单片机课程实践教学

单片机课程实践教学（通用12篇）

单片机课程实践教学 篇1

单片机课程是电子、电气、机电、测控等专业主干课程,是一门应用设计类课程,其内容具有较强的理论性和实践性,目前大多数高校都已针对该课程实践性强的特点,形成“理论+实践”的教学模式,(如图1所示)。

理论教学环节多以单片机结构为主线,形成以硬件原理、指令、软件编程、系统扩展及外围器件四大模块为主线的循序渐进型授课模式,实践教学环节多以单片机实验箱为实践平台,实验箱大多采用总线式结构不能够直观展现出单片机及其他芯片的连接结构,做实验时只需要按照实验指导书的要求在实验装置上连线即可,通过计算机串口/仿真器将程序下载到目标板中完成验证性实验,使得实验过程变成了对硬件的机械式操作,从而使学生失去了对单片机系统外围电路设计的理解。在2010年我院单片机课程组开展的“单片机课程”教学问卷调查活动中发现,375名学生中,65.3%能通过参考实验指导书将程序下载到目标板中,完成单片机各功能模块验证性实验;23%的学生因硬件电路调试失败或程序编写错误5%的学生因课程基础不牢、前后知识链断裂等原因无法完成实验;仅有6.7%的学生除参照实验指导书的参考程序完成验证性实验外,重新调整程序结构,通过二次编写程序达到灵活应用单片机软件的学习目标。因此如何在有限的实践课程中,充分提高学生的学习效率,高质量培养学生的发散思维、动手能力等综合素质将成为单片机实践教学的核心内容也是顺应电路设计的发展和教育信息化的必然,更是培养具有创新能力的高质量专业人才的保证。笔者所在单片机课程组在教学实践改革中发现,Proteus软件在单片机仿真教学中,具有较好的直观性,将Proteus和Keil联合仿真平台与实验箱实践教学相融合的“双实践”教学模式将大幅度提高单片机的实践教学效果。

2 教学模式设计

Proteus与Keil仿真软件作为理论教学的同步实践平台,实验箱作为“二次实践”的教学平台,二者构成的双实践教学模式旨在提高学生动手能力和培养发散思维、创新能力综合素质(如图2所示)。

仿真实验和理论教学同步阶段应实现两个教学目标:一是传授单片机方面的基本理论、知识和技能,二是培养学习者系统地掌握单片机内部功能模块的工作原理及使用方法,并尝试设计各种单片机应用系统,为以后嵌入式技术打下扎实的基础。Proteus与Keil联合仿真入门简单,硬件调试过程易操作、演示过程损耗小、与工程实践最为接近等优点,可作为理论教学环节的同步实践开发平台,教师可根据教学内容随堂演示相应内部资源的仿真系统,同一系统可作多个单片机内部资源仿真实验演示,教师只需根据教学内容更改部分代码或电路即可。同时,学生需要在课后完成各个功能模块的仿真实验,通过及时讲评实验帮助学生理解课程的基本知识点,并将实验成绩评定作为“二次实践”的分组参考依据。

利用Proteus的单片机仿真功能让学生进行虚拟实验,有助于学生理解课程基本知识点,但由于仿真与实际硬件存在差别和单一仿真实验的枯燥性让学生感到厌倦,因此需要有效地开展“二次实践”教学。该环节仍采用现有的单片机教学实践方式,以实验室自主开发(购买)实验箱为平台。由于同一门课程、不同学生的原有认知、学习能力、自身素质等各有差异,因此教师应通过理论授课和仿真实验课充分了解学生的上述多元智能情况,参照仿真成绩和多元智能因素的相似度,将学生科学分组,每组成员4～5人,不同组将分配不同的“二次实践”教学内容,实现不同的实现目标。该过程中,教师还应积极促进学生在实验中的分享活动部分学生本身的学习能力强并通过仿真实验充分掌握该课程,实验中教师应鼓励该部分学生积极去指导其他学生,培养团队合作精神。

3 教学内容组织

3.1 仿真实验教学内容组织

在单片机的理论教学中,所涉及的内容包括单片机系统资源、软件技术和系统扩展三大模块。Proteus仿真教学时,应该充分考虑学生对电路、微机原理等先修课程掌握程度的不同,教师应尽可能用简单、典型的教学实例仿真实验演示每堂课程知识点,从实例提出的问题需求、解决方案和实现过程贯穿到整个教学中,实现仿真实践与理论教学同步。

仿真实践教学内容可划分为内部功能模块和系统扩展模块,内部功能模块以MCS-51系列单片机为例,通过各组实验仿真单片机输入/输出口、定时器、中断等资源的工作情况,由于单片机所提供的资源多以寄存器和存储器的方式体现,因此该过程教师应重点引导学生如何使用寄存器和存储器,包括寄存器内容的修改和查看两部分,系统扩展模块以数码管、按键等基本I/O设备扩展实验为基础,学生通过时钟设计综合课题完整掌握单片机应用系统的设计流程。Proteus仿真实验多以Kei作为软件开发平台,软件教学演示主要涉及具体语句的执行效果验证、算法的具体实现、程序中语法错误的检查和逻辑错误的验证等内容,该环节中教师不可采用纯软件验证设置演示,应将Proteus与Keil进行联调验证演示,让Keil环境中关键语句的修改通过硬件电路实现仿真效果验证,以达到预期的教学效果(如图3所示)。

仿真实践教学过程中,教师还应注重学生实验历程反馈。学生在实验过程中,每完成一个实验后必须撰写实验报告,实验教学包括内容包括实验目的、原理/方法、教学步骤及结论4项内容,使教师及时了解学生实验的完成情况。仿真实践课结束后还需填写“仿真实践教学调查表”,调查表主要包括责任分担、参与程度、完成实验任务的能力以及是否有再次和组内人员合作的意愿等,使教师了解其在实验过程中的表现,通过学生自评、学习伙伴互评、教师评价等3方面给出学生的“仿真实践”表现成绩。

3.2“二次实践”教学内容组织

“二次实践”教学模式以实验箱及自制电路板为开发平台,参照仿真实践成绩和个人学习能力、兴趣程度多元智能因素的相似度,将学生分为3个层次进行“二次实践”教学组织。

3.2.1 功能性验证实验

以实验室现有实验箱为硬件平台,实验箱集成仿真实验所对应功能模块,仿真实验成绩合格以上者可通过计算机将仿真实验对应的程序下载到目标板中,通过连接硬件电路,不断调试系统完成仿真实验的验证性工作,并撰写实验报告完成对单片机课程的学习。

3.2.2 兴趣型实验

以小型单片机实验箱为开发平台,仿真实验成绩良好以上者通过计算机将自编写程序下载至芯片内部通过灵活设计程序达到灵活应用软件的目的。小型实验箱集成数码管显示、液晶显示、电机模块、D/A转换、A/D转换等丰富模块,其面积在20cm×15cm内,完全满足兴趣组学生对单片机的学习需求,学生可通过携带实验箱在业余时间完成新的单片机应用系统设计,通过自主设计外围电路和编写程序熟练掌握单片机应用系统的开发流程,高质量地培养了部分学生的发散思维、创新能力等综合素质。

3.2.3 竞赛、应用型实验

学生在熟练掌握单片机应用系统的开发流程和单片机内部各类资源的使用方法后,教师应鼓励兴趣实验阶段中表现突出者积极参加校院、省市的电子类科技竞赛,并从选题、参赛、评奖进行全程指导,通过面包板、PCB板开发单片机应用系统,大幅度提供该类学生的团队合作能力、创新思维、工程应用能力等综合素质。

通过合理组织安排3种不同层次的教学内容,学生参与实验得到不同的提高和收获,大幅度提高课程的学习效率。

4“双实践”教学模式优点

新教学模式新增了仿真实践教学环节,有助于学生拓展思维、创新能力的培养,改变了以往单一的实验形式,使学生既掌握了一种新的EDA软件技术,又掌握了一种新型的实验分析方法,还可自主展开实验设计,大大提高了学生的学习兴趣。尤其在仿真过程中,学生不再是被动地重复教师的操作,而是主动地去探求解决问题的方法,同样的设计要求可以有不同的实现电路、不同的程序,这能充分发挥学生的主观能动性和创造性培养他们运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力,使学生由被动接受变为主动探索,教师在整个教学过程中是学生的引路人,为学生获得知识提供情景、引导学生自己去学习、设计实验并通过“二次实践”验证实验结果。

新教学模式下的单片机课程赢得学生的好评,学生能够有选择地参加教学实践,有效整合了实验资源。在今年课程组展开的新模式教学改革班级中,90%学生主动参加大学生科技竞赛,30%学生获得不同层次的奖项。

5 结束语

“双实践”教学模式,打破传统循序渐进式的教学方法,以单片机的应用为基础,结合基本的工业控制系统和实践工作中的具体应用,不分先后顺序,将各条指令贯串于各个仿真实验中,通过所见即所得的实验,学生更容易理解各种指令的编程方法和掌握单片机应用系统的开发步骤。通过“二次实践”既有效验证仿真实验,又提高教学内容的直观性、增强学生对教学内容的理解和激发学生的学习兴趣,大大提高设计各种单片机系统的效率,对提高学生实际设计单片机应用系统的工程实践能力都具有很大的辅助作用。

