探索单片机教学实践培养学生应用能力

丛申 王亚明

文章改进一块单片机教学和实践方法。教学以工程引导，注重单片机在实践中的应用情况。着眼于培养学生单片机產品设计、开发方法。在单片机技术教学中需要单片机的应用作品演示提高学生的学习兴趣，以及KEILC4.0，仿真环境Proteus8.0使用。教学目标是培养学生学习兴趣，提高学生工程实践能力，以及教师的提高教学水平。

单片机原理与应用机电信息类专业必修课，是应用性很强的课程。学生大多在开始从解单片机的整体结构，逐步学习编程和应用。为了提高学生单片机应用能力，许多学校及教师都在探索提高该课程的教学效果的方法。对单片机课程进行了教学方法的改革，应注重单片机在产品中的具体应用，培养工程实践能力。使学生初步具有利用单片机开发产品的能力。

1 教学方法

目前单片机通常以89C51单片机为基础进行教学，以c51语言为主，汇编语言为辅助。教学首先从熟悉单片机出发，操作单片机的输入输出口。操作的硬件编程核心是读写变量，寻址是编程的核心。初学者认为寻址方法比较多不好理解，主要还是编程实验少。

编程语言编译环境，因为使用较早编译环境成熟及可以使用KEILC4.0编译也可以在Proteus8.0的源代码中编译，C51语言KEILC4.0编译更方便。

物联网发展的国家战略也要求物联网相关技术、市场上主流芯片和方便的编程语言和环境，不断改进和更新，做一些教学改变必要的。以便开拓知识范围，建立编程理念和电路设计思想。

2 单片机教学改进

传统单片机教材内容通常以单片机硬件结构、指令系统、程序设计、中断系统、定时器、计数器、串行通信、ADC ， DAC转换这八个章节顺序讲解。理论性很强，学生接受难度较大。

针对单片机课程特点，改进教学以任务为主线，采用引导和练习结合的方式进行。将工程项目教学和任务驱动方法引入到单片机的教学中，实施过程中对单片机产品讲解，先让学生能感觉到单片机可以做什么，应该去学什么，学了之后自己可以做出什么作品。利用工程导向来引导教学过程，首先讲解工程原理、调动学生讨论、让学生更具生活经验找出解决问题思路，综合比较确定设计方案。支撑工程教学的硬件设备应尽量齐全，要带到教室去，来增强教学效果提高学生学习兴趣。

单片机是一门工程实践很强的课程，而用单片机实现一个实际的产品设计又包含很多的理论知识，对学生的程序编写能力的要求较高。基于学生学习情况，可以设计由易到难。分成小项目。让学生看到仿真效果和现实硬件作品的效果可以使用Proteus8.0和KEILC4.0软件模拟效果。提高了单片机学习效果。促进了学生主动学习。在使用仿真软件可以解决了遇到程序故障的问题。教师还可以通过画电路图，进一步说明电路和驱动设计知识。从而拉近单片机与学生之间的距离。有以上教学改进，学生对单片机知识有了具体的概念和更好理解。可以提高单片机的教学效果。

3 实践教学方法改进

在对学生进行实验能力和测试能力培养的前提下，实验教学水平的提高应着眼于学生创造性能力和综合应用能力方面，合理地进行教授仪器使用、测试方法、可以提高学生工程实践能力。加强课程设计环节可以更进一步提高学生工程应用能力。

在实验教学中，由于场地、设备的限制，学生亲自接触实验的机会和时问非常少，因而很难参与到单片机中各种细节的设计，影响了其动手和操作能力的提升。实用软件Proteus8.0中有许多仿真仪表仪器，如虚拟终端、电流电压表、电流电压源、计数器、信号发生器、逻辑分析仪、示波器等，这些仪表仪器在应用中可以被随时调用，各种实验或实践过程都可以通过Proteus虚拟软件进行仿真，整个操作过程如同在现实实验室中进行，可以补充一些实验条件，也可以提高学生的学习兴趣。

实践教学离不开实验室，因为教学中工程案例的调试，必须最好在实验室进行。只有虚拟实验，学生积极性提高受到一定的限制。现实中的物理器件，可以让学生摸得着、看得见增加真是感，可以让学生适当做几个验证实验，重点综合实验课程设计可以提高学生系统设计能力。

工程式教学方法，学生边学边练，循序渐进，比如综合实验结束可以让学生从设计、制版以及硬件电路板调试。单片机课程设计，可以强化学生对知识的掌握，从而能用单片机进行应用设计。引导学生注重工程实践能力、主要考查学生对学知识的应用能力、创新能力和实践能力。这样的实践内容接近工程实际。学习方式更加自由，符合当代学生的学习心理，能够收到较好的学习效果。

4 结论

教学改革的目的，是为创造更合理的学习环境；是为教学效果更好；学生更容易获得知识。以工程引导的方式教学，可以让学生取更多实践知识和学习方法，鼓励了学生进行创新和创造性的探索学习，培养学生应用能力和一些工程问题解决的思路。对单片机教学过程进行改进可以改变目前大学实践能力不足的问题。可以适应今天在物联网时代背景下的人才需要特点，使学生获得一些工程实践知识和技术、有助于高等教育的时效性、有助于学生就业，并很快适应市场需要。

（作者单位：塔里木大学信息工程学院）