单片机原理与应用课程教学改革与实践

刘利方　罗亚辉　李旭

摘 要 针对传统单片机教学中存在的问题，结合机械电子工程专业教学和人才培养的要求，提出了从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行改革的教学模式，并对该教学改革模式做了详细的阐述。提出了以课题设计为核心的实践教学模式，充分发挥在教师引导下学生学习的主体作用。结果表明，课程教学改革提升了學生的学习兴趣，培养了学生创新能力和团队协作精神。

关键词 单片机 教学改革 课题设计 实践教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.02.044

SCM Principles and Application Teaching Reform and Practice

LIU Lifang， LUO Yahui， LI Xu

（College of Engineering， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract In view of the problems existing in the traditional SCM teaching， combined with the requirement of the teaching and training of the mechanical and electronic engineering specialty， this paper proposes and expounds the new reform teaching pattern covering such three aspects as the theory teaching， the practice teaching and assessment method. This paper puts forward the practical teaching mode which is based on the course project， and gives full play to the main role of students ' learning under the guidance of teachers. The practice results show that the curriculum teaching reform has played a very good role in improving students' interest in learning， cultivating students' innovative ability and team cooperation spirit.

Keywords single chip microcomputer； teaching reform； course project； practice teaching

单片机具有体积小巧、功能强大、价格低廉等优点，目前其应用领域已非常广泛。[1]“单片机原理及应用”课程是各高校电子信息、电气工程以及机电一体化等专业的必修课，也是一门理论性与实践性都很强的应用型学科。湖南农业大学工学院机械电子工程专业的目标是培养具有机械、电子、控制等基础理论和专业知识，具有解决机电工程实际问题的能力，能在生产一线从事机电产品的设计开发、应用研究和生产制造管理等工作的高级工程技术人才。因此做好单片机课程的教学实践，具有非常重要的意义。

1 单片机课程教学现状

1.1 教学内容和实际应用脱节

目前国内大多数单片机原理教材仍然以MCS-51单片机为基础，在教材内容编排上一般先从MCS-51单片机的体系结构和存储空间开始，接着花较大的篇幅介绍指令系统和汇编语言程序设计，之后讲解定时器、串口、中断系统等常见外设和接口扩展技术，最后简单介绍几个单片机的应用实例。按照上述教材内容进行课堂教学，容易造成教学内容和实际应用的严重脱节。学生在学习前面章节的单片机基本原理和内部结构，特别是指令系统和汇编语言等内容时会感到枯燥无味和晦涩难懂，而在后面的应用实例学习过程中又因为没有掌握基础知识和原理导致难以理解，渐渐学生就会失去学习兴趣，从而影响到了教学效果。

1.2 实践环节安排不合理

传统的单片机实践环节一般与理论教学分开进行，采用单片机实验箱完成几个简单的实验，或采用 Proteu之类的仿真工具，利用软件模拟单片机系统的运行。在实验内容的安排上大多是验证性实验，学生根据实验指导手册上的实验原理和步骤，在实验箱上进行简单的连线，再把实验指导书上提供的程序编译下载运行即完成了整个实验的过程。[2]受限于实验箱硬件设计内容不能改变，难以进行新实验设计，在一定程度上制约了学生创造力的培养。

1.3 考核方式单一

课程考核是检验学生学习情况和学习效果的重要手段。传统的单片机课程考核多采用闭卷考试的方式进行，学生要想在考试中获得高分，通常只需死记硬背书本知识点，而学生实际动手能力无法在考试中体现。因此，这种考核方法不能真实客观地反映出学生的学习情况和能力的高低，更无法准确地衡量学生的综合素质和创新能力。[3]

2 理论教学内容的改革

2.1 优选教材，采用知识和应用相结合的教学模式

正确选用教材是单片机课程建设的重要组成部分，是保证教学质量的重要前提条件。优秀的教材必须具备内容的科学性、系统性和先进性，并能够帮助提高学生的兴趣，扩大学生的知识面。根据单片机的发展和应用趋势，结合本专业的实际情况选用优秀教材，并根据教材内容，结合专业特点精心组织教学内容。在单片机实际教学过程中，采用知识和应用相结合的教学模式，既注重理论教育的作用，也充分强调实践教育的重要；既强调单片机的设计理论和设计方法的讲解，也注重软硬件编程与调试经验的传授。在理论知识点的教学中，对于一些较为晦涩的理论知识，比如51单片机寄存器的详细定义、存储器的组织结构以及汇编语言和指令系统，要求学生在理论课学习时不必掌握具体细节，只需了解基本原理即可，在实践和动手环节中碰到问题再来深究具体细节。