摘要：针对单片机课程以实验箱为平台的实践教学方式存在的不足,新增了Proteus与Keil联合仿真实践教学模块,构建了“双实践”教学模式。通过合理组织实践教学内容,充分融合了两种实践教学方式的优点,不仅帮助学生理解课程知识点和提高动手能力,还可提高教师的备课效率和教学效果,并为学生的课后复习和自学提供条件。

关键词：单片机,实践教学,Proteus,Keil

参考文献

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[2]杨俊起.单片机课程实践能力培养研究与探索[J].中国现代教学装,2010,13:142～144

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[4]陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报,2008,20(2):318～320

[5]张艳琼,周学文,于泽德.目标设置理论在计算机实验教学中的应用[J].教育探索,2009,10:62～63

[6]李学礼.基于Proteus的8051单片机实例教程[M].北京:电子工业出版社,2008

[7]仿真软件在电类课程教学中的应用[J].实验技术与管理,2009,26(4):76～79

单片机课程实践教学 篇2

（Single—Chip Microcomputer Technology）

课程类型： 专业选修 课程代码： 课程学时： 68 学分： 4 适用专业： 电类各专业 开课时间： 3 年级 2 学期 开课单位： 电子与信息学院 大纲执笔人： 大纲审定人：

本课程是电类各专业必修的专业技术基础课，是一门实践性很强的课程。本课程的教育目标及任务是：使学生掌握一般单片机的基本原理、51系列单片机的基本性能和采用单片机构成应用系统的基本方法。为今后采用单片机构成的应用系统提供必要的技术基础。

一、教学目的与要求

本课程的任务是从应用的目的出发，通过对MCS－51系列单片机的剖析，使学生获得有关单片机的硬件、软件的基本概念，基本知识和单片机应用系统的设计和编程知识。用汇编语言进行程序设计的基本技能。培养学生分析和解决实际问题的能力。

二、教学重点与难点

1、教学重点：单片机的基本构成、基本接口原理和采用单片机组成实际系统的原理和方法。

2、教学难点：串行接口，中断系统及其应用，单片机的扩展原理和方法。

三、教学方法与手段

以教师讲授为主，有重点的讲授，开展少量课堂讨论。结合实验及实训，要求学生每人自制一个基本完整的、并能够运行的单片机实用小系统。

四、教学内容、目标与学时分配

教学内容 教学目标 课时分配

绪论 了解 1

1． 计算机技术基础 3 1．1 计算机的发展与分类 了解 1．2 计算机的应用概况 了解 1．3 计算机中数码的表示 掌握 1．4 单片机概况与应用 掌握 1 1．5 单片机的组成结构及指令执行过程 掌握 1 1．6 单片机应用系统的开发 了解 1 2． 单片机组成原理2．1 MCS-51单片机结构 掌握 2 2．2 单片机复位电路设计 掌握 2 2．3 MCS-51存储器配置 掌握 2 3． 单片机指令系统 3．1 MCS-51指令简介 3．2 指令系统 4．汇编语言程序设计 8 4．1 汇编语言概述 4．2 简单程序设计 4．3 分支程序设计 4．4 循环程序设计 4．5 查表程序设计 4．6 散转程序设计 4．7 子程序设计 5．定时器／计数器和中断系统 10 5．1 定时器／计数器 5．1 中断系统 6．单片机应用系统扩展设计 8 6．1 存储器的扩展 6．2 I／O接口扩展电路设计 7．键盘、显示接口技术 13 7．1 键盘与计算机接口 7．2 独立式按键接口设计 7．3 矩形式键盘接口设计 7．4 LED显示器及接口设计 7．5 LCD显示器 掌握 2 掌握 4 了解 1 掌握 1 掌握 1 掌握 1 掌握 1 掌握 1 掌握 2 掌握掌握 5 掌握 掌握 掌握 掌握 掌握 2 掌握 4 了解 64 3 2 2

8．串行通信接口技术 2 8．1 串行口通信方式

五、实践教学内容要求与说明

参见单片机技术实训大纲

六、考试范围与题型

1、考试范围与分数比例 微型计算机的基本概念

5％

单片机硬件结构

MCS-51指令系统

35％

35％

MCS-51单片机系统扩展 10％ MCS-51单片机的接口

实验内容

2、试题类型与分数比例

软件分析题 硬件分析题 单项选择题

26％ 14％ 30%

10％

5％

实训及综合 30％

七、教材与参考资料 1．教材

吴黎明主编.单片微机原理及应用技术．科学出版社2005．

丁元杰主编.单片微机原理及应用.机械工业出版社.2005 2．参考资料：

（1）何立民编著．2001．MCS-51系列单片机应用系统设计．北京航空

航天大学出版社

高职单片机课程工程实践教学研究 篇3

【关键词】高职；单片机；工程实践

单片机推动了嵌入式系统的发展，成为现代电子系统中重要的智能化工具。无论是尖端科技，还是现代工业、农业、仪器仪表、汽车电子系统、家用电器、玩具及个人信息终端等诸多领域，都离不开单片机。目前，高职院校许多专业都开设了“单片机原理及应用”课程，这门课程也是高职院校的电子类、电气类等电类专业的核心专业课程。但是单片机是一门实践性非常强的课程，又是一门抽象的课程，教师在课堂教学中采用传统的授课模式，往往存在许多问题。

一、高职单片机课程教学现状

1.传统理论教学枯燥抽象。在传统的单片机教学中，基本沿袭传统的授课方法：“板书+讲解”。加上现行使用的教材理论内容偏多，实例偏少，理论教学占据了2/3以上的学时。大量抽象的原理、概念使得学生难以接受和理解，感觉枯燥无味，激不起学生学习的热情和主动性，使老师和学生在教学过程中都感到很辛苦，缺少感性认识的演示平台。

2.理论教学和实践教学分开，且实践教学缺乏启发性和创新性。传统的单片机技术课程教学模式中，采用理论和实验实训分开，在进行课堂教学时，讲授的是对学生而言是晦涩难懂的纯理论知识；在进行实验实训时，基本都采用电路固定的试验箱，由学生参照实验指导书提供的范例程序，按部就班地通过编程软件，将编程文件编译、下载到试验箱中进行验证。进行的只是对理论结果验证的实验，实验缺乏综合性、开放性和创新性。这种教学模式使得理论和实践严重脱节，学生不可能真正掌握单片机技术的精髓，从而无法培养学生的实践动手能力和创新能力。

3.课程之间联系较少。单片机课程是一门联系广泛的课程，不仅涉及本课程的知识，还与数字电路、模拟电路、C语言程序设计、protel电子线路设计等课程有着密切的联系。但大部分高职院校的单片机课程教学并未与其他课程联系起来，造成了课程间的脱节。

二、单片机工程实践教学

1.单片机工程实践教学的目的。单片机工程实践的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个设计MCS-51系列单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。着重提高学生在单片机应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过单片机硬件和软件设计、安装、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

2.单片机工程实践教学的具体要求。单片机工程实践是单片机技术课程的实践教学环节，是以工程项目和工程应用为课题的。它充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式，以学生为认知主体，充分调动学生的积极性和能动性，着重培养学生的工程实践能力、独立工作能力及创新能力，是对学生进行单片机的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、制作、调试来完成的。具体要求如下：

①系统方案设计与论证。综合运用单片机技术课程中所学到的理论知识，学生根据所选项目的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过方案比较，确定总体方案。然后对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。

②硬件电路制作。设计方案经指导教师审查通过后，学生可向指导教师领取所需元器件等材料，进行电路制作，并对制作的硬件电路进行调试及测试，分析测试结果是否满足设计要求。

③软件的编程与仿真。根据已设计出的软件系统框图，用C语言编制出各功能模块的子程序及整机软件系统的主程序，程序设计时，要充分考虑与设计硬件电路的连接及有关定量要求。

④撰写实践总结报告。书写高质量的工作总结也是反映工程实践素质高低的一个重要方面，工程技术人员应能用书面形式系统、完整、清晰地表达自己的研究成果，其目的是让人很容易地看懂所研究项目的内容、方案、原理、实现方法等。因此，书写实践总结报告也是单片机工程实践的主要内容之一。

三、结束语

单片机技术实践教学是灵活多样的，教学方法也是非常之多。只要不断改进教学方法，丰富教学手段，加强实践能力的培养，注重理论联系实践，就能激发学生的学习兴趣，能有效提高单片机教学的质量，并且紧随着单片机新的技术的发展，不断更新单片机教学的内容、形式、方法和手段，我相信单片机教学工作将不再是枯燥乏味、难教难学的老大难课程了。

参考文献：

[1]皮大能.单片机课程设计指导书.北京理工大学出版社，2010-07.

[2]马子龙.单片机课程教学中存在的问题及其对策.广西教育.

[3]天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略.电子工业出版社，2009.

