單片機課程教學(xué)探討

如今單片機已經(jīng)廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域，如人工智能、智能家電、智能儀表、自動(dòng)檢測與控制設備等，已滲入人們的工作和生活當中，因此，新時(shí)代下，社會(huì )急需單片機應用型人才。國內各大工科院校均開(kāi)設了單片機課程，該課程是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心基礎課程，對于培養單片機應用型人才有著(zhù)重要意義。在單片機課程教學(xué)中，要想提高學(xué)生學(xué)習單片機的興趣，發(fā)揮獨立個(gè)體的學(xué)習能力，提高學(xué)生的知識應用能力和創(chuàng )新能力，有必要對單片機課程教學(xué)進(jìn)行深入探究。
一、單片機課程教學(xué)存在的問(wèn)題
（一）教學(xué)內容選擇不合理
目前，多數單片機課程選擇的教學(xué)內容包括單片機結構原理、匯編語(yǔ)言程序、單片機存儲器擴展等。單片機是一門(mén)實(shí)用性強的課程，對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，應該在用中學(xué)，不能一開(kāi)始就學(xué)習CPU、存儲器結構原理等知識，學(xué)生會(huì )覺(jué)得太難而信心受挫，失去學(xué)習興趣。另外，現在企業(yè)中多數單片機編程都采用C 語(yǔ)言編程，其可移植性強；匯編語(yǔ)言指令系統龐大，難掌握，學(xué)起來(lái)枯燥，降低了學(xué)生的學(xué)習興趣。
（二）教學(xué)方法陳舊
傳統教學(xué)方式為“填鴨式”教學(xué)，教師講PPT，學(xué)生聽(tīng)。學(xué)生為被動(dòng)式學(xué)習，課后布置作業(yè)，多數學(xué)生的作業(yè)雷同。上實(shí)驗課時(shí)，學(xué)生按照實(shí)驗指導書(shū)要求的步驟進(jìn)行連線(xiàn)，將單片機程序下載到芯片之后，觀(guān)察實(shí)驗結果，不知道實(shí)驗目的和實(shí)驗原理，缺乏自主性學(xué)習，沒(méi)有獨立思考，更缺少自我分析和解決問(wèn)題的能力。
（三）考核方式固化
傳統的課程考核方式以期末閉卷考試為主，考的都是死記硬背的知識，不能真正檢驗學(xué)生的學(xué)習掌握情況，屬于應試教育。雖然學(xué)生考試通過(guò)了，但還是不會(huì )運用單片機，這是教育的失敗。
二、單片機課程教學(xué)的改革
（一）教學(xué)內容改革
教學(xué)內容上，減少理論性?xún)热莸慕榻B，增加實(shí)際應用性強的知識點(diǎn)，增強學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和知識靈活靈用的能力，選取單片機常用的知識點(diǎn)。
①單片機C51 與Keil：學(xué)習C51 編程語(yǔ)言及其編程環(huán)境；
②單片機I/O 端口（單片機與LED、數碼管、鍵盤(pán)）：學(xué)習單片機I/O 使用，及其簡(jiǎn)單接口技術(shù)，同時(shí)學(xué)會(huì )Proteus 仿真軟件[4-5]；
③單片機內部資源（中斷系統、定時(shí)器、串口）：學(xué)習三大重要內部資源的原理，并掌握這三大模塊知識的運用方法；
④單片機與A/D、D/A：學(xué)習單片機與模/數，數/模轉換接口技術(shù)；
⑤單片機與LCD1602：液晶是人際交互中常用的顯示器件，學(xué)習并掌握單片機與液晶顯示接口技術(shù)；
⑥單片機與IIC 接口：IIC 總線(xiàn)是芯片常用的總線(xiàn)結構，掌握單片機與IIC 總線(xiàn)接口技術(shù)。
以應用為中心，每個(gè)知識點(diǎn)給出一個(gè)實(shí)例，該實(shí)例包含Protues 仿真電路和相應的Keil 程序，以及相應設計過(guò)程的講解視頻。        
（二）教學(xué)方法改革
教學(xué)方法上，借鑒自由教育的培養理念，培養學(xué)生自主學(xué)習、獨立思考、分析和解決問(wèn)題的能力。
教師提前把各知識點(diǎn)應用實(shí)例的講解視頻錄好，整個(gè)教學(xué)過(guò)程當中，給學(xué)生提供教材、錄好的視頻及可聯(lián)網(wǎng)的電腦，其他任何資料由學(xué)生自由搜尋，學(xué)生自主學(xué)習課程。在教學(xué)過(guò)程中，教師只起指導作用，除了講解多數學(xué)生反饋不理解的知識點(diǎn)外，其他時(shí)間一律不統一授課。
