单片机课堂教学方法（通用11篇）
单片机课堂教学方法 篇1
摘要：单片机原理及应用是一门理论和实践都很强的课程, 随着其应用范围的进一步扩大和日益普及, 社会对这方面知识的人才需求越来越多。如何让学生掌握单片机核心内容, 教师能够轻松进行教学, 本文就课堂教学方法改革和创新进行了多方面探讨。
关键词：单片机,课堂教学,探讨
0、引言
单片机具有功能强、使用灵活、成本低、体积小、面向控制等优点，其应用范围非常广泛。随着计算机技术、微电子技术的发展，单片机技术在智能仪器仪表、智能传感器、数据采集与处理、家电和计算机控制系统等领域被广泛应用。《单片机原理及应用》课程本身难度大，也是由它的课程特点决定的，单片机本身结构复杂、功能强大、涉及内容广泛，这对学生的抽象思维提出了较高的要求，如何使学生在充分掌握系统硬件结构的基础上，理解各个部件之间的相互协调运作关系，从根本上掌握单片机的工作过程以及软件设计方式，这是单片机课程教学的难点所在。这使得该门课程的境遇颇为尴尬:学生感到难学, 教师感到难教。因此如何激发学生的学习兴趣, 培养学生的单片机应用能力, 成为单片机课程教学中亟待解决的问题。
1、采用多媒体课件与板书结合的方式
经过多年的教学总结，笔者意识到采用电子教案的教学也有其两面性，有积极的一面，也有其消极的一面。应认真研究总结，不搞千篇一律地使用电子教案。有针对性地、对有利于提高教学效果的章节使用电子教案，对教学效果不明显的章节禁止使用电子教案，仍采用传统的教学方法和手段，实行有的放矢。
进一步充分利用多媒体教学设施，在电子书写屏上进行板书讲解。利用投影显示具有清晰、字体大、后面同学能看得非常清楚等黑板所无法比拟的优势，电子笔可以选取各种颜色、不同粗细，电子屏可以一页接一页无限制地新建空白板，就象具有无数块黑板一样，并且可以随时打开已建任意页，学生感到新颖，教师书写自如，在教学实践中收到了非常好的效果。
在采用多媒体课件教学时，也同样利用电子书写屏的屏幕批准功能，在投影的课件上用电子笔进行各种批注，这在单片机内部结构、指令执行过程、中断系统等非常抽象的内容讲解时收到了省时、具体、帮助和加强理解等传统教学无法达到的效果。
2、启发式教学，激发学生自主学习
教学过程中采用回忆式提问、理解式提问、应用式提问，专题讨论等方法，介绍单片机常用网站，利用网络等媒介，积极引导学生主动思考，培养学生好的编程习惯。在习题课上，找一些判断题、单项选择题、多项选择题等章节练习题，按照某种顺序让每一个学生都积极参加做题，对一些难度大一点的编程题和设计题，让部分学生到黑板上编程、计算或解题，大部分学生在下面思考解题，然后引导学生开展讨论，收到很好的效果。
在教学过程中还注意强调专业名词的英文注释和英文缩写，使学生了解单片机原理中重要术语的英文名称，加强对教学内容的理解和掌握，激发学生的学习兴趣，帮助学生学习专业英语。
课堂教学除了发挥教师的主导作用外，本课程充分发挥了教师与学生的互动，调动学生主动学习的积极性。由于单片机课程是一门与实践紧密结合的课程，因此，一定要让学生清楚所讲授内容的意义和目的，与实际相结合，使学生感兴趣。讲授的内容要承上启下，先行课程为数字电子技术，教师要把先行课程中触发器、寄存器、锁存器、译码器、三态门等内容在本课程中的重要应用讲清楚。教学过程中要经常与学生交流，充分利用课前时间和课间时间，发现问题应及时讲解。在每次课堂教学结束时，根据教学内容，给学生留一些课后思考题，以巩固课堂所学和进一步加深其应用。如在讲解指令时，针对加法有INC DPTR指令而减法没有DPTR减1指令，如何编程实现？BCD码有加法调整指令DA A，而减法、乘法、除法都没有相应的调整指令，如何利用DA A指令实现BCD码的减法、乘法、除法操作？利用移位指令如何实现16位甚至32位移位？
3、课程体系结构在教学过程中贯穿始终
常规的单片机课程的教学过程是：按照单片机教材的组织顺序，先介绍单片机芯片的外部引脚功能、内部体系结构、存储器组织，再介绍单片机指令系统、汇编语言程序设计，然后是分章节讨论单片机内部各个模块的原理及应用、单片机系统的外部扩展及键盘、显示器、A/D、D/A等输入输出模块与单片机芯片的接口技术，最后给出几个应用系统的实例。这种教学过程，学生只有在课程学习的最后才能接触到单片机的实际应用系统。而在此之前，大多数学生早已被大量的抽象概念、繁杂的指令系统和枯燥无味的汇编语言程序设计弄得云里雾里。加上学习目标不明确，很多同学在课程学习不到一半的时候，就已经完全失去了兴趣，严重影响了教学效果。这就需要教师帮助学生在教学的各个阶段帮助学生撑起课程体系结构这棵"大树"，帮助学生找到所学内容所在的"树枝"，对应哪一片"树叶"，而其它的"树枝"是什么、在哪里，和现在所在的"树枝"有什么关系，在不在同一个"树干"上？要给学生指明前进的方向。
4、重点、难点内容多次总结、重复
单片机课程内容多，基本概念、基本理论多并且难以理解，遇到这部分内容，笔者采用在讲解过程中及讲解过后不断总结、多次重复，直到学生能理解并熟练掌握为止。如在讲解中断系统时，对中断源发出的中断请求，单片机可以采用查询方式和中断方式进行响应。如何选择响应方式呢？通过初始化时对该中断源的中断允许位进行编程设置来实现。中断允许位为1，可以采用中断方式；中断允许位为0，则采用查询方式。这部分内容许多单片机教材中都没有，但在中断举例时却有使用。这样，教师在教学过程中必须告诉学生，对任何中断源一定要建立上述基本理论，并且要反复强调、多次重复，让学生形成深刻印象。只有这样，中断应用部分学生才能容易读懂、易于理解，直至达到自己能够熟练编程。教师在教学过程中，根据多年的教学经验，把认为重要且难以理解的概念和理论知识，有必要进行不断总结、多次重复强调，使学生在理解的基础上加深印象。
5、理论课与实验课进一步融合
传统的教学模式中, 是将理论课和实践课穿插着进行。但是在教学中发现这样仍然不能满足教学需要, 应该把理论课也放到实验室里来进行。在教室中进行理论学习时, 讲到单片机的一些知识, 由于学生初学, 对单片机的实验设备和开发环境都很陌生, 所以去理解这些理论时感觉比较抽象。当理论知识掌握了一部分后才进入实验室进行实践操作, 学生已经对之前了解的抽象的理论知识记忆更加模糊了, 这样非常不利于及时加深理解如果能在实验室内进行理论教学，那么就可以让学生从理论、视觉和触觉都同时接触到单片机，可以帮助他们理论结合实际地认识单片机的实验设备和开发环境。这样理论知识会更加形象便于理解和记忆，而理论讲解后及时进行实验操作也能让学生及时发现问题。因此将理论知识讲授和实践融合到一起同时进行才是最佳的教学安排。
6、结束语
在多年从事单片机教学的过程中，笔者在传统教学的基础上，不断采用上述各种课堂教学方法，收到了很好的效果。课堂教学是课程教学的主要方式和重要过程，是学生获得单片机课程基础知识的重要途径，教师只有不断总结教学经验，改革和创新教学方法，才能逐渐提高教学效果，最终达到教师不再感到难教、学生不再感到难学，使单片机课程的教与学活动变成一种非常轻松快乐的事情。让我们共同努力，期待这一天早日到来。
参考文献
[1]陈德为, 吴亦锋.《单片机原理与接口技术》课程教学的若干思考.高教论坛2005年8月第4期
[2]李朝青.《单片机原理及接口技术》 (第3版) .北京:北京航空航天大学出版社, 2005
单片机课堂教学方法 篇2