单片机课程的实践教学研究 篇4

单片机课程具有很强的工程实践性和综合应用性, 教学当中不仅要注重理论知识的讲解, 还应注重学生创新能力及工程应用能力的培养。但如何有效地让学生真正掌握单片机技术并学以致用, 是单片机课程教学中所面临的一个重要问题。

一、单片机实践教学中存在的问题

单片机课程不仅涉及微机原理、程序语言、通信技术、数字电路及模拟电路等基础知识, 还具有自身的知识体系。内容构成上, 其涵盖硬件资源、软件系统及应用设计三大部分, 内容跨度大, 且相互渗透、紧密联系[2]。该课程实践应用性强, 但传统教学往往重理论而轻实践, 弱化了实践教学的作用, 实验目的仅为了验证理论内容, 且实验内容相对简单、知识点单一, 缺乏新颖性与综合性, 导致学生兴趣不浓, 思维受到束缚, 实验过程无法有效激发学生的主观能动性与自主创新性。此外, 实验环境均为实验室。实验室具有封闭性和时效性, 大大限制了学生实验的时间和地点。实验平台采用实验箱, 其体积庞大, 不易携带, 且为了方便实验室管理, 往往不允许带出实验室, 造成学生在课余时间缺乏实验平台, 无法进行实践操作。目前, 市场上开发板种类繁多, 价格低廉, 体积小巧, 便于携带, 配合学生自己的电脑, 可在课余时间补充实践操作, 但开发板种类繁杂, 资源差异大, 学生较难选取适合自己学习的开发板, 学习过程中碰到的疑惑也较难统一解答。

单片机实践教学的目标是培养学生综合运用单片机的能力[3,4]。传统的教学模式不利于应用型、创新型人才的培养, 必须加强实践教学环节, 探索出一条以学以致用为出发点的适合自己学生的实践教学模式。

二、单片机实践教学改革的内容与措施

(一) 调整实验内容, 改革教学方法

单片机的软件语言既可采用汇编语言, 也可采用C语言。汇编语言虽有助于学生理解机器执行的过程, 但本身抽象、难懂, 可移植性差, 容易使学生产生厌烦情绪。C语言具有高级语言的特点, 可读性和可移植性好, 硬件驱动能力强, 是嵌入式软件设计的主流语言。因此, 教学当中应以C语言为主, 以降低开发难度, 缩短开发周期, 增强学生对单片机课程的兴趣及信心。实践内容应包含验证性实验和综合创新性实验, 验证性实验有助于加强学生对理论知识的理解, 而综合创新性实验则有助于拓展学生的思维, 培养其综合运用知识的能力。单片机技术综合软件技术和硬件技术, 依托特定的实验平台, 可一定程度上强化学生软件设计能力, 但却弱化了硬件设计能力。理论教学当中, 可结合电子技术发展的现状, 引入一些新型芯片, 以提高学生的课堂注意力, 通过芯片手册扩充教学内容, 拓宽学生视野, 同时培养学生阅读手册的能力, 使其能够通过手册了解芯片的工作原理, 学习手册上的典型硬件设计电路或获取硬件设计相关的其他信息。Protues软件可模拟仿真硬件电路, 因此, 可在实验环节中穿插相应的Protues仿真实验, 以兼顾学生硬件设计能力的培养。

教学方式可采用项目驱动型和应用导向型, 这种方式可使学生参与到项目当中, 以具体应用为参考, 结合所学知识分析设计要求、制订项目方案。在项目实施中, 学生通过自己努力克服并处理项目当中出现的问题, 并最终将之完善。整个过程可使学生充分综合所学知识和技能, 提高动手实践、自主学习和自主创新的能力, 并使其体会到项目实施的艰辛与乐趣。

(二) 开放实验室, 提供实践环境

实验室是较好的实验场所, 但实验室往往有实验室管理员统一管理, 仅在实验课程时间向学生开放, 从而导致学生课余时间缺乏实验场所。为打破实验室的封闭性和时效性, 丰富学生课余实践活动, 可向学生提供全天候开放的创新实验室, 并配备基本的实验设备和工具, 由负责任的学生和实验室管理员共同管理。创新实验室分为两个区, 专用创新区和自由学习区。专用创新区集中动手能力强, 爱钻研, 爱探索, 负责任的学生, 并给予固定的学习位置, 授课教师可定期补充具有创新性、综合性的课题, 由该部分学生完成。创新区的学生应积极向其他学生展示实践成果, 以加大单片机学习的辐射力度, 提高其他学生对单片机课程的学习兴趣, 建立学习氛围。自由学习区则用于定期开展新知识、新技术的专题讲座, 以扩宽学生视野, 强化学习兴趣, 或者用于学生交流心得和分享实践经验。此外, 受创新区学生影响的其他学生, 也可进入自由学习区进行学习和参与实践操作。为加强对创新实验室学生的管理, 提高学生学习的主动性, 可每月对创新实验的学生进行考核, 挑选自由学习区学习积极主动的学生, 替换创新区学习懒散、态度不端的学生, 以建立激励和督促机制。

(三) 研发实验平台, 扩充实验内容

实验平台是从事实践活动的基础, 应包含理论教学和实践教学的必备元素。针对实验室设备陈旧问题, 目前部分高校已组织师资队伍, 结合院校自身的特点和相关技术进行实验设备的自主研发, 并投入到教学活动中。自主研发实验设备, 不仅可拓宽实验教学内容, 提高实验效果, 还可提高实验教学队伍的教学科研水平, 此外, 还可节省资金, 加速实验室建设。广东轻工职业技术学院结合自身特点, 开发“教、学、做”一体化的单片机教学实验平台, 并在实际教学当中取得一定的教学效果[5]。鉴于该学院所取得的成效, 秉承当下“口袋实验室”理念, 我系也结合当前技术和自身特点, 自主研发了单片机口袋实验平台, 该平台的芯片多采用贴片, 在保证满足教学需求和功能不缩水的情况下, 尽量使其体积小巧, 以方便学生随身携带, 使其可随时随地进行实验。为方便学生课余时间研究学习, 基于自主研发的实验平台, 编写了完善的使用指导书, 并提供丰富的例程供其学习参考。此外, 基于该平台还设计了创新综合性题目, 供实践教学使用。由于该实验平台小巧便携, 在实验课堂上未完成的内容, 学生可带回到宿舍继续补充, 从而扩充了实验时间, 保证了实验内容的完整性。我系研发的实验平台如图1所示。

该实验平台小巧便携, 功能强大, 资源丰富, 包含最小系统、LED灯、时钟数码管、按键、时钟芯片、AD-DA芯片、EE-PROM、蜂鸣器、直流电机驱动、步进电机驱动、光敏传感器、温度传感器、全彩LED、OLED显示模块、红外接收器等资源。振荡电路采用双晶体, 以方便做控制和串口通信, 电源采用USB口供电, 平台集成协议转换芯片, 可通过USB口下载单片机程序, 操作极为方便。目前已将该平台投入到实践教学当中, 并明显提高了学生对单片机课程的兴趣和实验自主性。

(四) 开展第二课程, 建立网络平台

单片机课程只有通过大量的实践活动才能做到灵活运用。结合口袋实验平台, 我系已在单片机课程的正常教学中穿插一定的实践环节, 但由于课时限制, 实验课程并不能过多地开展, 这在一定程度上抑制了学生工程实践能力和自主创新能力的培养。为了扩充实践课时, 增加学生动手实践机会, 我系每周定期开展“第二课堂”, 以口袋实验平台为依托, 讲授单片机的开发思路, 指导学生的实践过程。通过一年的实践, 证明“第二课堂”对单片机的实践教学起到了很好的补充作用。

为了将单片机爱好者组织到一起, 方便开展创新活动, 我系创建了单片机协会, 并依托该协会建立了QQ群, 该群不仅方便单片机爱好者进行技术交流, 还可上传大量学习资料, 实现资源共享, 授课老师也可依托该群进行答疑解惑, 或者布置实践教学任务。

(五) 依托竞赛, 提高学生创新能力

为丰富学生的实践活动, 提高学生综合运用知识的能力, 我系鼓励学生参与系部、省级或国家级的各类电子设计大赛。通过大赛, 不仅可以检验学生对单片机知识综合运用的能力, 还可有效地培养学生的团队协作意识、系统设计能力、创新能力及刻苦钻研的学习精神。此外, 参赛获奖不仅是对参赛学生技术知识的肯定, 还会使后面的学生对学习单片机充满期待, 对单片机课程的进一步开展产生积极的影响[6]。

(六) 改革考核方式, 引导学生注重实践环节

在考核方面, 因学分和绩点问题, 多数高校仍坚持把理论考试成绩作为评判学生单片机技术掌握程度的唯一标准, 这也迫使学生更注重理论知识的学习, 而忽视了实践教学的重要性, 最终导致高分低能, 不能学以致用。为了有效地培养应用型、创新型人才, 应重视学生在实践环节中的表现, 对于实训课程, 可采用小组答辩的形式对学生进行考核。答辩形式可一定程度上避免学生抄袭他人代码, 督促其认真完成实训, 并切实提高学生的动手实践能力。最终的考核结果, 应结合卷面成绩、实验表现及实训成绩进行综合评定, 并适当增加实践环节所占的比例。考核方式的改革, 可使学生在单片机学习中做到理论与实践并重。

三、总结

文章针对单片机传统实践教学中所存在的问题, 从实验内容、教学方式、实验平台、第二课堂及考核方式等角度分析了实践教学改革的内容, 并将口袋实验平台运用到改革后的实践教学当中。实践证明, 教学改革后学生对单片机的应用能力较往届学生有较大提升。

参考文献

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[4]谢光前.卓越工程师背景下的单片机课程教学改革与探索[J].电脑知识与技术, 2012, 8 (11) :2563-2564.

