单片机教学改革新探索

彭健 明如意 周少军

摘要：本文从现阶段教学中存在的问题入手，对单片机的教学提出改革方案。提出激发学生兴趣使学生自主学习的措施。在理论教学方面增加项目导向的知识重组教学方案，同时在实践教学上充分为学生提供资源激发学生自身的创造力，并鼓励学生参加学科竞赛。改革调研结果说明此方案能够更好的培养学生的实践能力和提高学生的创新能力。

关键词：单片机；教学改革；项目引导

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）19-0093-02

一、对单片机教学改革的思考

（一）教学改革总体思路

我国高等教育旨在培养学生能够同时兼备厚实的专业基础知识和较强的专业岗位实践能力，成为一名具备较高综合能力的人才。要打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，不能只灌输知识而不培养动手能力，这样不符合职业能力的培养目标。如何变书本知识传授为动手能力培养，是一个值得思考的问题。我们可以认为单片机的课程内容要紧紧围绕项目实例的工作任务为线索来展开，使其理论知识覆盖面广，让学生在完成具体項目中来完善相关理论知识结构[1]。这样既兼顾了理论基础的培养，也训练了学生的动手能力。

（二）教学改革的措施

1.提高学生学习兴趣。如何激发学生对学习单片机的兴趣让其自主学习是一个重要的问题。直接抛出问题的本质一般人难以理解，事实上学生容易被一些物理现象吸引，以这个现象为基础，老师再加以讲述和指点，学生们往往容易接受且能产生更高的兴趣。因此，老师们在讲课之前先给学生们展示与此节课程内容相关的小实验，让学生们对现象产生兴趣而进行有趣教学。

2.教学内容项目化、情境化。在单片机教学实践中，主要设置基本编程能力与软硬件调试能力训练、单片机控制系统设计能力与系统创新能力训练两个学习情境。每一个学习情境有几个实例项目组成，层层递进，又相互关联。每个项目的学习按照经典或新颖的例子为载体来展开，以项目为中心调用理论服务于实践，使理论与实践融为一体。

3.对照汇编语言与C语言教学。传统的单片机教学一般讲解使用汇编语言设计程序，虽然汇编语言有其独到的好处。但实际应用中，C语言的使用是不可或缺的，所以使用C语言和汇编语言对照教学能够更好的让学生理解和实际应用。加强学生对单片机内部结构以及一些基础概念的理解。举个具体例子，在讲解单片机片内资源（中断、定时器、串行口）、LED显示、键盘和D/A与A/D转换时，通过用Proteus和Keil uVision4 软件构建成的单片机仿真实验室结合具体项目实例加强学生对相关内容的理解。采用汇编语言与C语言的项目实例对照教学，使学生能学会用汇编语言和C语言混合编程来解决大型的应用实例问题，更能快速的适应相关工作，从而进行独立的开发。

二、实践教学改革

（一）构建模块化实验系统

为了满足学生不同实验要求，教学要有良好的便利性，设置一套开放式的单片机实验系统是非常有必要的。为了不同学生的不同实验要求，系统应该采用模块化设计。让学生们能够完全自主去开发设计实验，而不是定式的按照实验指导书安排的内容、方法和程序去做实验。学生根据自己的学习程度和所选的实验要求，自主选择模块，将其搭建成自己想要的系统，实现想要的功能。这样让学生自己动手连接线路，理解其中的含义，加深对基础知识的领悟，温故而知新。编程时能灵活的选择不同的接口，知道这些接口能够完成什么功能。

（二）构建软件仿真环境

单片机课程作为一个嵌入式技术基础课程，软硬件结合是其最大的一个特色。在实际开发过程中，产品都离不开仿真这一步骤。仿真能够节省许多成本，在计算机中选择虚拟器件，搭建完整系统，做出仿真是一个重要的过程。为满足学生的不同需求，让其能够自主设计开发，仿真软件的引入是必不可少的。

学生可以利用实验箱和仿真软件共同作用，完成一整套的开发过程。从Proteus设计电路开始、进行编程、仿真验证、最后的上机实验。引导学生逐步走过这些过程，通过设计电路、编写调试程序直到最终实现设计。使学生能更直观真切地体会到单片机的软、硬件资源开发的全过程[2]。

（三）以学科竞赛促教学

学科竞赛对培养学生的创新精神和团队意识有重要作用，同时也能锻炼学生的动手能力。设置学科竞赛能够有效的促进教学，建立这种竞赛机制能培养学生的竞争意识。

（四）自由上机实验教学

学生们除了在老师统一安排的时间做实验，还可以充分利用课余时间前来实验室进行学习。实验室保持高度开放，当学生有不懂的地方，实验室老师还可以提供指导。这样，学生们自由度大，不会拘泥于课堂上仅有的一点学习时间之外，还可以充分利用实验室这个平台来学习。

三、实际改革与调研结果

针对上述对于单片机的改革教学方案的实践，下面以两个班的80名学生进行调研，针对上文在单片机改革过程中的成果和问题，统计学生们对本文中新思路的了解和认可程度，以及综合他们在实际成绩考核中的数据，表现新的教学方案可以取到良好的效果，调研结果见下文。《单片机技术及运用》课程改革方案实施认同结果如表1所示。

由上表可以看出，大部分学生对教学方案的改革持欢迎态度，少部分学生倾向于保守的教学思路，反对教学方案的人数为0，这也符合教学创新的理念教育，不会固步自封。

表2是针对近几年该高校同一课程不同年级的学习成绩统计表，统计了该课程的全部成绩，包括平时成绩、实验成绩、考试成绩以及总成绩的平均值，该课程自2014年开始实施教学改革，2014年还是老式教学，2014后实行新的教学方案，通过学生们的成绩表，可以明显看出教学改革成效显著提高。可见上述对于单片机的改革起到了不错的作用，方案效果明显。

四、结论

单片机作为一门基础课程，学好它有利于接下来对于计算机系统或是控制系统的认识。课程具有很强的综合性，应用是其必不可少的一环。如何改善单片机课程的教学，本文在思想上和措施上都有提及。大学教育的宗旨是培养出有理论基础和实践能力的人才，但同时也不能忽视学生本身的选择。积极引导学生，以兴趣为导向是改革的主体思路。根据这个思路，注意与实际应用的接轨，采用C语言和汇编共同教学的方式。同时提出以项目任务对知识进行重构的教学，对学生的实践给予充分保障和支持以及鼓励学生参加竞赛的措施。最终的改革调研结果验证了这些思想和措施的有效性。

参考文献：

[1]沈昕，邓璨.项目教学法在本科单片机教学改革中的应用[J].才智，2015，（7）.

[2]顾菊芬，杨国华“开发板+Proteus仿真”双平台单片机教学改革实践[J].武汉船舶职业技术学院学报，2015，（3）.