随着电子技术的发展，电子产品在人们生活中随处可见。在机电设备的控制中，单片机是最常见的控制器之一。因此单片机技术及应用是机电类、电子信息类学生的必备技能。在传统教学过程中，学生往往只停留在课本上，对实际应用设计经常无从下手。另外，不少高校的单片机课程都是以教师为主，学生被动接收，也不能激发学生的学习兴趣，甚至导致一些有兴趣的学生还会因为这种枯燥的学习方式而产生逆反心理，失去兴趣或信心。因此，改革传统的单片机教学活动，激发学习兴趣和提高创新实践能力，是目前高校教学改革待解决的迫切任务。
单片机原理及应用课程是在微机原理课程基础进行学习的，它更注重于应用能力的培养和训练。学生在学习这门课程后应该具备独立完成一个单片机嵌入式系统的硬件及软件的设计。
1.课堂教学方法改革。传统的教学方式仍然是以教师为主体，按照按单片机硬件结构、指令系统、软件编程、单片机系统的扩展、各种外围器件的应用、单片机应用实例为主线讲解。学生被动的接收老师所传授的东西，没有主动去思考，影响了学习的积极性。
单片机的主要学习目的是能够解决实际问题。经过对单片机教学过程的研究，作者对传统的教学方式作了一定的调整，始终以案例为主贯穿于整个教学过程。首先，在课前提出问题，让学生思考解决问题的方法，调动主观能动性。问题的难度设置在讲授的内容范围。针对问题，课程按方案、硬件和软件三部分内容进行讲解。如此一来，每个案例都从具体问题出发，培养学生从整体去分析和思考问题的能力。以“定时计数器”为例，给学生提出“交通灯”任务，根据前面所学知识，学生就很不难以实现。在课堂上让学生叙述自己的方案，然后带入新课堂知识进行方案的比较，让学生印象更深，再结合电路，学生可以明确的知道自己所学的知识可以应用在哪些地方。
传统课堂学生是无法真实看到实际的运行情况，实验课因为时间有限，无法展开讲解。而仿真软件的使用，让我们找到了一种好方法，可以有效把这两个过程结合在一起。仿真软件是目前世界上唯一能进行单片机应用系统进行虚拟设计与仿真。结合该仿真软件，可以在课堂上将“交通灯”的电路画得直观形象，还可以从软件中直接观测到程序执行时各位置的状态变化。教学中制作的单片机仿真界面。图中即包含了单片机系统，还包含了交通灯和时间显示等模块的实际电路，可以很直接给学生介绍电路的原理和逻辑控制。
通过案例加仿真的方法，可以调动学生的兴趣，活跃课堂的气氛，还能实现教与学的有效互动，让学生直观看到当场修改场景，达到真正的有效教学。
2.课后任务改革。经课堂研究实践发现，以任务驱动方式作为学生的课后训练，可有效的增强学生的应用能力。在课后，给学生分配一个小任务，要求学生利用仿真软件进行电路设计，并用KEILC软件进行单片机程序设计。在这个过程中，学生要求注意设计中的每一个细节，只要有一步错误，那么整个任务就无法很好的完成。并且电路是由学生独立设计，每个学生设计的电路各有特点，再把一些优秀的作业拿到课堂上演示，可以让学生体会到一种成就感。这种训练方式，学生从一开始就全面的思考整个任务，对一些不懂的电路，还能促使他们去翻阅以前所学的课程，在编程过程中遇到错误还能思考如何解决，而并不是像以往，写出代码却不知道是否正确。从而提高了学生的实际动手和解决问题的能力。
3.考核方式的改革。考核是检验学生学习效果的重要组成部分。传统的考核主要是卷面考试。卷面考试虽然可以考查学生紧握知识的程度，但无法了解学生的应用能力。因此作者在考核中加入一项综合设计。在课程结束之前的两周，针对平时的学习情况，对学生进行分组，给每个小组分配不同的设计任务，完成一个综合设计的实践训练，撰写设计报告。还安排时间，针对设计的任务的报告内容，对每个小组成员进行答辩。根据答辩情况进行打分，该成绩为期末考试成绩的组成部分。这样可以很好的考查学生实际掌握的情况和应用能力，同时也能提高学生团队协作能力。经过这几个方面的设置，可以较公平和有效的了解学生对该课程的掌握情况。
4.课外创新实践活动。单片机是一项重要的技术，应用到生活和生产中的各个方面。因此，学习单片机不能仅仅局限于课堂。在课后，作者倡导学生组成单片机创新小组，建立讨论小组，定期举行经验分享活动。从而可以交流他们在实际设计过程中遇到的问题，如果有好的思路和想法也可以到创新小组中分享和讨论。经过几届学生的积累，就可以实现“传帮带”的氛围，由老师或者高年级的同学为大家解决实际问题。
除此之外还鼓励学生参与各种科技竞赛。现在的一些常见的科技竞赛如:“全国大学生电子设计大赛”、“飞思卡尔智能汽车比赛”以及各大企业组织的如“STC单片机创新大赛”、“ARM-STM 32校园创新大赛”等，都是以单片机为主要的控制芯片。不仅可以将所学与实际应用相结合，还能达到与参赛选手相互交流能作用。对有兴趣的学生还可以参与到老师的项目中，或者在假期推荐到企业进行实习等，从而有效的搞高学生的创新实践能力。
经过课程的改革，组织学生组成课外兴趣小组，得到学院和系里的大力支持。学生自发组队参加了“单片机创新大赛”“飞思卡尔智能汽车竞赛”等科技创新比赛，取得一定的成绩。有部分低年级学生，也开始对单片机的学习产生了兴趣，主动要求加入兴趣小组，并自行购置开发板进行学习，创新小组已逐步稳健的发展起来。
二、课程改革中出现的问题与反思
1.课堂教学内容的编排。在课堂教学改革这个过程，虽然看上去像是教学方法上做了很大的改革，但其改革的难度主要在课堂案例的编排，每个案例选择要求恰倒好处，既要结合新的课堂知识，又不能太难，超出学生学习的范围。对案例教学中，仿真实例，要认真制作仿真界面和程序，让学生有一种耳目一新的感觉，而且电路设计要求清晰明了，才能有助于学生理解。否则会适得其反，学生看到电路太复杂，会产生厌烦心理。因此，做好教学内容的编排和制作工作，是整个教学过程改革的重点。
2.考核方式和指标设置。考核方式的变更，打破了传统考核方式。容易引起部分老师和学生对考核公平性以及合理性的疑问。因此如何合理的设置考核指标，并有效的实践等问题还需要有更为行之有效的办法，并通过实际教学来检验其的有效性和合理性。
3.课外创新小组的建立。课外创新的建立是一下持续的过程。因前期参与小组的成员中有经验的学生较少，还需要老师多加引导，因此在前期建立时需要有一批老师作为小组的指导教师，定期的组织学生进行交流和互动，解决学生遇到的问题等。一旦形成一定的规模后，还应配置相应的实验室、实验设备和建立配套的管理制度，并由高年级学生组织和引导低年级学生，实现创新小组的自我管理。
三、结语
单片机教学方法的改革与探究 篇3
关键词：单片机；实用性；教学方法
中图分类号：TP368.1-4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-01
MCU Teaching Method Reform and Explore
Wang Qiang
(Heilongjiang East University,Harbin150086,China)
Abstract:Many students in the study was depressed,they can't really know how to build the master microcontroller technology,this paper analyzes on the reasons of the existence of MCU teaching,and puts forward some practical methods of teaching.