[5]贾萍, 丁向荣, 胡美兰.“教、学、做”一体化单片机教学实验平台的设计与应用[J].实验技术与管理, 2012, 29 (6) :139-142.

单片机课程实践教学 篇5

“单片机原理”是一门理论性、逻辑性、实践性很强的学科，是电类专业一门非常重要的专业基础课，把微机接口部分、汇编语言部分、通信技术部分的知识点等综合在一起，属于逻辑性、工程性、技术性、实践性很强的一门专业基础课。该课程作为电类专业最重要的核心课程之一，它是电类专业高素质技能型人才所需全部自动控制类知识结构的载体，占据着非常重要的位置。

然而，传统的单片机教学一般注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，均以学科体系为出发点，忽略了“可学性”，致使学生学得吃力，老师教得辛苦，教学效果却没有显现出来。

一、研究背景及意义

目前，全国将单片机列入单独的比赛项目，在考查中注重学生的能力培养，学生的技能素养教育成为重中之重，加之社会需求高技能人才，许多学校为了适应社会的发展和市场需求在不同的专业开设了单片机课程，然而单片机课程是一门实践性很强的课程，要想在教学过程中取得很好的效果，就必须要求学生在学习过程中多动手实践，但有的学校教学设备有限，怎样解决这个问题。仿真实验课可以让学生在单片机工作室里做中学，真正玩转单片机，也同时解决了学生学起来枯燥，老师教起来吃力的尴尬局面。

目前单片机教学中存在诸多问题。如单片机课程理论为主，实验教学多是进行验证性实验。单片机实验室存在场地和时间限制，学生除了课上，很难有机会接触到所需要的设备，如仿真器、实验板等，个人配备成本太高，个体无法承担。而且实验箱只能验证试验的基本作用和意义，就无从谈起学生动手能力的训练和提升。单片机在当今社会中的应用速度发展迅速，然而单片机教材陈旧，实验设备很容易落后、老化等问题，必然会带来耗资等问题。

由此可见，构建成本低廉的单片机仿真实验系统对于单片机教学意义重大。它不仅可以降低实验设备投资，而且能培提高学生的工程素质，养学生的创新精神。在单片机控制系统的设计开发过程中，我们不单要突出设备的自动化程度及智能性，另一方面也要重视控制系统的工作稳定性，否则就无法体现控制系统的优越性。

由于单片机控制系统应用系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，其应用的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。单片机控制系统应用必须长期稳定、可靠地运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大的损失。

影响单片机控制系统应用的可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结果设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。这些因素对控制系统造成的干扰后果主要表现在下述几个方面。（1）数据采集误差加大。（2）控制状态失灵。（3）数据受干扰发生变化。（4）程序运行失常。

由于受到干扰后计数器的值是随机的，因而导致程序混乱。通常的情况是程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或系统失灵。

随着单片机及其接口技术的飞速发展，目前面对职业教育存在的突出问题：质量能力与规模能力不相适应，教学信息化程度低，古老的填鸭式课堂教学模式仍应用普遍，“双师型”教师队伍建设机制缺乏完善性，科学管理水平和改革创新能力就提到了日程，管理制度不健全，学校基本办学规范不健全，科学的职业教育评价标准和评价机制达不到标准，学生成长的“通道”不畅通。

从新的教学要求来看，这类课程仅在课堂上讲授基本原理是不够的，必须在教学中加强实践环节，开出一定数量的高质量的配套实验课活独立的实验课程，让学生有足够的实验机会。那么对于单片机实验教学环境建设就相应提出了高要求。怎样解决这个问题，单片机仿真实验应运而生。

二、“单片机仿真实验”初探

伴随着计算机技术的飞速发展，在各个领域都出现了各种仿真系统，为各种实际系统的开发提供了准确可靠的保证，同时为很多学校、企业等节约了大量的人力和物力。在电子信息技术领域也同样出现了大量的仿真工具，如课堂上用到的各种EDA工具；模数混合仿真的Protel、Multisim等常见的电子应用仿真软件，数字系统设计的Fundation、MaxplusII、Expert等。

所谓“仿真”，就是通过开发工具真实地模拟用户系统的运行环境，使用户能够在透明和可控的条件下观察系统运行过程中的状态和结果，仿真实际上也是一种软件和硬件的综合调试手段，它能提高应用系统开发的效率。

用通俗的话来描述“单片机仿真实验”就是在一块虚拟电路板上按照真实电路的设计构想放置一些虚拟的元器件，并模拟实际烧ROM的过程链接上程序代码，“接通”电路观察效果，如果不理想的话可以反复修改电路或程序代码，直至符合设计要求为止。

仿真实验的好处是显而易见的。在没有仿真实验的年代，每架构一个真实的电路都需要费时费力费钱，稍有不慎还有可能前功尽弃，再加上单片机中的ROM芯片是有擦写次数的，而一段程序可能需要修改擦写多次，无形中减少了ROM芯片的使用寿命。仿真实验是在计算机上进行的（可能会费点儿电），以上问题都不存在，而且就现在的仿真软件来说，仿真出来的电路效果与真实电路一模一样，毫不夸张地说，只要仿真是成功的，就可以直接下工厂的流水线生产了。

三、单片机仿真实验效果

新课程的核心理念是：“关注每位学生的进步与发展，使每位学生在课堂上都能积极主动地参与交流、参与探索、参与汇报，都能动起来，使每位学生都能进入最近发展区，都能有所收获，具有成功感。”为使这一核心理念能得到有效落实，经过近一段时间的教学实践，逐渐发现单片机仿真实验是一种较为有效的教学手段。不仅解决了学生的只学不练的矛盾，也缓解了部分学校的设备建设压力。

首先，学生有浓厚的兴趣。职业学校专业不一样，男女比例天差地别，在上课过程中的反应也不尽相同，但是，由于在仿真实验里所见即所得，同学们学习的热情高涨。仿真实验中减少了实验中实验板，实验内容不能更改的局限性，可以扩展学生的思路和为不同层次的学生提供良好的实验虚拟基地。在教学中，要努力创造适合学生发展的情境，让学生主动发展，关注学生的独特感受，以此培养学生的发散思维。其次，学生可以自行设计实验，锻炼了解决实际工程问题的能力，提高了学生的动手能力。

实验能力和设计能力的培养，也是职业学校学生解决实际问题的能力中较为重要的。传统的实验中往往忽略学生的设计能力，只是一个验证的过程，学生学习的理论无法真正应用到实际的工作实践中，有一些学生有些许的遗憾。采用仿真后，采用建设工程的形式将设计理念融合到软件中，投入少，实际问题却能得到验证和推敲，节省了硬件的损耗。再次，硬件投入少，经济优势明显。单片机的课程除了开设8051系列单片机课程之外，还开设AVR系列与MCS51等系列的课程，三菱、西门子等不同系列和型号的单片机。

要想保证相应实验的开设，必须要有配套的实验系统而且要保证一定的实验硬件设备套数，那么这将是一笔非常大的经济支出。所以这将使单位和企业面临着很大的经济压力，硬件设备的更新和硬件设备的维护等工作。考虑经济和其他方面的种种因素，引入单片机软件仿真系统，就可以大大降低经济的支出，减少硬件设备的购置，同时也大大降低了对硬件设备维护的工作量。为单位和企业减少了不必要的麻烦和经费，缓解了很大的压力。

先通过软件模拟成功后再投入硬件，经济优势明显改善，在传统的实验教学中实验板的投入，接口的投入，系列的不同，仪器的投入等，仅仪器的维护也是非常繁琐的，更何况资金的投入了。因此采用软件仿真，其经济优势很明显。

单片机仿真实验的瓶颈之痛。长时间的课程教学之余，总觉得留下了许多遗憾。虽然单片机仿真实验让笔者和学生们获得了一些成功的体验，但久而久之，也产生了一丝厌倦，毕竟假的成不了真的，整天面对着这些毫无生气的电路图，无法接触电路实物的痛苦与日俱增。

有鉴于此，兼顾教学设备的投资现实，仪器老化问题及国家对职业教育的投入，在下面两个方面学校可以参考改革。

一是改革办学形式。通过“联合办学、合并小的机构、多校共建”等方式推动规模化办学，加强建设，建成规模大、实力强、声誉好的示范学校；组建职教集团，发挥对农村和民族地区薄弱学校及西部的帮扶作用。

改革教学形式，积极采取场景教学、案例教学、项目教学、模拟教学等多种教育教学方式，增强教育教学的实效性和教学形式的针对性。

改革培养形式，深入推行校企一体、顶岗实习、工学结合；改变单一，强调连续学习，为连续学习和分阶段培养相结合，探索以就业为导向的职业人继续学习模式。

创新专业设置。建立专业设置动态调整机制，重点建设面向先进制造业特别是装备制造业、现代服务业、新兴产业的精品专业；加强贴近区域产业、民族艺术、民间工艺等领域的特色专业。

