学生编程积极性不高，教学效果不是很好。

本文探讨如何更有针对性的面向电子、信息、自动化类专业的学生开设C语言课程，如何在C语言课程中合理的融入部分单片机的教学内容，如何有效的对C语言教学内容进行改革，力求最大限度的调动学生编程的兴趣，进而调动学生对整个专业的学习兴趣。同时也为全国、全区电子设计大赛，毕业设计，课程设计，课外电子制作等打下坚实的基础。

二、教学改革目标

通过改革，使大部分的学生能掌握C语言的相关编程的基本知识，具有一定的编程和调试程序能力。同时学生也能掌握单片机的接口电路的基础知识，能用C语言进行一些简单的单片机控制程序的编写，对于C语言如何控制硬件有深刻的理解和体会。

三、教学改革的主要内容

教学改革主要从教学内容，实验教学案例的选择，教学模式，教学手段四个方面进行，力求最大限度的调动学生学习编程的积极性。

（一）教学内容优化

由于是在原来的C语言课程中引入了单片机课程的相关内容，在总学时不变的情况下（我院电子信息工程专业目前C语言课程总学时为68，其中有12学时为实验学时），增加了单片机的部分教学内容。这就需要对C语言原来的教学内容进行优化，对电子类专业有针对性的进行教学内容的适度调整。调整的原则是：课程的重点还是C语言程序设计的基础知识和编程能力的培养，引入的单片机部分内容只是为了让学生对采用C语言控制硬件有一个感观的认识，提高他们学习C语言课程的兴趣，同时为学生尽早开始专业的实践动手能力打下基础。所以对于C语言课程中的三种基本结构、函数、指针、位运算等内容需要继续加强。而对于一些链表、文件等部分内容可根据实际教学情况让学生自学。在增加的部分单片机内容上，重点在单片机基础知识，Keil软件使用及外部软件资源，同时考虑到增加的部分单片机内容是在学生毫无专业知识基础的情况下，所以不易挑选过于复杂的实验案例。而应以一些简单的实验案例入手，比如LED流水灯程序设计等，这样让学生能较早上手，激发他们编程的兴趣。

（二）实验教学案例的选择

C语言和单片机都是实践性很强的两门课程，如何选择好的实验案例，是一个需要重点考虑的问题。对于大一刚接触C语言的学生来说，其专业知识还比较薄弱，对于一些模拟电路，数字电路的基础知识都还没有一个基本的认识，所以不易挑选过于复杂的实验案例。而应以一些简单的实验案例入手，同时考虑分阶段融入单片机的教学内容，循序渐进，层层推进，这样让学生能较早上手，实验的成功也有助于增强他们学习C语言的自信和兴趣，从而达到教学改革的目的。整个教学过程分成四个阶段来融入单片机教学内容。

第一阶段：开学第一次课，明确学习目标，激发学习兴趣。教师现场利用单片机的学习板进行流水灯和数码管显示实验，给学生一个很好的视觉效果，让他们体会到C语言在单片机控制中的核心作用，最大限度调动学生学习C语言课程的积极性。

第二阶段：结合典型案例学习C语言编程技术。在学生掌握C语言基本编程语法规则和三种基本结构后，教师可以结合流水灯实验和数码显示实验中出现的现象和程序中的代码进行一一讲解，并通过修改代码来改变实验结果，进一布激发学生编程的兴趣。

第三阶段：通过真实实验项目，学生亲身体会编程的乐趣。让学生自己动手编写流水灯实验和数码显示实验，通过不同的实验要求编写不同的程序，根据学生编程的情况，若掌握的较好可适当增加一些复杂的扩展实验，进一部树立学生编程的信心。

第四阶段：多样化考核。在平时的成绩中，注重实验成绩所占的比重，其中又再次突出C语言控制单片机实验的比重，可考虑占到50％左右。通过成绩激励，进一部巩固和激发学生学习C语言控制单片机的信心和兴趣。

（三）教学模式上以学生为主体

教学模式上突出以学生为主体，教师为主导，改变传统教学中以教师为主体的教学模式[2]。C语言是一门需要用心，用脑才能学好的程序设计课程，在课堂教学，实验教学上最大限度的发挥学生的主观能动性，是教学模式改革的目的。要让传统的课堂变成一个大部分学生都能积极参与讨论的课堂，教师就应该巧妙地设计一些讨论的课例，把复杂的程序问题简化成大部分学生都能接受和理解的实际问题，循序渐进，由简及难，逐步推进。

（四）多种教学手段综合

教学手段上充分利用多媒体课件与板书结合，现场程序设计与调试，辅以单片机学习板的现场演示，再结合网络资源，改革以前单调的教学手段，让学生的学习不再枯燥乏味，让课堂变得生动有趣[3]。