Keywords:MCU;Practical;Teaching methods
一、前言
單片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表及通讯设备、日常消费类产品、玩具等，作为电气类学生必须学好这门课程。不断改进教学内容和教学方法，丰富教学手段，激发学生的学习兴趣，加强实践能力的培养，才能取得良好的教学效果。
二、单片机教学当前存在的问题
单片机是计算机应用与维护，电子信息工程和自动化控制的必修课，也是最重要的课程之一。然而有太多的学生对此并不是很重视，甚至有一种得过且过的态度，难道他真的有那么难学吗？而原因又是什么呢，我再此总结了一些。
（一）枯燥乏味的传统教学
以单片机的结构为主线，一开始就提出主线、概念，初学者很难理解，然后又讲指令、编口等等一系列的专有名词，单靠概念及理论是很难掌握的，开始没有打好基础最后放弃了。
（二）是单片机这门课程的本身
这门课程是一门综合性的课程，单片机的概念多、专有名词多。内容抽象、对于初学者来说很难入门。
（三）对单片机教学目的性不强
只是肤浅的对学生讲一下这门课程的重要而并没有对此实行的那么好，在实践这方面做得非常的不好，并不能激起同学们的兴趣，从而使一大部分的学生对这门课程失去了兴趣，最后丧失了信心。
（四）实践性的课程太少
有些学校由于经济的原因不能有很好的设备以至于不能有更多的实践，使学生的动手能力变得更差。还有的原因就是老师一直怂恿着学生的惰性，学生不愿意老师就放弃了他们。
三、解决方法
（一）培养和激发学生的兴趣
俗话说兴趣是最好的老师，其实单片机是一门实践性强能引人入胜的课程。教师的任务不单单是传授知识，更重要的是应该想方设法激起学生的兴趣。如果能激起学生的兴趣你就成功了一半。如果想激起学生的兴趣我认为应该从以下两个方面入手：首先应该是从感性抓起，比如一般人比较容易理解测温系统，包括数码管及液晶显示、输入键的识别、发光二极管的控制等。这样学生对单片机的功能和使用情况有了感性的认识，同时从芯片角度了解单片机，使单片机不再是抽象的概念和名词术语。
（二）充分利用网络资源
学生根据理论学习对单片机的应用有了广泛的认识，这是培养兴趣的第一步，下面还需要对学生在学习过程中可能遇到的问题找到合适的解决途径，因为现在一大部分学生对网络都很感兴趣，我们正好可以利用这样优越条件来引导学生。现在网上的资源非常的丰富，尤其是对单片机的初学者来说，利用网上的知识从初学者易于理解的角度来解释这些概念，通俗易懂，可作为教学之外的有益补充。当他们找到答案的时候它们都会有一种成就感，增长信心，单片机教学应以教会学生学习的方法而不单单是知识。
（三）进行仿真节约成本
也许对许多学校来说对外开放教学可能会有许多的困难。因为单片机开放教学要求软硬件的条件有：硬件主要有微机、单片机实验教学系统、仿真器等，软件的要求就更高了。但是我们很多的地方都可以解决，我们先看一下实验的方法：采用基于单片机教学实验平台（含仿真器）的训练，这种训练的目的是让学生掌握接口芯片的使用方法、接口电路及驱动程序的编写，其次采用基于单片机系统仿真软件Proteus的虚拟设计平台。利用Peoteus软件所设计的单片机系统进行仿真，不需要制作硬件电路、节约实验器材，只要有微机在安装Proteus就开展训练，较好地解决了训练不足的问题。
（四）单片机教学的拓展
要想使单片机教学拓展起来应该有这几个方法：第一是开全校性的选修课，根据培养目标及学生的就业范围，重点介绍少管脚单片机系列产品、特性及应用，并介绍最新产品及资料方法；第二是开放单片机实验室，有利于培养他们学习单片机的兴趣，激发学习的积极性，在老师的指导下，不停的学习、完善，从而巩固基础扩大知识面，提高动手能力；第三，发动学生积极参与全国大学生电子设计大赛，通过竞赛指明了学习新知识新器件的方向。电子设计竞赛是那些具有良好的理论基础、实践动手能力强，特别是那些具有创新意识和协作精神的学生有了施展自己才能的空间。这些学生通过赛前的培训以及大赛的锻炼，在综合素质上都有所提高。
四、结束语
单片机原理是一门不断更新的课程，教师应该转变观念，切实改进教学手段和教学方法，有步骤有计划地过渡到“教师指导下的以学生为中心”的教学模式上，充分调动学生的能动性，使学生主动建立起知识和能力个人结构。在教材、教学过程的安排上不能不考虑学生的接受能力。我们在教学和学习的过程中，都应该摒弃教材的限制，做到以人的认知为主线，而不是以课程结构为主线。
参考文献
[1]李全利主编.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社,2004(第2版)
[2]付晓光编著.单片机原理与实用技术[M].北京：清华大学出版社，北方交通大学出版社,2004
[3]张鑫．华臻等．单片机原理及应用IM].北京:电子工业出版杜,2005
单片机教学方法 篇4
关键词：单片机课程,问题,教学方法,改进对策
职业教育作为当前备受关注的热门领域,面对国内庞大的人才缺口需求,必须坚持以就业为导向做好教育改革与创新,以不断提升职业教育质量,促进教学的进步与发展。单片机教学作为重点理工院校重要课程,在电子、自动化等专业人才培养中发挥着重要作用,为培养高素质的优秀专业人才,必须对当前单片机教学中存在的问题进行分析与探讨,通过制定相应的策略来解决问题并优化、完善教学,不断促进教学进步与创新,做到教学与就业合理衔接,实现教学改革目标。下面对单片机教学问题与方法对策进行探讨。
1 单片机教学问题分析
1.1 教材问题。
单片机教学中所用教材目前普遍存在的问题为内容陈旧、过于理论化、学生接受程度低。在计算机技术不断进步发展的今天,面对种类繁多、性能先进的各类单片机,当下教材在含金量上还有待提升,且教材设计方面对功能、就业导向等相关知识深入程度不够,一定程度上了制约了高含金量课堂的构建,这对于人才培养、教学内容创新、教法创新等极为不利,也制约了教师与学生的共同进步。
1.2 教学实验操作问题。
目前单片机课程教学由于发展年限较短,在教学专业化方面的程度还有待提升,年限、技术、资源、资金等多项客观条件的限制制约了实验操作的进步与精益。比如单片机实验课时仅有十几个课时,且课堂教授内容浅显,试验设备带有源程序,对学生而言既无法进行更多的实验操作锻炼,且源程序的操作制约了学生独立编程操作的实施,学生思考与动手能力受限。客观条件制约下单片机课程中学生实验操作问题的存在无论是近期还是远期都将会是困扰教学质量与效率提升的一大典型问题。
单片机课程作为工科类专业核心课程之一,有着丰富的教学资源、丰富的工程应用以及应用群体,随着科学技术的迅猛发展,单片机教学受到了诸多挑战,比如难以开展综合性实验训练,只能完成简单的原理性实验;单片机价格昂贵,学生接触到实验箱的次数和时间有限,无法深入掌握单片机原理及应用;课堂演示效果差强人意,与高性能模拟技术相结合的综合实验较为缺乏,新技术实验开展受限等。
1.3 师生教与学问题。
单片机课程教学中传统的偏重理论教学、填鸭式教学对目前教学影响较大,教师处于强势地位,学生过于被动,整体课堂缺乏活力,无论是教师还是学生都无法很好的把握自身的角色价值。尤其是单片机本身属于实践性较强的操作课程,在理论知识多且枯燥的情况下,教师完成教材内容压力大,学生掌握难度高,且由于实践操作锻炼机会多少,导致整体而言教学接受程度低下,对于学生个人专业能力的培养、锻炼与提升以及教学效果的提升都有负面影响。
单片机课程的教学目标是让学生掌握功能开发、程度编写、电路控制、软件开发、程序烧录等诸多技能,单片机本身内部结构复杂且指令抽象,对于以往毫无基础的学生而言学习难度大且接受度不高,即便后期展开学习后也会因为缺乏趣味性与实践性导致效果不佳。单片机教学中学生理解接受不佳作为制约教学进步的一大问题,必须加以重视,要从学习初期到实践操作后期对学生情况进行把握,尤其是一些需要熟练掌握硬件知识及编写程序的课程,必须积极进行教学方法改革,以解决学习中的问题提升教学策略。
2 单片机教学方法的改进对策
2.1 教材应用改进。
单片机教学所用教材要进行合理筛选,积极融入新知识、新技术,通过师生互动与共同合作展开教学。教学过程中要注意教材内容的科学性,确保仪器设备所示实验内容符合科学原理,做到科学知识和科学过程相统一,从教材开始就树立科学意识,为后续后续树立科学意识,掌握科学方法和实验操作技能奠定良好基础。对教材的挖掘与应用要坚持基础-提高-综合循序渐进原则,兼顾学生入门、提高和综合创新开发需求,满足不同层次、阶段及专业的教学实践要求。在提高与综合部分,对教材的挖掘要根据单片机自身原理开展,突出基本知识和教学要点,综合性则体现在将各类新技术如模拟技术、无线、传感、物联网相融合,促进科研成果向设计性实例的转化,拓展相关知识在实际项目中的科学运用,积极发挥单片机本身的实用性、灵活性、可扩展性,促进学生创新精神和实践能力的培养与锻炼。
2.2 教法应用改进。
单片机课程教学中教法改进的最终目的是为了提升教学效果,因此教法的改进必须围绕这一目的展开,调动学生兴趣,打造高效课堂,提升学生理解与接受能力,实现个人理论知识与实践技能的进步与提升。比如应用案例教学法进行单片机教学,教师要选择具有代表性的案例引导学生进行思考与实践,以典型的实际应用系统为切入点,让学生接触并理解单片机应用系统特点及硬件、程序设计内容,案例的选取与讲解同样要遵循从简单到复杂、从低级到高级的原则,让学生通过分阶段、分项目学习操作进行模仿并掌握,在实验课操作中完成系统硬件的程序设计及测试。
单片机教学中要积极引入优秀的实验教学设备,根据教学需要灵活更换核心板,依托其高性能模拟技术开展以模拟电路为主的综合性系统实训项目,以其具备的物联网相关技术实现无线通信中无线节点模块功能,利用其硬件资源开放特性为二次开发提供方便,同时将体小质轻的单片机引入课堂以方便教学展示和学生使用。单片机优秀教学设备的引入可方便各类随课实验、电子竞赛培训、电子系统综合设计、学生开放性实验项目、科技创新、毕业设计等的应用,也可用于模拟电路、传感器技术、UCOS操作系统、物联网技术等相关课程的实验教学操作,对于教学进步与创新有积极意义。
单片机教学中要注意挖掘设备本身服务教学创新的价值,做到紧贴教学实际,以满足课堂演示、实验教学等环节需求,满足不同课程教学要求,促进教学方法的改进与优化,拓展实验内容覆盖面,进一步提升单片机实验教学实效性研究,探索学生创新与实践能力培养新途径,以单片机为载体开展教学、实践活动,打造精品课程。要善于应用课内外学习资源促进单片机课程教学创新,培养学生仪器应用能力、实践操作意识及仪器应用素养,多添加综合性、设计性实验内容,为学生日后解决单片机问题奠定良好基础。单片机教学方法的改进要注意突出创新性、启发性与实用性,创新性方面要以新实验活动活动方式、方法和内容以及新技术、新材料、新工艺的应用为导向,促进信息技术与传统实验的创意整合;启发性则要引导学生直观地对某一理论或现象进行演示、验证,引发学习和思考兴趣,吸引学生积极参与、互动、合作交流;实用性则要注意围绕实验教学环节及学生动手能力训练要求进行创新精神和实践能力的培养与锻炼。
结束语
综上所述,单片机教学必须与时俱进,立足于优秀人才培养需求与教学进步需要,积极解决教学中存在的诸多问题,通过改进教法提升教学质量,让学生更好的掌握单片机应用技能,从而构建教与学的良性循环,打造精品单片机教学课程。
参考文献
[1]尤晓萍,林育兹.基于创新实践的单片机教学方法探索[J].教育教学论坛,2015(1):238-239.
