单片微机应用技术教学改革探索与实践

麻 超 张 颖 罗 晓/上海工程技术大学电子电气工程学院



单片微机应用技术教学改革探索与实践

麻 超 张 颖 罗 晓/上海工程技术大学电子电气工程学院

【摘 要】针对单片微机应用技术的课程特点，探讨了课程改革中采取的一些措施。通过改良课堂教学方式、注重课外实践等方法，显著提高了教学质量。

【关键词】单片微机；教学改革；实践式教学

【Abstr act】Sever al teachi ng r efor m attemp ts of Ap pli cati on of Si ngle- Chip Microcomputer Course ar e i ntr oduced i n thi s p aper，which are focused on the theory and practical teaching.After practice by years，these attempts are proved to be effective and achieved good results.

【Keywords】Single-Chip Microcomputer； Teaching Reform；Practical Teaching

随着电子与计算机技术的飞速发展、各种电器及设备自动化水平的日益提高，单片机技术在生活中所扮演的角色越发重要。因此，各理工类院校都将单片机列为自动化、电气、电子信息等专业的核心课程之一。然而，由于该课程理论抽象、逻辑性强、实践要求较高，学生在学习中普遍感到无所适从，大多以应付考试为目标，对知死记硬背，学完之后仍然无法独立完成单片机的简单应用和开发，违背了该课程的设置初衷。针对这些问题，我院教师团队近年来尝试了一些新的教学手段，增强了学生的学习兴趣，改善了教学效果。

1.教学环节

1.1精简理论教学

本课程内容繁杂，既包括计算机基础知识，又包括51系列单片机的结构、指令系统，串并口、定时计数器等功能模块，以及系统扩展与接口技术等应用范例。如果教师授课时面面俱到，在48课时的教学中，留给学生独立思考及课堂参与的时间将所剩无几。如此多的知识内容，也会让学生在学习时舍本逐末，感到枯燥乏味、逐渐丧失学习兴趣。

为改变此现状，在理论教学中，将重点放在计算机基础知识、51系列单片机内部结构、存储器组织、中断系统、指令系统上。这些是单片机的核心内容，是单片机系统开发的基础，扎实掌握后再学习其他类型单片机，学生可以触类旁通，很快上手。因此将大部分理论教学时间投入到这些内容上。而对单片机各种功能模块，理论教学中仅简单提及，重点放在应用中由学生边做边体会。

通过精简理论教学内容，使学生在学习中有的放矢，为掌握单片机的应用打牢基础。

1.2注重实践

单片机课程实践性很强，学生动手设计电路、调试程序，是本课程取得满意教学效果的关键。在实验内容的选择上，照顾学生的知识积累，由浅入深。初期阶段，以纯软件实验内容为主，给出部分参考程序，让学生通过修改完成功能替代。待学生掌握后，逐渐引入如流水灯、交通灯等基础的软硬结合实验内容，并逐渐增加内容难度。

为缩短开发时间，在教学中引入PROTEUS仿真软件，让学生亲自搭建电路、编写单片机程序、仿真调试。在亲自动手中理解与掌握单片机中断系统、定时计数器、串并口通信等功能的原理以及应用。

1.3加强学生参与度

充分调动学生学习主动性，让学生积极参与到课堂的教与学中。

课程前期，采用启发式教学方法，通过一些简单问题，引导学生积极思考，逐步引入知识内容。比如有符号数的表示方法，让学生思考+0和-0的原码、反码的不同可能会带来的问题，进而给出补码的知识，加强学生对三种表示法的理解。

课程后期，教学以学生为中心，把学生划分为若干小组，每个小组分配一个自由任务，让学生根据兴趣，讨论确定设计内容、角色分工，共同完成该设计。每个成员分配完全不同的角色，保证所有人员都能全力投入。通过几年的观察和实践，该方法可有效提高学生学习主动性。

2.课外实践

由于学时限制，课堂授课只能起到启蒙作用。想要获得更好的学习效果，达到独立开发单片机系统的目的，在课外还要引导学生积极参与各类实践，以学习指导实践、以实践带动学习。

2.1大学生创新

学生根据自己兴趣，结合单片机在日常生活中的应用，选择合适的创新课题申报，立项后可获得学校经费支持。从组队、撰写申报书，到硬件电路设计、程序编写、整体调试，再到最后的项目结题报告，都由学生独立完成。这类创新活动不仅巩固并提高了学生对于单片机的理解与掌握，还增强了学生发现问题、解决问题的能力，同时锻炼了学生的文献研究与文档撰写能力，可谓一举多得。

近年来学生参与创新活动的热情不断提高，参与人数、课题质量逐年增加。学生通过创新活动还成功获得了多项发明专利和实用新型的授权。充分调动了学生的主观能动性，学习与实践的关系也进入良性循环。

2.2竞赛

大学生电子竞赛、智能车竞赛等项目，也是锻炼学生学习与掌握单片机的良好途径。这类比赛目标明确，要求学生尽可能完善与优化系统的软硬件设计，促进了学生对单片机知识的深入理解与研究。面对随时可能出现的各种情况，锻炼了学生分析、解决问题的本领，提高了学生的应变能力。

此类比赛具有跨学科特点，涵盖了控制技术、传感技术、机械工程等多个领域，不同专业的学生共同组队、通过比赛相互交流，拓展了学生的知识面，开阔了视野。

2.3中外合作

我校与美国劳伦斯理工大学长期合作，每年派遣学生赴美参加由中美教师共同指导的毕业设计项目，该项目要求学生设计制作完成特定功能的机器人，并参加Robofest大赛。在短短四个月时间内完成从设计、制作、调试，到参赛的机器人，对学生单片机知识的掌握、软硬件设计能力是一个考验，要求学生在前期相关课程的学习中打下坚实基础。为能赴美参赛，学生具有极大动力认真学习单片机课程，整体学习效果也得到提升。

3.结束语

作为一门应用型课程，单片微机应用技术要求理论与实践有机结合，教师在授课中对内容合理安排、适度取舍。本文所探讨的教学改革方法，在教学实践中取得了良好的效果，培养了学生的学习兴趣、提高了教学质量，同时增强了学生的动手能力与创新意识，锻炼了学生知识综合应用能力。教学作为一项长期工程，今后仍需要不断总结、改进方法。

参考文献:

［1］方向红.单片机三段递进式教学模式实践与探索［J］.中国电力教育，2014（2）.

［2］罗伟华，汤婕.单片机教学探讨［J］.科技资讯，2014（29）.

基金项目：

本文由上海工程技术大学教学建设项目基金（k201402003）资助。