单片机课程教学改革探索

付 凌

中国人民解放军海军职工大学 辽宁大连 116041

单片机课程教学改革探索

付 凌

中国人民解放军海军职工大学 辽宁大连 116041

传统的单片机教学不能适应新形势下职业教育的培养目的,本文论述了单片机教学改革的必要性,并就改革教学内容、教学方法、实验实训方法和考核方式等方面作了一定的探索。

教学改革；单片机

单片机课程是技术性、工程性、实践性很强的一门课程，它综合了汇编语言、微机接口、通信技术等知识。然而,传统的单片机教学较为注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系,往往忽略了“可学性”,致使大学生学得吃力,老师教得辛苦,教学效果也不好。本文围绕新形势下职业教育的培养目的,对单片机课程的教学改革所作的一些探索。

一、单片机教学改革的必要性

传统的单片机教学以单片机的结构为主线,先讲单片机的硬件结构，再讲指令系统和软件编程，然后是讲单片机系统的扩展和各种外围器件的应用，最后再讲一些实例。按照这种教学结构,学生普遍感到难学。尤其是高职院校、成人高校的学生,很多还没有接触过计算机结构,甚至数字电路也是刚刚接触,要他去理解单片机内部结构,实在不容易,至于很多书一开始就提出的总线、地址等概念,更使学生难以理解，所以就稀里糊涂地学完了硬件部分。学习单片机的7种寻址方式时,很多学生不理解寻址方式究竟是什么意思,为什么需要这么多寻址方式,觉得晦涩难懂。然后是单片机的111条指令,不分重点,学生大多只能机械记忆。至于单片机软件编程部分，主要靠理解和掌握,如果以前没学过编程,那么短时间内很难掌握编程的有关知识,更不必说编程技巧了。等学到中断系统及定时/计数器，它虽然属于硬件的应用部分，但能够坚持学下来的学生已不多。所以，整个教学过程下来，大多数学生只对汇编语言有一定的理解，而对单片机的应用却非常生疏。

现在的单片机教材,基本都是以单片机为蓝本来学习计算机原理,在课堂教学中学生处于被动接受方式,无法主动参与整个教学活动,没达到以培养操作技能为目的的职业技术教育宗旨。尽管安排有实验实训,但和课堂教学环节没有相互映证,和课堂教学内容关联程度不够。考试方式和内容多以理论为主,仅凭一张试卷判定学生能力,不能体现学生的动手实践能力。

总之,传统的单片机教材和教学过于重视知识体系的演绎和推理,加之单片机课程本身的抽象性、教学传统存在的诸多问题,使大多数学生对单片机课程产生了畏惧心理,以至于影响了他们的学习积极性,使之变成了“问题课程”,也对后续专业课的学习产生了消极影响。因此,对单片机课程进行教学改革是十分必要的。

二、单片机教学改革探索

1.改革课程内容体系结构

单片机的教学内容具有较高的抽象性,对学生思辨能力和思维灵活性的要求相对较高。而目前的相关教材中,教学内容很少体现单片机知识在相关专业中的实际应用,使得学用脱节，既未能体现“素质教育”的现代教育理念,也没有体现单片机针对各专业所应有的“专业基础性”。因此对单片机的教学内容进行改革十分必要。

改革后的单片机课程内容可采用模块、课题、任务体系结构,将整门课程划分为多个模块,每个模块由多个课题组成,每个课题由一个或多个任务组成,每个任务由任务目的、任务分析、相关知识和任务实施四个相互连贯的部分组成。

2.改革教学组织方式

受传统教育理念的影响，当前单片机的课堂教学方法和手段明显落后。在国家大力发展职业教育的新形势下，改革单片机课程的教学方法，为学生提供有针对性的学习指导，激发学生的学习兴趣，培养学生的自学能力，显得尤为重要。

实践证明,任务驱动法既能提高学生的学习兴趣,又能让他们在开始学习时,了解单片机的实际应用。它以任务为核心，配置任务所需掌握的硬件结构知识、指令知识、软件操作知识等。第一部分就介绍单片机中最小的应用系统,并通过一些简单的接口实验,让学生了解单片机的工作环境、工作方式以及部分引脚功能，还介绍一些经常使用的外围设备；第二部分则进行实例教学,通过完成具体的实例设计,既巩固了第一部分的知识,又在此基础上介绍了与实例相关的单片机的内部资源、接口功能、指令和编程。例如,设计一个模拟交通灯,就要介绍并行I/O口的功能及其应用、内部数据的传送指令、部分控制转移类指令、延时子程序以及循环程序设计等。教师可以从需求分析、方案设计、硬件设计、软件设计、调试、功能的实现这一设计步骤来讲解,从而培养学生理解单片机应用的总体设计思路。这种教学方法以任务目的为主线,进行各相关知识点的讲解。用到什么就讲解什么,用到多少就讲多少,在哪里用就在那里讲。以教师为主导,以学生为中心,边讲边学,边学边练,既分散了学习难点,又能使学生深刻理解所学内容。