[2]王许,谢玲.浅谈单片机教学方法与教学模式改革的探讨[J].教育教学论坛,2016(2):74-75.
[3]李海侠,张烈平,赵虹.基于就业导向的单片机教学方法的改进[J].大众科技,2015(6):132-133.
单片机课堂教学方法 篇5
关键词：ATmega16单片机故障分析单片机教学
对于AVR单片机，系统结构包括中央处理器（CPU）、内部数据存储器、内部程序存储器、定时器/计数器、并行I/O 口、串行口、中断控制系统、时钟电路、总线等部分。ATmega16单片机是AVR系列单片机的高档产品之一。本文以ATmega16型号单片机作为背景芯片，介绍AVR单片机在教学应用中常见的软硬件故障，并提供具有针对性的解决方案。这里，我们仅讨论THGMC-1型 单片机实训装置，CodeVisionAVR C编译软件（以下简称CVAVR）和下载软件SLISP作为ATmega16单片机配套使用的软件资源的情况。
要完成任何一个实训项目，必须具备的条件有：单片机及其最小系统、实训装置（下载装置、连接线、带开发及下载软件的计算机）、输出设备（发光二极管、数码管等）。
下面，针对教学过程中常见问题加以分析和解答。
建立新文件的相关问题。
（1）采用CVAVR 编译软件建立新文件时，应按以下步骤建立。
1）双击已安装软件CVAVR图标（打开软件）
2）选择File中的New命令或单击工具栏的Create new file按钮后弹出对话框
3）选择Project选项，点击OK，再点击YES
4） 弹出CodeWixzardAVR对话框
5）对于Chip选择Atmega16，Clock选择4MHz（CVAVR软件中的Delay函数采用的是4MHz系统时钟频率计时），之后点击该对话框的File选择Generate ，Save and Exit命令开始创建文件
6）先后打开三个浏览窗口分别用于选择源文件名、项目名和代码向导文件名，第三个浏览窗口命名后，建立源文件*.c和工程文件*.prj两个文件，必须在*.c文件中输入新程序
问题和解决方法。
第一种情况：上述步骤的第5）步出错。
对于Chip选择Atmega16，這一步若选择错误，输入程序完全正确的前提下，编译和下载程序不会提醒错误，但是结果与正确结果相差甚远。对于初学者来说，极易出类似错误。编译和下载程序毫无错误，却没有正确结果输出，这可难住了初学者。其实，有一定经验后，该问题出现时并不难被发现。
检查方法：编译程序时，弹出的Information中，如果程序没问题，不会提醒有程序错误，但是第一句会写明Chip的选择，比如，在新建文件时，误选Chip为Attiny13，那么此时Information中Chip为Attiny13，只要不是我们要选择的Atmega16，肯定不能正常下载程序。这时，需要新建正确的文件再进行其他操作。
第二种情况：上述步骤的地6）步出错。
建文件没有任何问题，却在输入程序时，没有在*.c文件中书写，而是在*.prj文件中书写。这样做的后果是，编译和下载都不会提醒错误，但项目的现象不正确。
检查方法：看书写程序的文件扩展名，在该程序文件左上方会体现你所编辑的文件类型。比如文件左上方显示为：CodeVisionAVR—17.prj—[Project Notes—17.prj]。把编辑程序复制到*.c文件再行编译下载即可。
以上两种情况对于初学者极为常见，并且不易发现。除了这两种典型错误外，操作者误选时钟频率等问题也都会影响到输出现象。
编写与编译源文件的相关问题。
AVR单片机采用C语言编程，所以，单片机源程序的编写完全合乎C语言编程规律。
初学者编程中常见错误有：漏分号“；”、漏大括号“{}”的一半或大括号所包含的范围不对、直接使用未定义变量或定义的变量类型不满足程序使用范围、、未将定义的变量和数组合适位置、自定义函数名整个程序中前后不一致、赋值出错、不理解while（1）{；}的意义使得执行程序时出错等等。通过选择Project的Make命令、按Shift+F9键或工具栏上的Make按钮编译，在编译文件时有错误或警告产生，在编译器窗口Messages选项卡以及导航器窗口中会出现提示。双击错误或警告信息可以显示出存在问题的代码行。修改后再次编译，直到程序没有错误为止。这些都是C语言编程违规错误，在这里不加赘述。有些错误，符合C语言编程规律，编译无错误提示，需学习者根据下载后的输出结果认真思考再有针对性的修改程序。有时也会因为操作者不断在同一个程序中修改，导致下载程序出问题，此时必须重新建立新文件再编译下载运行。
下载可执行文件时的有关问题。
采用ISP下载烧写器下载程序。启动下载软件 SLISP，点击FLASH找到生成的可执行文件也就是“*.HEX”文件，并选择。
点击编程，则程序下载到单片机中。但初学者在下载操作时，常常在 FLASH 选择时找不到*.HEX文件或选择了其他类型的文件，致使不能正常下载程序。若找不到*.HEX文件，一般是由于写完源程序后未进行编译。编译源文件或选择“*.HEX”文件后重新下载即可。
Atmega16芯片教学使用过程中的常见问题。
（1）Atmega16芯片教学使用时必须注意PB口和PC口的特殊引脚。
PB4～PB7被ISP下载方式占用，在设置I/O引脚数据方向时，如果在连接着下载器的情况下（一般教学中会出现这样的问题）这四个引脚均不能再选作数据输入接口使用。在JTAG下载使能时，PC2～PC5四个引脚被占用，不能作为输入/输出接口使用。如果不注意这些问题，都会导致输出结果不正常。
I/O引脚的使用。除了注意上述PB口和PC口的特殊引脚，还必须注意I/O口分作输入和输出引脚的要求。
作为输入引脚使用时，输入引脚必须连接输入设备或者使用上拉电阻。作为输出引脚使用时，可以根据需要选择所需引脚接线。
一个引脚不能同时连接两个设备。
编译程序与实训电路不一致。比如：编写的源程序中设定了PA和PD口作为了输出引脚，接线时却将PA和PB作为了输出使用。结果必然不对。
综合以上所述，单片机实训在教学过程中会遇到各种各样的问题，只要学习者认真思考，总结经验，定会找到较快的方法解决出现的问题。当然，有时也会遇到硬件问题，比如说接线断线，单片机坏，排线底座坏，下载器坏等等，这也需要进行故障排查更换硬件等处理。
参考文献：
基于教学情境的单片机教学方法 篇6
关键词：教学改革,MCU,学习情境
单片机实用技术是电子信息类专业的一门重要的基础课程。其课程特点是, 理论与实际结合得非常紧密、实践性特别强, 需要学生有良好的实践动手能力。掌握了单片机技术也是学生们找工作的重要砝码, 所以单片机的重要性毋庸置疑。传统的单片机教学比较重视讲指令、讲程序设计、讲扩展, 然后理论课以后学生到实验室做实验, 做完实验就完了, 时间长了, 还是什么都不会。对于高职院校的学生来说, 他们更喜欢实际动手、实际操作, 对理论性的东西兴趣不大, 所以笔者对单片机实用技术课程教学进行了一些改革。
一、学生自己动手做实验板
在学习这门课程之前, 学生们已经学习过了电子CAD课程, 可以自己做一些简单的实验板。所以在这门课程的前几周, 笔者主要指导学生做包含最小系统在内的教学实验板, 利用USB供电, 包含流水灯、按键等实验单元, 同时引出所有的单片机的管脚, 方便以后扩展功能使用。在做实验板的同时, 学生们已经学会很多东西了, 同时, 有了这个实验板之后, 学生学习的地点不再局限于课堂和实验室了, 可以充分利用回到寝室的大部分时间, 做自己的实验, 更深入地学习单片机技术。
二、选用ISP芯片