二是创新教学环境。重点建设现代化的专业技能性教室，创设功能齐全、校园文化和企业文化都并存的，紧密结合的教学环境，使学生感受到课堂和企业的文化和专业的融合。改革教学形式，建立导向性的学校评价模式和能力性的学生评价模式；努力探索职业教育质量评价的新措施、新途径，引导学生向更高的目标全面发展。

创新教学方法，强化实践教学的导向性；更新教学手段，构建自己的网络学习的平台，能够支撑随时学习；创设生产实习的模拟现场设置，特别是通过模拟流程、虚拟现实、数字仿真等方式生动直观地展示知识性、技术性和生产服务岗位的可行性。

创新教材的应用能力，开发延伸性、补充性的教辅资料；依托企业研发适应新兴产业、新职业和岗位的校本教材；实现多种教材的立体化融合，使学生用发散的思维去思考问题。

改革队伍建设，聘用企业工程技术人员、有实践经验的行业专家和社会中的能工巧匠等担任兼职教师；落实教师在职进修和企业实践制度的可行性和有效性，加强专业带头人和骨干教师的培养方向和多元化。

改革管理制度，建立多方参与的决策机制和教育教学质量监测机构；创新人事分配制度；完善招生、教学、资助、免费、就业、财务和资产等学校业务管理办法。

虚拟仿真实验系统是单片机教学的优秀实验平台，很好地弥补了传统单片机教学的不足，激发了学生的学习积极性与主动性，提高了教学效果，降低了实验成本，是现代计算机技术与先进的教学理论在单片机教学中的应用，有着广泛的应用前景。

四、结束语

单片机课程实践教学 篇6

关键词：单片机课程；有效教学；项目教学法；任务驱动法；实践能力

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0274-02

目前，单片机的应用已经深入到我们生活中的各个领域。社会对单片机技术人才的需求量非常大，掌握好单片机技术就掌握了就业的优势。但是，很多毕业生缺乏把理论知识转变为实践的能力，难以在工作中解决实际问题，不能满足企业的需求。形成了学生毕业找不到工作，企业却找不到满意人才的不良现象。如何培养出能够适应社会需求的单片机应用型高技能人才，有效教学将成为解决问题的重点。

1 什么是有效教学？

有效教学就是教学活动结果符合预期教学目标、有效率、有效益。就是通过教师的激发，使教学在学生“想学”“愿学”、“乐学”的心理基础上展开，让学生知道“学什么”和“学到什么程度”，采用学生容易理解和接受的教学方式，发展学生的创新思维。

2 单片机课程有效教学的必要性

单片机课程是一门应用性、实践性很强的课程。传统的教学方法是教师讲授为主，学生被动听课，难以激发学生的学习兴趣。传统教学是在学完理论知识后，通过实验或课程设计来达到实践的目的，理论学习与实践练习之间有一段间隔，学到的理论不能及时用于实践；另外，传统的授课方式知识点之间比较分散，学生学完之后没有系统的概念，缺乏贯穿所有知识的主线，不能形成体系，结果只能是纸上谈兵。因此，提高单片机课程的教学有效性，培养学生简单电子系统的设计能力、软件编程能力、器件选择能力，是教学面临的重要课题。

3 单片机课程项目的有效性分析

项目教学法主张先练后讲，先学后教，强调学生学习的主动性、创造性、积极性，学生唱“主角”，老师唱“配角”。单片机课程应首先进行企业行业调研，对单片机技术相关岗位的工作过程与工作任务进行分析，明确课程对应的职业岗位能力，以工作岗位提取的典型真实产品作为载体，将传统课程体系中的知识、技能、素质内容由易到难序化为若干个教学项目，再将项目实施步骤分解成若干子任务。

4 单片机课程项目驱动法的有效教学实践

实际教学中，要理论和实践真正地融合。上课地点设在实验室既一体化教室，教师在仿真设备与环境中演示程序运行，把过程和结果展示在屏幕上，使学生直观地理解教学内容，激发学生学习兴趣，提高学习效率。通过教师的演示，帮助学生理解复杂的程序代码；在产品开发制做的教学环节，由教师指导学生亲自动手进行项目制作。下面以“数字温度显示系统”为例，说明教学的实施过程：

项目要求：以51单片机为核心，设计一个数字温度显示系统，要求采用DALLAS公司生产的数字温度传感器DS18B20来实现温度采集。采用LED数码管显示DS18B20所测量的外部温度，保留一位小数。

教学目标：通过此项目的完成，要求学生掌握数字温度传感器DS18B20的功能和特点以及与单片机的接口电路、掌握LED数码管的动态显示原理，软件方面掌握DS18B20的编程控制以及实时采集温度的显示操作。

项目拓展：学生在完成项目基本要求的基础上，为此系统设计增加温度报警功能，当温度高于某一温度或者低于某一温度时，利用蜂鸣器进行报警。

项目具体实施步骤：（1）项目的硬件电路设计，学生利用仿真软件Proteus进行硬件电路的设计，这个过程可以使学生掌握单片机系统外围器件的接口技术；（2）项目软件设计，利用KeilC51的编译环境为硬件电路编写程序，注重培养学生模块化程序设计的思想，锻炼学生分析问题、解决问题、逻辑思维的能力；（3）软硬件联合调试，将写好并通过调试的程序加载到Proteus软件中，进行联合调试，直到满足要求；（4）实物呈现，当仿真调试通过以后，利用实际器件搭接系统的真实硬件电路，学生在这里更能深刻体会到硬件电路设计、实现的过程，对实际硬件电路的调试，锻炼了对常用仪器仪表的使用，比如：万用表、示波器等，教师要注意引导学生探索电子电路及器件的测试方法和技巧。

项目验收：学生在完成项目之后，要写出项目报告，内容包括项目硬件电路原理图、软件设计流程图，对于项目实施的过程分析，并附带项目的程序代码。

项目考核：教师根据学生完成项目的难易程度、正确性、创新性以及项目报告等，对学生的成绩给出评定。

考核采取过程加终结的方式，过程性考核是以各单元模块训练项目、课程设计项目的完成情况为依据，注重基本知识、基本技能掌握情况的阶段性考核及综合应用能力的考核；终结性考核是期末对全部课程知识与能力的综合测试，采用“考教分离”的考核方式，学生独立完成理论与能力的综合测试达到“教、学、做、评”一体化。

5 单片机课程任务驱动法的有效教学实践

任务驱动法要求“任务”的目标性和教学情境的创建。

使学生带着真实的任务在探索中学习。

实际教学中，首先让学生明确任务内容及要求。任务要具有一定的综合性和实践性，符合学生认知规律。以“模拟交通灯控制”任务为例，要求系统通电以后，十字路口的交通灯按正常的规律变化，按S1键时绿灯（南北方向）放行15s；按S2键时两个方向都是红灯禁行20s；紧急状况优先于特殊状况，时间到了以后，自动返回正常状态。任务明确后，要求学生画出系统框图，尝试绘制程序流程图，并能写出几条主要的语句。要求学生能根据自己的知识积累设计出硬件电路或参考教材中的电路原理。教师应事先演示出最终的实验效果，使学生有直观的体验，并且讲解或提示任务实现过程中的重点、难点和步骤，降低任务的难度，增加学生的信心。前几个任务由教师指导学生完成，后面的任务尽量由学生自己独立完成。教师在任务资料中应给出部分或全部的参考电路和程序，然后再指导学生在模拟软件Keil上进行编辑和编译程序，先用Proteus绘制电路原理图模拟仿真通过，再将程序传到实际的单片机系统中，观察结果。要求学生能根据观察到的现象，发现变化规律进行深层次的分析和思考，总结出新的知识点。教师可以在学生基本掌握任务当中对应的现象与的知识内容后，结合实物电路和虚拟软件进行深入分析和讲解新的知识内容，使学生的知识和技能不断地提高。通过考核评价来关注任务的完成的过程和效果，可以让学生明确工作过程的每一个环节。过程考核大大激发了学生学习的积极性和主动性。

任务完成后，要求学生写出训练报告。主要包括任务的要求、分析、电路、程序、总结等。同时还要规范绘出电路图，写出符合编程规范的C51代码并加以必要的注释。任务驱动法使单片机课程的学习气氛发生了很大的变化，增强了学生的主体意识和团队协作精神，职业能力和创造性也得到了发展，教学的有效性明显提升。

6 结语

单片机技术教学的方法多种多样，教师要针对学生状况，不断变换教学方式，激发学生的学习兴趣，注重理论联系实际，使学生在理解单片机原理的同时加强实践能力的培养。

参考文献：

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007，6.