教學(xué)組織上，為了提高學(xué)生學(xué)習的積極性與興趣，教師可提出小問(wèn)題，讓學(xué)生分組討論，并將討論結果與其他學(xué)生分享。這樣既可以培養學(xué)生自主學(xué)習、獨立思考，提高他們的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還可以鍛煉他們的語(yǔ)言表達能力，培養他們的團結合作精神，增強他們的人際關(guān)系，這些都是應試教育所達不到的效果。
課程任務(wù)，學(xué)生自由選取知識點(diǎn)，根據自己的喜好，設計出一個(gè)作品，并以該作品結課。作品分數由所含知識點(diǎn)決定。具體要求如下。
①應具有一個(gè)整體性，如交通燈、時(shí)鐘、頻率計等；
②各知識點(diǎn)之間應有一定的邏輯關(guān)系，不能由各知識點(diǎn)孤立地拼湊；
③不能與教材中的例子雷同；
④各學(xué)生之間的作品不能雷同。
根據各知識點(diǎn)實(shí)現難易程度，其分值分布如下。
①Keil、Proteus 的使用：學(xué)會(huì )使用Keil 編寫(xiě)程序（5 分），掌握使用Proteus 繪制電路的方法（5 分）；
②單片機與LED：學(xué)會(huì )利用單片機點(diǎn)亮燈（5 分）；
③單片機與數碼管：采用數碼管靜態(tài)顯示（10 分），動(dòng)態(tài)顯示（15 分）；
④單片機與鍵盤(pán)：采用獨立按鍵（10 分），采用矩陣鍵盤(pán)（15 分）；
⑤單片機中斷、定時(shí)器、串口（各20 分）；
⑥單片機與A/D、D/A（各15 分）：會(huì )運用A/D、D/A 芯片來(lái)實(shí)現作品功能；
⑦單片機與液晶LCD（20 分）；會(huì )在LCD 上顯示作品的參數指標；
⑧單片機與IIC 接口（20 分）：會(huì )利用單片機與IIC 總線(xiàn)結構的芯片進(jìn)行通信。
作品終以答辯方式進(jìn)行驗收，學(xué)生需要準備PPT，解說(shuō)作品的制作原理、制作過(guò)程，以及制作過(guò)程中遇到的問(wèn)題及其解決方法，一邊解釋?zhuān)贿呇菔咀髌穼?shí)現的功能。解說(shuō)完了之后，指導教師根據作品所涉及的知識點(diǎn)進(jìn)行提問(wèn)，學(xué)生針對問(wèn)題進(jìn)行原理性解答。指導教師根據作品的完成情況及學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的理解情況，為學(xué)生打分，主要考核的是學(xué)生對知識點(diǎn)的理解能力，利用知識分析和解決問(wèn)題的能力。
（三）考核方式改革
考核成績(jì)由兩部分組成：平時(shí)成績(jì)×20%+答辯成績(jì)×80%。平時(shí)成績(jì)主要依據平時(shí)考勤，答辯成績(jì)依據作品完成情況與答辯情況。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可以隨時(shí)申請結課答辯，但只有一次答辯機會(huì )。另外，全國大學(xué)生電子設計大賽對學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一次能力提升和鍛煉，是實(shí)現質(zhì)的飛躍過(guò)程。在全國大學(xué)生電子設計大賽中取得優(yōu)異成績(jì)的學(xué)生，都是*，這部分學(xué)生可以申請免修單片機。因此，取得全國大學(xué)生電子設計大賽全國一、二等獎的學(xué)生，只要提供相關(guān)的證明，就可以免修，并且成績(jì)評優(yōu)。這樣可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習的興趣與積極性，形成獨立思考的習慣，并提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
三、結語(yǔ)
單片機是一門(mén)應用性*的課程，新時(shí)代下急需單片機應用型人才，傳統教學(xué)理念與教學(xué)模式已無(wú)法適應時(shí)代的要求，必須進(jìn)行改革。在教學(xué)實(shí)踐中，要以實(shí)際應用項目為核心開(kāi)展教學(xué)，在教學(xué)方法上尋求創(chuàng )新，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高教學(xué)效果。