选用在线编程芯片, ISP (In-System Programming) 在系统可编程, 电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码, 而不需要从电路板上取下器件, 已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP技术的主要特点是不需要另外购买或制作编程器就可以进行单片机的实验和开发, 单片机芯片可以直接焊接到电路板上, 调试结束即成成品, 免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便以及损耗。这样既降低了学生的学习成本, 同时又方便了学习, 提高了学生的自主积极性。
三、情境的设计
根据高职教育的特点, 针对学生的实际情况设计学习情境, 贯穿情境育人的教学方法, 在每一个学习情境下面设立学习任务, 不同的学习任务对应一个具体的实例, 注重通过具体的例子来讲解实际的知识, 让学生感觉情切, 易接受。我力求体现“做中学, 学中做”的教学理念, 为此在教学过程中选取了如下的一些教学情境和学习任务, 在这些学习任务中, 注重培养学生的应用能力和解决实际问题的能力。
通过以上学习情境的学习, 基本上涵盖了单片机技术中的所有知识点, 融学习情境、学习任务于教学之中, 提高了学生的学习积极性, 学生既没有了理论学习的那种枯燥无味的情形, 又学到了知识, 起到了良好的教学效果。
四、改变课程考核评价体制
从传统上来讲, 一门课程结束后, 参加学校组织的期末考试, 只要考试及格, 该门课程就算通过, 就能够取得相应的积分。在教学过程中, 我发现这样做有诸多不利。学生为了应付考试, 只顾背指令、背程序, 而忽视了单片机是一门实践性的课程, 不注重实际操作, 结果导致许多卷面成绩非常优秀的学生, 连一个流水灯实验都不能做成功。
为此, 学校应打破传统的纸面上的考核模式, 学生仍然要参加期末考试, 但是期末卷面成绩在期末总评成绩中所占的比重要大幅下降。期末卷面成绩占30%, 平时的实验完成情况占50%, 平时表现占20%。对于利用单片机知识参加各级别电子设计大赛取得相应成绩的学生, 可以直接免试的, 根据所取得的奖项级别, 定期末成绩。
通过上述教学改革的试探, 旨在改变教学方式, 优化教学内容, 提高学生对单片机的学习兴趣, 加强实践动手能力的培养, 使之更为符合高职院校的学情, 为以后学生应用单片机解决实际问题打下良好的基础。
参考文献
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[3]孙雷, 《单片机教学及考核方式的探讨》, 《中国职业技术教育》, 2008 (5)
单片机原理教学方法的探讨 篇7
《单片机原理》课程所包含的理论基础知识多,涉及软件、硬件知识,是实践性很强的科目。同时单片机原理这门课也是电子类专业中《自动检测》、《嵌入式设计》等相关专业课的前导课程。因此,在很多高职院校及本科院校均开设单片机原理课程,重视其教学效果[4]。
1 单片机原理教学现状
在实际的教学过程中,多数学生认为单片机难学、理论知识枯燥且较复杂、汇编语言指令比C语言繁琐、指令颇多、容易出错。刚开始学生学习的积极性还高,时间一长,学生的畏学、厌学情绪严重。在一定程度上,不但影响了单片机课程的教学效果,也影响了整个课程体系中后续课程的教学效果。结合近几年来,单片机原理课程的实际教学经验,总结分析以下几点单片机教学质量难以提高的原因:
1.1 教学时间安排稍晚
作为电子信息类必修的专业课,单片机原理课程在专业教学中具有承前启后的作用。高职教育实际的理论教学时间只有2年半,最后半年是顶岗实习,有些院校把单片机原理课程安排在大二下学期,而将需要在学习单片机课程后再学习的课程往前排。这样会导致学生学习混乱,对知识交叉的课程难以灵活的连接起来应用,单片机课程的基础作用不明显,同时课程体系违背循序渐进的学习认知过程,学生学习效果大打折扣,比如自动检测技术,学习了单片机知识,再学习自动检测技术课程,学生可能会明白的更透彻。另外由于大部分学生计算机基础知识薄弱,单片机原理中的汇编语言与C语言差异比较大,汇编语言指令部分是独立的,不容易理解并记忆指令的用途,并且该课程中又包含了较多的理论知识,比如中断、定时、串行等复杂内容,再加上专业教学计划制定的教学学时比较少,理论课时与实验课时分配难以合理,因此这种“内容多、课时少、没基础”的情况,自然使学生学习起来有一定的难度,同时也大大消减了他们学习的热情。
1.2 课程模块知识点散
与本科教材相比,高职高专单片机原理教材删去了繁琐的,保留简单的,使用过程中也降低了要求。但是高职教育的特色是应用技能的培养,这跟本科教学完全不同。学习单片机原理目的在于应用单片机设计内容,比如定时器的设计,强调的是应用部分。但是就单片机教材的内容安排上来说,都是过多的理论知识,而且每一部分都是独立的,通常第一章讲单片机的内部结构,接着讲汇编语言,后面就是独立的中断系统,定时器等。但是,要针对使用单片机进行一个实际问题设计的话,比如用单片机做一个电子显示时钟,一般要涉及很多的知识点,需要把很多模块的应用连接起来,但都必须等到把教材的内容讲完才行,所以很多学生在学习过程中感觉学了大半本书的单片机原理,还是不知道了学了些什么,没有一个整体的概念,针对具体问题还不知道怎么用单片机才实现,很难讲离散的知识点联系起来,想要独立设计完成一个结合更多的模电、数电知识的偏硬件电路或者结合嵌入式知识设计偏软件的课题,基本上是很困难的。
1.3 学生理论知识基础差
高职院校学生自身基础知识比较薄弱,我们学院也不例外。很多学生数学、英语基础较差,在学习一些汇编语言语句时,不明白语句英语单词的意思,加大了理解语句的难度,更谈不上如何有效的记忆英文单词的指令;在读汇编程序例子时,也会纠缠于语句中的一些提示性的英语语句;在编程设计程序时对算法、流程等逻辑不容易理解和接受;另外在程序调试时,对于用英语显示的出错提示信息看不懂,调试程序困难,找不出错误,从而不能有效快速的找出程序语句中的关键问题所在,长期来看,对使用汇编语言进行编程产生了畏惧思想并最终放弃学习。
2 教学方法改革的思考
要想提高单片机原理课程的教学质量,提高学生学习的积极性,增强他们学习的热情,需要对单片机原理的教学方法,方式等教学手段方面进行教学改革。
2.1 明确课程教学目标
单片机原理是电子专业的专业基础技能课,是一门理论性、应用性较强的课程。其特点是概念多、指令多和涉及内容广,学习单片机原理之前必须具备模拟电子和数字电子技术等基础知识,另外,其整体实现思想和技术又往往难于理解。单片机原理最终的教学目标,就是让学生能够针对具体设计题目,综合应用模电、数电等专业知识,进行独立的分析、软硬件设计、调试以及仿真成功。根据高职院校培养人才的目标,重在技能和应用型,在制定单片机原理教学目标的时候,还应该增加各类实际应用型的项目,从而让学生能有更多的实践机会,不断的增强理论联系实际的能力和应用能力,以适应社会发展的需求。
2.2 根据实际情况制定教学内容
实际教学当中,必须根据具体的情况进行教学内容的调整。当然,第一步:教师首先应该熟知单片机教学内容,以及模拟电子技术与数字电子技术的内容,掌握他们之间的内在联系,结合学生的实际基础,对单片机原理课程的教学内容进行优化设计。第二步:在教学过程中,应该把单片机最简单的系统首先告知,多列出在日常生活中且经常接触到的,采用单片机芯片做成的实际实物,可看可触摸的,让学生在系统学习理论知识之前,明白单片机芯片能做什么?学习单片机在现实生活中的用处。接着开始学习单片机芯片的内部结构,40个引脚的作用,汇编语言,以及中断,定时器等内容,然后再在此基础上进行各种类型项目的实训练习,真正的练好编程技能,软硬件电路的设计,结合仿真软件和protel软件,独立完成一个采用单片机做成的电子实物。不需要一直学习新的知识,验证新的知识点,过多的离散的知识点,对于我们高职学生来说不是多就好,真正需要的是能将有限的知识联合起来,综合应用。同时在教学过程中必须对授课内容做出适当的整合,单片机原理教材中涉及过多复杂的数学例子,可以略去,难度太大了,也影响了学生学习的积极性。