单片机课程有效教学改革 篇7

第一, 单片机的概念多、专有名词多, 内容抽象, 对于初学者来说难以适应, 由此会感觉入门较难。第二, 单片机的编程语言通常为汇编语言, 指令丰富, 且需要掌握每条指令的操作数来源和目的, 在计算机内部运行的过程和占用的时间与空间。教师单纯地讲授, 即使想象力十分丰富的学生也难以理解, 学生会觉得内容枯燥。第三, 单片机的逻辑性和完整性强, 各部分知识衔接紧密。第四, 单片机课程的图示说明多, 应用程序举例多。第五, 单片机课程综合性强, 涉及内容较多, 涵盖了模拟电路、数字电路、自动控制系统、数学等诸多基础课程的内容。

在长期的教学实践中, 常遇到学生刚开始学习单片机知识时热情很高, 但缺乏很好的学习方法, 后因出现学习深入不进去, 知识点连贯不起来, 学生产生畏难情绪。在学过本课程后, 由于学生缺乏单片机系统设计方面的训练, 往往对单片机在实际工程中的应用一知半解, 对单片机在本专业的应用与研究感到无从入手, 不知如何综合应用所学的知识去解决实际问题, 更谈不上动手能力和创新能力的培养。

基于以上原因, 对存在的问题进行分析, 并根据社会对人才需求的特点对课程内容、教学方式、教学手段和考核方式等方面进行讨论。

1 教学内容存在的问题

大多数大学教材是单片机技术书籍的缩写版, 章节间的联系脱节, 不符合学生的认知规律, 现行教材是按照单片机本身的逻辑规律来编排教材的, 但是教学书尤其是针对强调技术应用能力的教学书, 这样的内容编排不是十分恰当, 可删除已淘汰的技术内容, 如电磁扩大机等。单片机课程内容在教学教案编辑时最好分为两大部分:一部分是基础知识训练模块, 指的是单片机基础知识 (包括数制与数制转换、单片机基本电路、中断、定时、串行及接口等) ;另一部分是综合工程项目训练模块, 工程实际应用 (它包含了软件、硬件的实际问题) 。这部分内容可以锻炼学生根据工程项目要求, 查找有关资料, 学习单元电路的使用方法, 实现功能及性能指标、所需条件;再分析该单元电路在本工程项目中是否有用;协调它与前后模块的接口, 实现硬件、软件的设计, 最终学会按工程要求进行方案设计, 软件、硬件设计和安装调试等。这样能使学生尽快从课堂走向工程实际, 缩短理论与实践的差距, 提高学生解决实际问题的能力, 使学生迅速掌握单片机的设计应用技术, 出校门就能“顶岗”。

2 教学手段

2.1 多媒体教学

单片机课程在整个教学过程中是一个硬件与软件相互结合的学习过程。传统教学老师感觉辛苦而且效果不佳, 学生感觉课程内容太难理解。多媒体技术在教学中的运用和推广, 为单片机课堂教学带来了一场革命, 课题信息量大, 教学内容呈现更快。比如单片机教学过程中的各种芯片的引脚问题, 如果花时间去画出来, 耽搁时间效果也不佳, 而且使授课内容量减少。在教学过程中, 如果用现代教学媒体提供图文声像结合的教学方式, 使得教师在课堂上用语言难以描述或无法讲清楚的问题变得形象、生动、直观、简单, 从而使学生获得较多的信息, 有利于解决重点和难点问题。多媒体教学可以在一定程度上突破时间和空间的限制, 充实直观内容, 丰富感知材料, 能够较彻底地分解知识技能信息的复杂度, 减少信息在大脑中从形象到抽象、再由抽象到形象的加工转换过程, 充分传达教学意图, 并可以通过计算机的丰富表现手段突出教学重点。

多媒体利用视、听、说向学生提供声、像、图、文等综合性刺激信息, 有利于学生注意力的保持。同时, 精彩的多媒体课件也能激发学生的兴趣, 提高学习的主动性, 提高学生学习的积极性, 培养学生的创造力。

2.2 虚拟仿真

单片机课程教学中对典型案例进行虚拟仿真。将仿真引入教学可以使抽象、枯燥的教学过程形象、生动。常用的有Proteus仿真软件。Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。运行于Windows操作系统上, 可以实现单片机仿真和电路仿真相结合。在课程开始利用Proteus演示简单的实验结果, 可以引起学生的学习兴趣。例如基于Proteus虚拟软件仿真平台、VisualBasic、Visual C、虚拟串口以及Labview等软件应用于实践性要求比较强的单片机原理及应用课程的教学中, 进行高精度温湿度监测系统虚拟仿真的开发。虚拟仿真研究一些具有代表性的、能吸引学生兴趣的、日常生活能见到的、与单片机相关的工程项目。教学模式为“教师讲解和仿真演示, 学生主动参与”的教学模式, 真正实现以“学生为主体, 教师为主导”的因材施教模式。

3 调整理论教学和实践教学模式

传统的理论教学方法, 一般是教师在课堂上按知识结构进行授课。实验教学一般是使用教学用实验箱, 学生按照实验指导书给出的接线图、实验方法和步骤连线, 并输入指导书给出的程序代码, 在实验教学系统的特定环境下进行汇编、连接, 然后运行程序, 在PC机上观察结果。这种实验教学的目的和方法缺少培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力的目的和内容, 也不利于进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性, 甚至出现抄袭他人程序和实验报告的不良现象, 与社会所需求的人才不符。

教师要对本课程的教学内容进行全面的整合和梳理, 把教学内容分成若干个教学任务, 每个教学任务又可分为若干个以课题的形式出现的子任务。教师要对现有教材进行整改, 自编适合学生的教材, 强调教学任务的综合性、可操作性及实用性。在设计教学内容时, 特别注重项目实验、基础部分实验, 目的是为了提高学生综合应用所学的知识解决实际问题的能力。实验指导书上仅列出各个项目的背景、任务、要求和原理性的说明, 学生在实验过程中根据所给的任务, 进行自主的硬件设计连线、软件编程及调试并得出最终的结果, 更可给有兴趣的学生提供实验场所和必要的设备及材料。这样可以为学生提供一个能够充分发挥自主性、创造性的学习环境, 使学生从封闭的教学方式中走出来, 建立一个可以留给学生更大思考空间的教学模式。通过开放实验室的做法可以使学生在验证性实验的基础上进行设计性、综合性的实验, 使得自主性的实验变成可能。进行项目导向、任务驱动教学, 提高整体设计、实践应用能力。此类实践提升了学生岗位适应能力, 出校门便能顶岗作业, 提高就业竞争力。

根据现有设备情况, 对学生进行分组教学, 加强学生的现场管理与指导。对学生在学习中碰到的问题及时给予指导和解答。对学生中普遍出现的问题进行集中解答, 对个别有疑问的学生, 指导他们主动查阅参考书, 积极去解决问题, 自主学习。同时, 教师结合一些生产实际的典型、易懂的例子进行解答, 尽可能使每个学生掌握知识点, 达到教学目的。与此同时, 要重视师资队伍建设, 针对在教学过程中的项目化, 结合工程实际的教学, 要经常组织教师到企业参加实践锻炼, 积极参加实验室建设, 提高教师自身的技能水平和业务素质, 为培养学生的技术应用能力打下坚实的基础。

4 改变评价方法, 改革考试形式

传统的评价方法, 大多是考试, 难逃脱死记硬背的现象。导致有学生单片机考试成绩很高, 但不会实际应用。当然适当的记忆还是必要的, 它是理解的基础, 对于记忆的要求应当是体现在日常的教学中或者是阶段性的考查中, 而最终的评价不能以记忆为主。

评价方式多种多样, 主要侧重于应用能力的测试, 结合工程实际问题, 让学生设计单片机应用系统来完成任务, 并且能够简述其设计过程。或者上机调试一小段程序, 给实验板设置一些硬件故障让学生排故等。根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。当然不能忽视平时教学过程中的软硬件分析能力、软硬件调试能力, 综合运用能力, 促进学生全面、综合、协调发展。采取“过程式”考核, 注重教学过程中的考核, 学生的成绩由指导教师根据平时成绩、综合测试和实践报告等按一定比例综合评定, 对思路敏捷, 具有独特创新意识的学生可考虑给予适当加分。

5 效果分析

通过上述的教学改革实践, 充分体现以学生为主体, 应用能力培养为中心的作用, 教师是启发者、引导者、组织者, 不是灌输者。培养学生分析问题、解决问题和创新的能力。提高了学生学习单片机的兴趣和积极性, 调动了学生在学习过程中的主观能动性, 大大提高了教学效果。从毕业生对单片机应用技术研发及相关工作的适应能力、用人单位的反馈意见、校内外教学专家听课后的即时测评等方面来看, 一致认为本次教学改革教学效果非常明显, 该方法有一定的实际意义。

摘要：单片机是机械产品中常用的控制器, 在机械行业得到广泛运用, 因此成为机械专业学生的主干选修课之一。但由于机械专业学生电学基本知识相对较薄弱, 对学习单片机课程均感到内容太多且不易学懂。针对目前的教学现状, 探索多种先进教学手段和教学方法, 对教学内容和手段、考核评价方式进行改革。经过实践, 能有效提高教学效果。

关键词：单片机,实践教学,有效性

参考文献

[1]周鑫玲, 曾周末, 张欣枚, 杨生田.浅谈单片机教学应掌握的规律[J].高等理科教育, 2007, (1) :49-50.