3.改革实验教学内容和方法

单片机是一门理论性和实践性都很强的课程，在重视理论教学的同时，必须重视实验教学，通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程，才能使学生进一步巩固和消化理论知识，掌握单片机应用技能。

然而，传统的实验教学内容通常是理论知识的验证，实验形式单一，方法比较呆板，大多数以教师为中心，学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验。这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，因而必须对实验教学内容和方法进行改革。

在实验内容上，要适应市场需求选取典型芯片安排相关的实验内容，要适应不同层次学生的需要，将单纯的验证性实验逐步向综合性应用实验和创新性实验类型发展，增强学生的参与意识，提高学生的动手能力，增加以设计性、系统性为主的实验内容。

单片机实验既要进行硬件接线，又要准确编写程序，要在有限的时间内完成，要想实验成功是不容易的。因此，编写实验指导书时，要精心设计，对程序比较复杂的实验，给出部分的程序，并将其中的关键语句删去或是用错误的语句来取代，由学生去完善。这样可以缩短学生编写程序的时间，又能使学生掌握其中的关键。

在实验教学方法上，可以先通过预习环节来加深印象，使学生在做实验时心中有数，从而加快实验操作的进度和准确性，甚至可以提高学生的自我思考和分析问题的能力。在实验过程中，积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生在实验过程中提出的问题，不做正面的回答，而是围绕问题引导、启发学生寻找解决方法，自己动手独立解决问题。将传统的教学模式演变成基础实验以教师为主导，综合实验教师与学生并重，创新实验以学生为主的多种形式，训练学生遇到问题─寻找方法─解决问题的方法和技巧，培养独立工作能力，使实验更具有实践性和实用性。

4.改革考试考核方式

考试是衡量教学成果的重要手段。合理的考核方式能促进学生学习的积极性,达到检验教学成果、教学目标完成情况的目的。单片机课程以往的考核方式相对单一,考题侧重于记忆,例如背几条指令、说几个部件的作用、编一段简单的程序,有的学生单片机考试成绩很高,但却不会实际运用。因此,要改革单片机课程的考核方式,恢复单片机课程应有的活力和作用。

单片机课程是以培养学生的实践和应用能力为目的,因此考核也应针对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力,综合运用能力几个方面进行考核。考核方式可以有理论考试、实训考试，再结合平时提问、作业、表现进行综合评价。

理论考试可以采取笔试形式,通过客观题型和主观题型来考查学生的理论基础。客观题为填空题、选择题和判断题等,主要考查学生对基础知识的应用能力；主观题为分析题和编程等,主要考查学生的分析和设计能力。此外,还应将实验课程的成绩归到理论考试部分,弥补理论考试的不足,还可以考查、锻炼学生的逻辑思维能力、调试程序的能力和解决问题的能力。

综合实训考试可按照实训过程、设计成果和实训报告来计算成绩。实训过程是对学生的学习态度和独立完成任务的能力进行考核；设计成果是对学生作品的质量进行考核；实训报告要求学生以书面形式，清晰、完整、系统地表达自己的研究内容、方案、原理及实现方法，能反映学生的整体设计能力和表达能力。教师在最后要根据学生的平时表现、实训作品、实训报告的完成质量对他们进行综合评定，考核学生对所学知识的应用能力、实践能力和创新能力等。

三、结束语

单片机作为综合性强、实用性强、工程性强的一门课程，其教学改革是一项长期而复杂的任务，改革既需要学校提供教学设施的充分保障，也需要根据不同层次学生、应对不同就业需求选用吻合的教学资源，更需要教师掌握现代教育理念，始终以提高学生的知识能力、创新能力和综合素质为目标，不断改进教学方法和实践方式，最大限度地调动学生学习的主观能动性。我们只有立足单片机教学的实际，取长补短，推陈出新，才能将单片机的教学体系日趋完善，更好地适应时代发展的需要。

[1]李全利.单片机原理及应用技术[M].北京：高等教育出版社，2004

[2]赵润林.单片机原理与应用教程[M].北京：北京大学出版社，2005

[3]胡健.单片机原理及接口技术实践教程[M].北京：清华大学出版社，2004

[4]李秀忠.单片机应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2007

The single-chip microcomputer teaching reform

Fu Ling
University of people's liberation army navy staff, Dalian, 116041, China

The traditional single-chip microcomputer teaching can not meet the vocational education raising goal under new situation. This thesis discuss the necessity of reform of single-chip microcomputer teaching, and make some curtain exploration of reform in teaching content, teaching method, experiment and training method,assessment way and other aspects.

teaching; single-chip microcomputer

2009-12-30

付凌，本科，讲师。