2.3 适当增加实验课时量,制定合理的实验、实训计划
理论课时偏多,实验课时太少,单片机课程本身强调的就是实践操作,培养学生设计能力,那这些能力必须在实验课中得到锻炼。
在传统的单片机原理教学方法中,一般都是先讲理论知识再进行实训,但是讲理论时,理论知识过多,学生觉得枯燥,真正理解并记忆的知识实际并不多;实验课上,需要用到并验证理论知识的时候,又忘记了,这样的教学质量差;适当增加实验课时,多给学生留点自我练习的机会,可以在课堂安排上遵循“讲原理-举例子-练操作”的过程,生动了课堂,紧凑了教学内容。把理论与实践相结合,学生边学边练,课程内容当堂消化吸收。
在每个章节之后,制定实验内容时,充分考虑知识的连贯性,设置一些实际生活中的项目设计,不是仅单一知识点的练习,巩固并提高前面的知识,重在多个知识点的贯穿应用,真正做到学用结合,达到提高应用设计能力的目的。制定实训计划时,不要内容过于简单,太简单就起不到实训的目的,可以借鉴企业或者行业中的实际生产项目,让学生在学校也能真正实地的感受到项目设计的环境,从而提高他们完成实际项目的能力,为走上工作岗位打下坚实的基础。
2.5 增强学生学习的积极性
让学生清楚明白我们高职教育重点是实际操作和动手能力的培养,我们不是去发明、创造什么高科技。我们需要做的是综合运用所学理论知识进行软硬件设计,完成某些实际项目,不需要花大量时间去进行理论研究,而是把这些时间和精力投入到实践动手能力中。必须明确学习目标,增强自学能力,要学会如何学习,在实践中强化理论知识,提高应用能力。
平时课堂上理论教学时,要求学生认真听讲、随时记录下重点内容和要点;讲解程序时,要求学生不光听懂程序的分析,并且要记录下来,并附上注释;在实际操作中,鼓励学生多问,同学之间多讨论,互相进步,不断激发他们学习的热情。
3 结束语
单片机原理是高职高专电子信息类专业必修的专业基础课程,在整个教学环节中起着重要的作用。因此,改变现有的课程教学方式,有助于提高单片机课程教学质量,加深学生对单片机知识的理解程度,能够灵活的应用单片机进行软硬件设计,解决更多的实际项目问题;另一方面,也为后续课程的学习打下了坚实的基础,在一定程度上也提高了学生学习的热情和积极性。今后,在课程教学过程中,需要不断地努力分析和总结,根据实际教学环境及时发现问题并解决,积极探索和改进课程教学方法、方式,不断激发学生学习的热情,提高他们实际动手操作的能力,为以后走上工作岗位打下良好的基础。
参考文献
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[2]颜廷秦.单片机教学方法探讨[J].职业技术,2008(8).
[3]杨立生.单片机教学方法研究[J].中国现代教育装备,2010(17).
单片机实验教学高效方法探讨 篇8
关键词：单片机实验,Proteus仿真,开发板,实验箱
1 实验教学方法小结
1.1 实验箱+实验箱自带开发环境
某些厂家生产的单片机实验箱, 有其自带的开发环境, 装在计算机上就可运行, 根据实验原理及实验内容, 进行正确地连线, 编写程序, 将程序写到开发环境中, 通过串口连通计算机与实验箱, 便可根据实验程序运行出正确的结果。这种方法对于简单验证性实验, 效果较好, 只是通过实验的现象验证理论知识, 可通过此方式为学生进行理论知识的再强化。
1.2 实验箱+Keil+仿真器
结合实验箱和Keil软件, 根据实验内容及实验原理, 进行连线, 编写程序, 将程序写在Keil中, 通过设置Keil的相应选项, 程序控制仿真器运行出相应结果。这种方式, 可更好地使学生掌握Keil编程方法, 练习单片机的汇编语言程序设计或C51程序设计思路, 能够很好地培养学生软硬件设计思路, 适用于综合性设计性实验的开展。
1.3 Proteus+Keil
实验箱上结合了多个独立元器件, 且各个元器件的连接均在实验箱背面, 对于学生学习来讲, 不需要从元器件库中挑选, 直接连接所需的模块就可以使用, 直观度不够, 自主动手力度不够, 针对实验箱的此项缺点, 可考虑采用Proteus+Keil结合的方法进行教学, Proteus不仅能将许多单片机功能形象化, 也可将许多单片机实例运行过程形象化, 而且不需要硬件投入, 实验耗材较少, 学生普遍反映, 通过使用Proteus软件进行单片机系统仿真设计对单片机的学习比单纯学习理论知识更容易接受, 更容易提高。
教师设定好实验内容后, 学生可从Proteus的库中比较挑选所需元器件, 进行实验电路的搭建与设计, 并编写实验程序, 进行软硬件结合设计, 实现所做实验内容。此方法可一定程度上锻炼学生的自主设计能力, 通过实验元器件的比较与挑选, 更好地掌握各个元器件的性能, 也可熟练各种电路的功能。
2 实验教学过程中存在的问题
2.1 教学方法陈旧, 缺乏创新性
传统的电子类课程实验教学过程中, 教师根据教学大纲, 设定一些固定的实验项目, 学生必须在课程规定的学时内完成这些实验, 实验室提供实验箱以及若干辅助设备, 如示波器、万用表等, 对于实验方法和实验仪器的使用, 实验前教师进行讲解, 学生手头的实验指导书上也有这些实验的原理、电路及步骤等。学生在掌握实验内容的基础上, 根据实验步骤进行连线, 利用辅助设备测量数据, 记录数据并做数据分析及本实验内容小结, 在实验的过程中, 学生没有参与到实验的设计细节中, 缺乏一定的思考, 学生根据手头实验指导书或实验教师演示进行操作, 未能很好地体现创新性思考。
2.2 学生自主思考能力不足
多数学生在做每次实验之前, 不认真预习本次实验内容, 导致在整个实验过程中, 没有真正理解实验的原理和理论依据, 盲目地根据教师的做法照搬实验操作过程, 对于操作过程与理论知识完全脱节。实验操作完成后, 多数学生不认真写实验报告, 只是死板地抄袭实验指导书上的实验目的、实验设备、实验原理等内容, 不认真整理分析实验所得数据的合理与否。
2.3 实验教学与动手能力脱节
实验教学旨在培养学生的动手能力, 但通过传统的实验教学手段, 只是让学生动手连了连线、扭了扭示波器, 没有真正起到动手能力培养的目的。
3 实验教学改进措施
3.1 自制实验板
电信类专业学生已经掌握了基本的PCB板制作方法, 基于此情况, 考虑在每次单片机实验过程中, 教师将该次实验内容设计成实验任务, 学生自主设计实验电路、编写程序段, 然后先通过Proteus软件进行仿真实验, 待仿真成功后, 选取正确的元器件进行实验电路的搭建, 并最终制作成实验板, 也可在自制实验板上加入后续开发功能, 以备后续实验内容增加。在我校单片机实验教学中尝试用此方法后, 单片机开放性实验做为一门选修课, 选修的学生成逐年递增状, 电子信息、机械设计制造、交通运输等专业的学生均加入到了单片机开发、设计、制作的队伍中, 学生的学习兴趣日益高涨, 开发制作出的实物精致、新奇、具有一定的实用性和可推广性, 在一定程度上提高了学生的动手及创新能力。
3.2 竞赛带动、项目带动、协会带动
在大学生电子设计竞赛、大学生课外学术科技作品竞赛等, 搜集整理与单片机设计有关的题目, 将每次的实验内容与相关竞赛题目联系, 适当转换实验任务, 将学生分成讨论小组, 进行硬件设计、软件编程、产品制作调试等过程, 然后以小组形式上交制作实物, 通过一定阶段试行, 实验效果较好, 培养学生动手动脑能力的同时, 一定程度上也锻炼了学生的团队合作能力和组组之间的竞争意识。
在教师平时的科研项目中, 搜集整理简单项目内容, 结合实验内容, 设计新实验任务, 在学生们自发成立的电子爱好者协会中, 分发实验任务, 以小组形式讨论、研究、制作, 使学生参与进来, 不仅提高了学生的学习兴趣, 也培养了学生的责任意识。