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[4]夏东盛.多媒体技术在单片机教学中的应用[J].科技咨询导报, 2007, (1) :226-226.

[5]欧阳慧平, 张蒂如.单片机应用技术课程教学改革的实践与思考[J].萍乡高等专科学校学报, 2008, (6) :101-103.

单片机课程教学改革探讨 篇8

目前, 单片机的应用已经相当广泛, 在我们身边的很多电子产品中均可以发现它的存在, 而且随着科技的进步, 这些应用日新月异, 创新性也变得越来越强。而单片机作为一门应用性课程进入我们的课堂, 当然也具有应用性和实践性的特点。可以说, 教学中注重理论和实践相结合是这门课程的重中之重, 但是, 在多年的教学过程中, 这一点突出的还是不够的, 有的教师甚至还仅仅停留在一些基础知识和基本原理的讲解上, 而对其应用性视而不见, 这就严重偏离了该课程的主干, 我们在进行单片机课程的教学中通过不断改进教学方法, 以及加强学生课内外的实验能力和应用能力, 特别总结出以下教学方法来提高教学质量。

1 教学内容的改革

长期以来, 在单片机教学中, 该课程常常将一些基本原理及系统各部件作为重点来介绍, 但是却忽略了其系统性和整体性的重要作用。也就是说, 很容易造成只见局部不见整体的不足, 更重要的是这样做还使得学生感觉枯燥无味, 无法形成单片机应用系统的清晰概念, 甚至学习过后依然像没开过该课程似的, 不知单片机究竟是什么。为了克服这些不足的地方, 我们认为非常有必要对单片机课程的教学内容做如下改革。

单片机的课程学习单从内容上, 可以分为两大部分:

第一部分:单片机理论的学习, 内容包括单片机的结构、指令、工作方式、通讯模式等等。因为实践虽然重要, 但是理论学习毕竟是基础, 只是在学习理论的同时必须多讲一些实例, 而不能是光停留在学理论的基础上。

第二部分:课程设计, 这也就是我们通常说的理论结合实践, 具体的做法是, 选择一些与生活贴近、学生感兴趣、有一定的难易区分度的实验项目作为单片机课程设计的题目, 从而使绝大部分学生得到锻炼。这些煅练可以在课堂上, 并且与教学同步, 采用这样的教学体系, 可以使学生建立起单片机应用系统的概念, 由简单的应用到复杂的应用, 使学生的学习由被动变为主动, 应用单片机进行开发的思路逐渐由模糊变得清晰, 逐步掌握单片机开发技巧, 以培养学生独立开发与应用的能力。

2 教学方法的改革

我们始终认为教学方法改革的重点有两个:首先需要打破以前教师完全讲授理论知识的局面, 加强互动性和学生的积极性, 从而增强学生的自主学习能力;其次是通过一些新的教学方法和手段增强学生的理解能力, 真正做到让学生在快乐中接受知识, 巩固知识。

具体的做法是, 在讲解理论知识时, 以一个或几个具体的实验项目为例, 例如设计一个流水灯, 让学生从项目的分析、设计、仿真调试和制作硬件的整个过程中学会应用单片机。在这个教学过程中广泛采用启发式、讨论式、自主式学习法等新方法, 调动学生学习的积极性和主动性, 从而可以提高教学质量。再例如在讲授传送指令时, 在单片机P1口上接八个发光二极管, 我们先分析一下如何让二极管亮灭, 通过分析知道只要给P1口送高低电平就可以实现这个功能, 这里就用到数据传送类指令, 讲解后要求学生编程控制发光二极管亮灭。当学生完成后就会有一定的成就感, 这样学习的兴趣也有了。整个授课过程都是依照这个思路, 用到哪部分知识讲哪部分的知识点。这样当项目完成时, 这门课的主要知识点也都讲授了, 同时学生也主动地学完了单片机课程, 而且掌握程度较好。

在课程设计完成过程中, 由学生提出设计方案;教师组织学生对设计方案进行论证、比较, 确定最后方案, 并且通过引入Proteus等仿真软件对电路进行仿真, 仿真通过进行实际电路的安装调试, 最后撰写课程设计报告。在课程设计指导时, 教师以启发引导为主, 鼓励学生相互讨论, 对实验中出现的问题, 给出解决问题的思路, 不做具体解答和具体帮助, 培养他们自学能力和独立分析解决问题的能力, 使所学的理论知识真正应用到实践中, 在实践中检验理论的正确性。通过课程设计, 一方面有利于巩固理论基础知识, 缩短从理论知识到实际应用的过程;另一方面也可以使学生产生一种成就感, 有利于培养他们的学习兴趣, 增强其创新意识, 提高其实际应用能力。

3 考核方式的改革

通常来说, 考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试, 同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。由于长期以来, 教师和学生都习惯于以讲授和死记硬背的办法来教和学。所以考核的方式, 经常就是教师出一套试题让学生去做, 然后理所当然地以卷面成绩的高低来完全评估学生的学习能力高低, 这样做不仅不能较为全面地考核到学生学习能力, 更是忽略了这门课的重点考核, 也就是实践、应用以及创新的多项考核是重中之重。

因此, 在教学内容和方法得以改变的大前提下, 这种传统的考核方式必然不能适用应用性较强的单片机课程。换句话说, 对这门课的考核方式进行改革具有必然性和紧迫性。

具体做法是:除了传统的考勤、平时作业和期中期末考试的笔试外, 我们着重加强学生实践成绩在平时成绩中所占比重, 而且这个比重我们认为要占较大一部分, 只要学生平时认真参与和注重了这一能力, 就要得到一定的成绩, 对动手能力、应用能力尤其感兴趣甚至做得极好的学生可以得到该项的满分。具体来说又体现在平时实践练习、课堂实践讨论、实验报告、课程设计、期终实践技能测试等方面。总之, 这种新的考核方式更注重实践能力的培养。

4 结束语

通过这几年教学实践, 我们发现采用这种办法不仅可以使学生建立起单片机应用系统的概念, 还可以加强学生的学习兴趣和积极性, 许多教师和学生甚至都认为这种项目实践已经等于或者相当接近真正在企业里做项目, 从这一点来看, 增加学生的实践训练显然增加了他们在今后工作中的应用能力和工作信心。

总之, 无论从教学内容上、方法上还是考核方式上, 单片机课程改革的重点和方向都是为了适应当前发展极快的单片机技术, 只是这种改革方式提高了对教师的要求, 要求教师不仅要熟悉理论知识, 同时还需要具有相当的实践经验和科研能力, 不断学习和了解新的技术应用和创新是一个相当必要的条件。

摘要：长期以来, 单片机教学在理论和实践方面的改革尝试均取得了一定的进步, 但是还存在不少问题, 例如理论和实践结合不强以及在应用上创新能力不足。因此, 着重提出教学中突出以单片机应用系统为主线, 着重培养学生在单片机课程中的创新能力, 并提倡采用EDA等多种教学手段, 以此来突出理论与实践的结合, 同时加强学生应用能力和创新能力的培养。

关键词：单片机,教学改革,应用能力

参考文献

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[6]谈学, 文远熔.单片机课程教学改革研究与实践[J].重庆工商大学学报 (自然科学版) , 2006, (06) .

浅谈中职单片机技术课程教学 篇9

一、掌握学习原因以提高学习意识

单片机具有体积小巧、价格实惠、功能强大、可靠性高等优点, 且已广泛应用到儿童玩具、家用电器、汽车电子、工业控制等产品中。各种用上了单片机的产品, 常在产品名称前冠以形容词——“智能型”, 且随时可以更改芯片中的程序, 对产品起到升级换代的功效。据不完全统计, 我国的单片机产品的年用量已达3亿片, 且以约16%的年增长速度增长, 但这个数据相对世界市场来说我国的占有率还不到1%, 这足以说明我国在单片机应用方面才刚刚起步, 有着非常广阔的前景;固培养单片机技术应用型人才, 特别是在工程技术人员中普及单片机技术知识有着重要的现实意义;同时国家每年都在举办全国中职《单片机控制装置安装与调试》比赛项目;而且现在单片机技术课程已不仅仅在大学的课堂中开展, 在很多中职学校也陆续开设了该门课程, 并成为中等职业学校电类相关专业学生的必修课, 因此, 学习单片机技术不仅是学校为了开设这门课程, 更是为了满足社会发展的需求。所以, 在教学过程中有必要让学生掌握学习这门课程的原因以提高学生学习意识。

二、认识教学不足便于教学改革

在传统的单片机课程教学中, 其中理论教学占据了主要地位。绝大部分理论教学是在教室中完成, 以单片机结构为主体, 讲授单片机的硬件结构、编程软件、编程指令、系统扩展和外围器件的应用理论, 再根据实际情况相应讲授一些简单实例程序。虽然这种教学方法的结构比较严谨, 内容比较全面, 但是存在与实际应用脱节的现象。教师过分注重按照教材来组织教学, 且在教学过程中单纯的对单片机的理论教学过多, 而轻视了实际应用能力的教学, 导致学生感到学习比较枯燥, 逐渐失去了学习的兴趣。其考核评估方面较多中职学校主要还是以笔试为主, 对于单片机技术课程这种应用性较强的课程, 单纯的依靠笔试作为考核评估是无法全面地、客观地掌握学生实际学习情况。因此中职学校就深刻认识教学不足便于教学改革。

