基于仿真技術(shù)的單片機課程教學(xué)改革實(shí)踐

近些年，隨著(zhù)計算機技術(shù)的普及應用，嵌入式系統的應用領(lǐng)域越來(lái)越廣闊。在這一市場(chǎng)需求下，許多專(zhuān)業(yè)都增設了單片機技術(shù)應用課程。單片機技術(shù)課程教學(xué)不僅要保證學(xué)生具備牢固的理論基礎，還要將重點(diǎn)放在培養學(xué)生實(shí)踐能力上，與一些培訓機構相比，學(xué)校的教學(xué)條件與教學(xué)手段明顯落后，在這種情況下，改變教學(xué)內容，轉變教學(xué)方式，從而激發(fā)學(xué)習者學(xué)習熱情，提高教學(xué)質(zhì)量。
1教學(xué)內容設計
以往的單片機教學(xué)，以理論知識作為重點(diǎn)內容，強調知識的全面和涵蓋內容的廣泛，學(xué)生往往懂知識，不會(huì )用，學(xué)完了容易忘記，知識呈碎片狀。
現以能力培養為主線(xiàn)，把內容分為“工具篇、基礎篇、提高篇”。
（1）“工具篇”，學(xué)生通過(guò)初的幾節理論和實(shí)踐課，實(shí)踐如何點(diǎn)亮一盞發(fā)光二級管，設計流水燈，掌握單片機keilc軟件使用方法，Proteus仿真軟件繪制調試方法，單片機程序的下載和燒寫(xiě)過(guò)程。在教學(xué)中這個(gè)階段，老師要一步一步的教授學(xué)習者，然后以反復練習為主，讓學(xué)生熟練掌握這些工具。為今后學(xué)習單片機的軟硬件基礎知識打下基礎。
（2）“基礎篇”，學(xué)習單片機的各個(gè)功能部件的組成及工作原理，以及相應的軟件編程。由于實(shí)踐課學(xué)時(shí)往往少于理論課學(xué)時(shí)，且從原理圖上學(xué)習各個(gè)功能部比用實(shí)際的實(shí)驗硬件電路板清晰，學(xué)生自主買(mǎi)電路板的占少數，授課時(shí)可主要采用仿真電路圖為主，學(xué)生課后作業(yè)也好軟“硬”結合，較好的掌握各個(gè)功能部件的應用。實(shí)踐課時(shí)分析實(shí)際電路硬件設計時(shí)要注意的事項，教會(huì )學(xué)習者如何閱讀該說(shuō)明文件、如何分析芯片工作時(shí)序圖、如何理解典型電路和程序、如何在典型電路的基礎上進(jìn)行修改設計等。這樣學(xué)生在學(xué)好單片機各個(gè)功能的同時(shí)，對硬件設計會(huì )映像更深刻。仿真和實(shí)物教學(xué)相得益彰，激發(fā)學(xué)習者學(xué)習熱情，更有助于培養學(xué)生的實(shí)際能力，提高教學(xué)質(zhì)量。
（3）“提高篇”，在此階段，學(xué)習者通過(guò)梳理單片機應用系統的典型組成包括：?jiǎn)纹瑱C小應用系統、前向通道、后向通道、人機交互通道、相互通道等。主要掌握單片機應用系統的研制過(guò)程中的包括總體設計、硬件設計、軟件設計、仿真調試等幾個(gè)階段。學(xué)會(huì )如何查找并閱讀芯片功能表，按功能要求進(jìn)行產(chǎn)品功能模塊規劃、硬件電路設計；能充分利用現有資源完成較為綜合的課題設計。這個(gè)階段主要以學(xué)習者為主、教師為輔。
2多種教學(xué)方式、教學(xué)手段的應用
單片機課程知識點(diǎn)多、技術(shù)性強、內容抽象是一門(mén)既有理論實(shí)踐性又很強的一門(mén)課程，按照傳統方式來(lái)授課，學(xué)生入門(mén)難度大，很多學(xué)生在聽(tīng)2次課后就產(chǎn)生了厭學(xué)情緒，直接影響了學(xué)習效果。同時(shí)傳統方式的授課方式，理論性強，學(xué)生學(xué)后動(dòng)手能力差，能力培養效果不佳。計算機的發(fā)展給單片機的講授帶來(lái)了新方法，新手段。
2.1“軟”實(shí)踐環(huán)境，讓“做中學(xué)”成為可能
實(shí)現理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的融合其實(shí)很難，當前廣泛存在的理論課堂加實(shí)踐課堂的教學(xué)形式，在時(shí)間和空間上就將“學(xué)”和“做”分離了。仿真技術(shù)的發(fā)展給單片機的教學(xué)帶來(lái)了巨大的活力，可以讓學(xué)生帶著(zhù)個(gè)人計算機進(jìn)課堂，利用Protues仿真軟件和Iiccavr軟件，搭建單片機學(xué)習的軟實(shí)踐環(huán)境，邊學(xué)邊做。Protues仿真軟件和Iiccavr軟件在理論課堂和實(shí)踐課堂之間搭建了一個(gè)融合的橋梁。
2.2“實(shí)踐—理論—再實(shí)踐”，符合認知規律
先讓學(xué)生跟著(zhù)做，然后再講解其中的原理，后提出新任務(wù)讓學(xué)生分組在課堂上完成。例如在講解單片機的定時(shí)/計數器一節的課堂教學(xué)中，教師首先帶著(zhù)學(xué)生在計算機上完成一個(gè)利用定時(shí)/計數器控制8個(gè)LED實(shí)現流水燈的小系統，之后再講解定時(shí)/計數器的工作原理，后給出一個(gè)利用定時(shí)/計數器驅動(dòng)蜂鳴器發(fā)出不同頻率聲音的任務(wù)。教師在“做”中教、學(xué)生在“做”中學(xué)，避免教學(xué)和實(shí)踐兩張皮現象。
3考核方式的改革
單片機課程實(shí)踐性較強，在實(shí)際操作中，可將考核分為平時(shí)成績(jì)、實(shí)驗成績(jì)、考試成績(jì)3個(gè)部分，需要強調該課程實(shí)踐的重要性，適當調整實(shí)踐環(huán)節分值在總成績(jì)中所占比重。平時(shí)成績(jì)占總成績(jì)20%，多布置些實(shí)際任務(wù)讓學(xué)生做；實(shí)驗成績(jì)占總成績(jì)30%，這里不光以實(shí)驗報告的質(zhì)量為評分依據，實(shí)驗過(guò)程也很重要；考試成績(jì)占總成績(jì)50%，這里主要是指卷面成績(jì)。
4結語(yǔ)
單片機應用課程對于培養電類(lèi)人才有著(zhù)重要的作用，但在實(shí)際的教學(xué)中還存在著(zhù)實(shí)踐內容和時(shí)間大比例低于理論教學(xué)等問(wèn)題，結合仿真技術(shù)的實(shí)踐化改革，能有效提高教學(xué)質(zhì)量，培養學(xué)生能力。