参考文献
论高职特色的单片机教学方法 篇9
1 高职院校单片机教学特点
1.1 加强能力培养
单片机被广泛应用于工程控制领域。能够独立分析、解决实际工程问题是高职院校学生所必备的能力, 也是高职教育区别于中职教育的一个显著特征，因此高职院校单片机教育必须重视学生解决实际问题能力的培养。在单片机教学过程中，采用各种不同的教学手段，不断激发学生的自主学习能力，让学生在轻松的学习氛围中培养设计硬件电路、编写控制软件的能力。
1.2 重视实践教学
高职教育既是一种具有自身特色的高等教育，又是一种高层次的职业教育。与普通高等教育相比，高职教育培养的是技术型、技能型人才。因此，在高职院校单片机教学过程中，必须突出实践性特点，以培养高素质技术工人为教学目标，不断提高学生动手能力。
2 高职教育单片机教学方法存在的问题
2.1 教材“系统性”过强，实验少
市场上针对高职教育的单片机教材非常丰富，但大多教材内容的编写都按照单片机内部结构，引脚，指令，中断，定时器/计数器，外部扩展等顺序。这类教材内容系统性强，结构看似紧凑合理，但从学生角度仔细考虑却发现很多不足之处：硬件电路与指令学习、软件编程完全脱节;从教材第一章开始就大量讲述单片机内部结构，枯燥、抽象，难以接受，几乎没有安排提高学生分析实际问题能力和动手能力的实验等等。
2.2 传统教学强调理论忽略实践
众所周知，单片机课程具有硬件系统复杂，指令多，编程难，知识点分散等特点。目前，国内大多高职院校一直沿用传统的知识驱动式教学方法，教师把大量时间花在讲授复杂的单片机结构电路上，却忽略了高职学生的特点：缺乏抽象思维、擅长形象思维，学生很难建立起一个完整的知识体系，从而导致对单片机的系统开发仅仅停留在感性认识上，很难培养学生勤于思考的学习能力，综合分析新问题的能力，职业动手能力和实践能力[1]，导致学生逐渐失去了学习的兴趣。
2.3 片面强调一种教学方法
近年来，很多院校单片机教师热衷于一种新的教学方法———项目教学法。诚然，项目教学与传统教学法相比，有其显著地优越性：在老师的指导下主动学习;学生可以根据自己的兴趣做出选择;老师根据学生的特点开展活动，从根本上充分调动学生的学习主动性[2,3]。但笔者认为，项目教学法在正常的单片机教学过程并不完全适用，原因很简单：项目教学法更适合于已掌握部分理论基础知识，需提高动手设计能力的短期单片机技术培训班教学，而高职教育是全日制高等教育的一种，是培养具有一定专业理论基础知识、动手能力较强的实用性专业人才。高职学院学生必须具有比中职学生更扎实的理论基础知识，在将来的工作岗位上才能更好更快地接受新事物、新知识、新技能，成为适应社会需求的可持续发展人才。因此，片面地强调某一种教学方法并不能对整个教学带来最理想的教学效果，应因地制宜，因时制宜地应用各种教学方法，才能事半功倍，做到教学效果最优化。
3 高职特色单片机教学方法探究
如何有效开展单片机课程的教学工作，是近年来一直探索的课题。凡事有利必有弊，教学方法亦是如此，各种教学方法都有与其相适应的教学模式。如果在整个教学过程中，综合应用多种教学方法，取其利，避其弊，就能发挥各种教学方法的优点，得到意想不到的教学效果。
3.1 理论课程教学方法
单片机是一门理论与实践结合紧密的学科。对于高职学生来说，实践固然重要，理论基础知识亦不可忽视。学生普遍反映单片机理论基础知识枯燥、抽象、学习难度大，因此，采用什么样的教学方法能够激发学生学习的主动性、培养学生对单片机的学习兴趣成为当前教师所关注的重要问题。
如今，很多教师都对传统的知识驱动教学方法在单片机教学方面提出质疑，觉得以教师教为主，学生被动学习已经不再适应应用性学科教学的发展。诚然，一味地向学生灌输知识，学生被动地接受枯燥无味的理论知识已经落伍，但这种教学方法仍然存在着它的优势：在基础理论知识的学习过程中，教师可以很好地把握教学主线，系统构架知识体系，有利于学生对知识的全面了解，从而很好地掌握原理性的知识。例如，在学习输入输出电路时，只有充分了解单片机内部输入输出引脚逻辑电路，在实际线路连接时才能理解并掌握哪些电路需要外接上拉电阻，读入数据前为什么需要先写出高电平。授课中，教师通过画出各引脚逻辑电路图，系统地表达P0、P1、P2、P3口电路的区别，促使学生透彻理解各输入输出口的逻辑功能。
如果要求教师授课过程中把每个示图都画在黑板上，对于单片机教师来说，不但浪费时间，而且可能由于画图不规范而导致学生对该门课程失去兴趣，这时，多媒体教学起到了很好的辅助作用[4]。教师有效地利用多媒体技术，通过图、文、声、像相结合的多媒体课件，可以把用语言难以描述或无法讲清楚的问题变得形象、生动、直观，更有利于激发学生的学习兴趣。在课堂上，利用proteus等软件进行仿真是多媒体技术在单片机教学中的另一个优势。众所周知，单片机是通过编写程序，使各引脚能够按照人的需要输出高低电平，达到控制周围设施的控制器件。在理论授课的同时，可以根据需要实时进行课堂演示，这样不仅可以在程序修改编译后就立即看到演示效果，而且可以弥补实验仪器和元器件缺乏、原材料消耗和仪器损坏的不足。学生可以直观、形象地看到控制结果，对学生的学习起到潜移默化的提高作用。
另外，根据摩尔定律，电子类产品每3个月即更新换代一次，教材总是滞后于当前科技的发展。目前，大部分教科书仍然以介绍8051或AT89C51等型号单片机为主。虽然内核相同，但功能还是有异。教师在授课过程中可以应用“案例分析法”[5]，针对特定的教育情境和实际教育活动过程的描述，动态设计和调整教学案例，以适应科学技术的发展，从而提高学生对单片机课程的兴趣。
在枯燥、复杂的单片机理论部分学习阶段，针对高职学院学生理论基础差，缺乏抽象思维，擅长形象思维等特点，改变传统填鸭式教学手段，采用多种教学方法相结合，取长补短，不但可以提高学生的学习兴趣，而且可以让学生更好更快地掌握原理性强的理论基础知识，为社会培养出理论扎实、适应性强的专业人才。
3.2 实践阶段教学方法
项目教学法是当前大多数高职院校在单片机教学中所大力提倡的新型教学方法。这种新型教学方法是在教学过程中，以学生为中心，以项目为驱动，师生通过共同实施一个完整的“项目”工作，学生在教师的指导下进行实际操作训练、发现问题、分析问题、解决问题而进行的教学活动。当学生掌握了一定的单片机理论基础知识后，逐渐进入实习、实践阶段，这时，项目教学法将发挥着不可估量的作用。教师由浅入深地选择合适的项目供学生学习。例如，在初始阶段，教师可以选择让学生自己搭建最小系统板，而后选择流水灯实验做为一个小项目。当学生通过自己的学习，亲自动手进行焊接、调试，让8个流水灯按照自己的意愿随意流动时，学生很可能已经喜欢上单片机的研制开发了。项目教学法以学生为主体，教师为主导，最大程度地激发了学生的求知欲望，逐步培养出具有独立探索、敢于开拓创新的动手能力、实践能力很强的学生。因此，在实习实践阶段，应以项目教学方法为主要教学手段，让学生在动手的同时巩固理论知识，从而做到理论联系实际，对所学知识理解更加透彻。
3.3 多方面提高学生学习兴趣
高职学院学生的基础参差不齐，对某一门课程的兴趣爱好程度也各不相同。因此，作为专业课教师，应因人而异，提高学生学习的主动性。提高学生的兴趣，最主要的是让学生明白为什么要学习单片机，学习单片机对今后的学习、就业有什么好处，只有学生明确课程意义，才能提高学生的学习主动性。例如，在第一节课时就给学生展示一个真正的单片机系统和单片机在实际应用领域起到的重大作用。在授课过程中，形象生动的语言表达也是必不可少的。很多学生的想象力较差，较好的比喻会起到非常好的教学效果。比如在学习中断系统时，把现实生活中电话铃等中断例子用到课堂上，不仅使学生理解了中断源、中断响应等枯燥无味的概念，而且使学生很清晰地理解中断优先级、中断优先权等中断响应过程。
对实际问题进行编程也是单片机教学中的一个难点。一直以来，单片机教材中普遍都采用汇编语言进行程序编写。汇编语言编写程序代码效率高，但相对难度较大，要求程序编写人员对硬件结构了解清楚，并且可移植性差。如果遇到比较麻烦的算法时，汇编语言编写就显得更加麻烦了，许多学生对之望而却步。随着单片机主频的不断提高，ROM空间也在不断扩大，足够装下C语言编写的任何代码，而且C语言库函数较为丰富，可移植性非常好，编程简单易学，所以，鼓励学生用C语言来编写程序，从某种程度上讲有助于学生提高学生的学习兴趣。
另外，鼓励、帮助学生积极参加两年一届的全国大学生电子设计竞赛也是培养学生创新能力、协作精神和理论联系实际的好方法。电子设计竞赛注重培养大学生的动手能力和工程实践能力，提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。在参赛过程中，学生能够把所学各门知识统一系统地融合在一起，在竞赛中运用理论知识、获得实践知识。
总之，为了更多更好地培养生产、管理、服务、建设一线所需要的高技能应用人才，高职教育必须重视教学质量、教学效果。探索新的教育教学方法，不断地从传统教学方法中汲取经验、教训，使用多种教学方法，取其利、避其弊，才能达到事半功倍的效果。
摘要：从当前高职院校单片机教育教学实际出发, 分别在不同的教学阶段, 把多种教学方法有机结合在一起, 取其利, 避其弊, 最大程度调动学生学习积极性, 培养出适合社会需求的可持续发展高职人才。
关键词：高职特色,单片机,教学方法
参考文献
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单片机课堂教学方法 篇10
一、漏电检测工作原理
根据霍尔磁式原理检测漏电状态,如图1所示,在实际应用中,把火线与中线同时穿过一个环形磁芯,作为漏电互感器的初级线圈,次级线圈(数百匝)输出漏电信号。从电源火线端流出的电流IL+,流经支路全部负载后,返回电源中线端的支路电流为IL-,当该支路没有接地电流时,IL+=IL-,穿过环形磁芯的电流大小相等,次级线圈无漏电信号输出,即电源输入线中的火线电流与中线电流完全平衡,次级漏电信号为零。而当系统发生故障时,假设系统出现的接地漏电电流为IR,则IL+=IL-+IR,火线电流与中线电流将失去平衡,其合成电流就是漏电电流,次级漏电信号的大小和漏电程度成正比。
二、漏电控制电路
电热水器漏电控制电路由晶体三极管Q1、二极管D1、电阻R1、R2和继电器J1、J2组成(如图2所示)。当单片机响应中断后,从I/0口输出高电平到晶体三极管Q1,三极管Q1导通驱动继电器J1闭合,继电器J2通电,在0.1秒钟内迅速切断整个系统的供电,从而可迅速切断电流对人体的伤害程度,确保人身安全。同时,从单片机I/O口输出一定频率的方波信号,由晶体三极管驱动蜂鸣器,使蜂鸣器发出声音,报警危险。
三、软件实现
该漏电检测功能在软件上兼顾了采样的实时性和单片机的计算能力,适合采用定时中断采样的采样方式及计算能力较弱的单片机系统中[4]。程序采用C语言编写,只需要改变部分宏定义即可移植到不同的单片机系统中。在定时中断采样程序中系统对漏电信号进行采样、计算及处理。图3为漏电处理程序流程图,设置漏电正常状态计数器是防止电网波动对系统判断的影响。同时漏电动作延时时间精度可以得到很好的保证。在主程序中系统实时查询相应的漏电状态,并根据状态做出报警及保护动作。
四、实验调试
根据图4所示,假设允许最大漏电流为IL(通常为数毫安,具体数据可查阅相关规定),漏电互感器次级的匝数为N,则次级电流为IL/N 产生的信号电压为,放大器的放大倍数为K,则C点最大下拉幅度为,产生漏电中断的条件是:
根据一块做好的热水器控制板,用一根导线穿过漏电互感器,从中通过数毫安的交流电流(不必用220V高压,只要用几伏特的低压交流电源串联一个电阻就可以)。为测试环境的稳定正确性,R1选择1KΩ左右电阻,根据以上公式,调节放大器的放大倍数或R3阻值,使用软件仿真,在单片机管脚上就能感应到中断信号。
单片机课堂教学方法 篇11
关键词：单片机,任务,教学方法
在电子信息技术高速发展的今天, 单片机技术的应用可以说是无处不在。学好单片机对学生具有十分重要的意义。但从教学效果来看, 目前单片机教学存在着许多不足之处。为了让学生更好的掌握操作技能和必需的理论知识, 使教学模式与工作岗位紧密对接, 必须改革传统的教学方法。本文探索了基于工作过程的单片机课程开发模式, 对课程学习情境进行了设计。
基于工作过程的单片机教学方法思路如下:本文设计授课内容时, 我们将单片机内部资源的应用划分为一个个任务, 每个任务都是设计一个完整的单片机控制系统。教师按照单片机产品真实的设计过程, 详细讲解每一个任务的任务分析、元器件选择、硬件电路设计、程序编制、程序调试到程序烧录的全过程学生在学习一个任务之后, 可以动手制作这个单片机控制系统, 以加深学生对单片机控制系统的理解, 提高学习兴趣。
1 学习项目
针对单片机控制系统的设计、调试、运行维护等典型工作任务进行分析后, 归纳总结出其所需要的常用单片机控制系统的设计与安装, 以及对单片机控制系统的调试等能力而设置的学习领域, 此学习领域分成几个学习情境, 学习领域完全按照基于工作过程的教学模式展开教学, 以六步法 (资讯、计划、决策、实施、检查、评估) 对每一个项目进行教学实施, 有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。课程归纳为以下几个项目:
项目1:单片机控制系统数据传送的设计与调试
项目2:交通灯单片机控制系统的设计、安装与调试
项目3:键盘扫描、译码单片机控制系统的设计、安装与调试
项目4:电子钟单片机控制系统的设计、安装与调试
项目5:数据采集单片机控制系统的设计、安装与调试
基于以上5个项目的教学, 学生不仅能学到单片机及常用的传感器知识, 也能熟悉一个产品的研发过程, 并将所学知识构成了一个完整的系统。
以项目为载体来组织教学, 将职业行动领域的工作过程融合在训练中。以数据采集单片机控制系统的设计、安装与调试这个项目为例, 列出该项目内容、主要教学知识点、学习目标等。
2考核环节
为全面考核学生的学习情况, 本课程主要以过程考核为主, 考核涵盖项目任务全过程, 根据引导文通过资讯理解任务、学习相关知识与计划与方案采用教师评价和互评进行考核占成绩35%, 操作实施采用教师评价和自评进行考核占30%, 项目总结报告采用教师评价方式进行考核占10%, 项目公共考核点 (25%) 其中包括工作与职业操守、学习态度、团队合作精神、交流及表达能力、交流及表达能力、协调能力。
3 学习情境
学习情境是进行知识与技能传授的纽带, 本学习领域课程安排了数据采集单片机控制系统的设计、安装与调试等5个学习情境, 每个学习情境从项目目标、项目任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料、使用工具、实施步骤等方面提出了要求, 以下讲述学习情境是如何设计的, 以数据采集单片机控制系统的设计、安装与调试学习情境为例:
在教学过程中, 将单片机知识融入到各个项目分散讲解, 针对不同部分的特点, 采用多种教学方法教学。让学生在学中做, 在做中学, 使学生熟练掌握单片机开发的整体操作流程和操作方法。
4 结语
实践教学表明:采用基于工作过程的单片机教学方法教学, 大大提高了学生学习的效率和学生的学习兴趣, 取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]宋志鹏, 杨中华.单片机教学方法探讨.科技教育创新, 2008.