三、调整教学模式提高教学质量

根据社会发展对单片机技术人才的需要, 中职学校作为培养技术型人才的机构之一, 对于单片机技术课程现行的教学模式存在一定的不足, 可以适当调整教学模式以提高教学质量, 我认为可以从以下几个方面进行调整。

1. 根据教学对象安排教学内容

通过我市中职生源的情况分析, 中职学生的基础总体偏差, 分析解决问题、抽象思维能力薄弱, 学习兴趣不浓且持续时间短。通过近几年的观察得知, 大部分中职学生对理论性的知识感到枯燥无味、难学;对实践性的知识兴趣较为浓厚, 当每完成一个教师指定的任务颇有成就感, 同时对完成任务所需的理论知识掌握层度较深。根据这一现象, 可以打跛传统教学内容所用到的教学模式, 做到在实际操作中学习理论知识, 把理论知识应用到实际操作中。那么, 在单片机技术课程教学过程中, 可以把理论知识讲点应用到实际操作任务过程中。由于中职学生基础较差, 在教学内容上应该由浅入深, 递进的关系进行, 让学生逐渐自己能独立完成一些任务, 拥有成就感, 对这门课程产生兴趣以提高教学质量。

2. 选定合理教材便于教学实施

目前较多中职学校所使用的教材比较注重程序程序设计语言、程序、编写技巧的讲解, 但是如果不结合实际硬件、电路原理讲解, 学生很难将教师所讲知识的重点理解和掌握。因此, 单片机技术课程教材的选定要看教材内容是否按照“够用、适用、实用”的基本原则进行设计, 是否从实战出发来设计和完善那些与实际紧密联系的实训项目。通过实训项目任务可以采用一些全新的教学方法 (如任务驱动法、项目教学法、头脑风暴法等) , 打跛传统课程体系不管硬件结构、编程语言学习的先后顺序, 将传统教材整体性的知识结构分解成一个个项目所需知识点, 将为了完成一个项目所抽取每个部份的不同知识点加以组合, 便形成一个新知识框架体系。这样学生即便只完成部份项目, 也可以去做一些程序。同时也通过这种方式将学生感到比较困惑困难的知识进行分解, 相当于把一个较高的台阶变成若干个低的台阶, 让学生在理解硬件原理的基础上充分发挥学生的主观能动性, 同时能让学生独立完成所需器件或者模块的选择、编程的思路和软件程序的调试等, 更深刻地掌握单片机的运行原理, 从而提高学生的学习兴趣便于教学的实施。

3. 客观评估准确体现教学效果

随着教学改革的深入开展, 科学评价方式准确评价学生的学习情况是改进教学工作的基础, 根据实际教学情况调整对学生能力考核的方向也是非常有必要的。传统评估方式在较大程度上只考察了学生对知识点的记忆能力, 难于考查学生的逻辑思维能力、分析问题能力和解决问题能力。因此在制定评估标准时, 可以把实际应用能力的测试作为一个重要的内容。利用项目完成情况与知识问答相结合, 作品展示与作品讲解相结合。这样能够全面地考查学生的对基本知识应用能力、动手能力、分析和解决问题能力及语言表达能力, 同时可以让学生参与互评, 在互评的过程中得到学习, 使评估更加客观更准确体现教学效果。

最后, 由于单片机技术的迅速发展, 单片机课程又是一门与实践关联性很强的课程, 所以需要教师在教学过程中很好地将理论知识与实际应用知识相结合并传授给学生, 挖掘现行教学模式中存在的不足, 努力探索能更适应当前教学对象的教学模式与方法, 提高该门课程的教学质量, 培养出更多的技能型人才, 以满足社会发展的需求。

摘要：单片机技术课程是一门与实践关联性很强的课程。本文从分析当前中职学生为什么学习单片机, 单片机课程教学中存在的不足及调整教学模式提高教学质量出发, 浅淡单片机技术课程教学, 以适应新形势下社会发展对技能型人才培养的需要。

关键词：中职学生,单片机技术课程,教学

参考文献

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中职单片机课程教学改革研究 篇10

一、中职学生在单片机学习中存在的问题

1. 学生自身的原因,使得单片机学习难度大

目前,各中职学校的学生有的存在“三差”,即成绩差、自主能力差和行为习惯差。有的中职学生由于学习成绩差,而进入中职学校学习,大多被家长和学生本人看成是“无奈的选择”。因此,进入中职学校的学生,学习目的不明确,情绪不稳定,没有学习兴趣和动力,自觉性不强。由于这类学生长期以来,学习没有好的基础,学习习惯没有养成,缺乏自信,在上课的时候,不主动参与。作业中有抄袭现象,不能主动地融入课堂中,学习处于一种比较被动的地步。面对这类学生,要想让学生学好单片机课程,难度是可想而知的。

2. 单片机课程本身学习难度大

单片机是一种综合能力的反映,它体现了学生软件、硬件知识的基本功以及解决问题的能力。在单片机教学中,由于中职学校没有开设计算机组成原理、程序设计等相关课程,在学习单片机的I/O口、指令、寄存器等相关概念时,学生难于理解,对程序设计中相关问题的算法无法理解。另外,对于大多数中职学生来说,他们中的大部分人在义务教育阶段外语、数学等科目成绩很差,加之指令助记符等知识记忆量较大,所以学生普遍反映学习难度大。

3. 实训教学难度大

单片机教学既要有理论知识的学习,也要注重实训教学。在实训教学中,单片机程序的录入错误、算法错误、硬件连接错误等,都会成为学生实训中的障碍,学生在实训过程中,遇到问题如果不能及时给予指导,会影响实训教学效果。另外硬件在实训过程中因为操作不当、大量损坏等原因,常常出现一些意想不到的后果,为实训教学的组织和管理带来较大的难度。

二、中职单片机课程教学改革

1. 培养学生学习兴趣

由于中职学校学生成绩普遍较差,大多学生长期接受的批评多,得到的鼓励少,学生缺乏自信,对任何科目的学习都缺少兴趣。学习兴趣是最好的老师,学生一旦有学习兴趣,学习就会化为学生自身的动力。如何激发他们的学习兴趣,是搞好单片机教学的第一步,也是最重要的一步。培养学习兴趣可以从以下几方面进行。

(1)帮助学生确立正确的学习目标。中职学生由于学习成绩差,专业课教师要充分利用专业课的优势,帮助学生确立正确的学习目标。学习目标分为短期目标和长远目标,在单片机教学过程中,通过短期目标的实现,提高学生学习的积极性,并逐步实现长远目标。在单片机课程教学的第一课,让学生知道生活中随处可见的单片机应用:电磁炉、微波炉、遥控电扇、洗衣机、空调、电视机等,体会单片机的应用之广;通过新闻、工厂生产过程的视频了解单片机在现代工业中的应用;通过近几年单片机技能大赛参赛视频了解各学校的学生参赛情况和对单片机课程学习的体会,让学生从身边找到学习的榜样,并确立自己的学习目标。

(2)以爱孩子之心爱学生。中职学生很多是问题学生,在家长眼里,孩子进入中职学校是无奈的选择,一方面是让孩子长身体,一方面还是想通过学校和老师的教育培养孩子的性格,让孩子学会做人,对孩子的学习成绩没有太高的要求。这样的孩子很多缺乏自信,个别孩子性格孤僻。由于单片机课程最容易实现丰富多彩的实验效果,如流水灯、电子钟、电子密码锁、红外遥控开关、LED电子显示屏、电梯控制等,通过实验项目激励学生的求知欲望,培养他们的探索精神。在教学过程中,老师应更多地关爱他们,鼓励他们,像对待自己的孩子一样有耐心地对待他们,学生自然会跟老师配合,良好的师生关系让学生更愿意学习。经验证明,做学生的良师益友,更能激发学生的求知欲,让中职学生找回自信,学会学习,快乐学习。

(3)从生活中获取实验项目。传统单片机课程很多教学项目与生活实际相去甚远,在单片机教学开始,很多实验项目可以来自生活实际。如流水灯项目、电子密码锁、遥控密码锁等。这些项目的实验来源于生活,也可以应用于生活。在实验过程中,可以建立模型,实现教学项目在生活中的应用,让学生体会单片机应用无处不在。学生掌握了单片机技术并能把它应用于生产、生活实际,不仅能让学生就业,更能让学生体会到对单片机技术的研究是一个非常适宜的业余爱好,让他们进一步树立学习目标。

(4)逐步培养自学能力。学生进入中职学校以后,除了思想品德教育、行为习惯的养成教育、专业知识传授、专业能力培养外,其中一项重要内容是学生自学能力的培养。因为中职学生学习基础差,教师不可能把学生所有欠缺的知识都补上来,也不可能把所有专业知识都传授给学生,而学生毕业走向社会后,要把所学的知识用于谋生,还有很长的路要走。所以,在单片机教学的过程中,项目确定后,有些知识要求教师补充,有些知识要让学生自己去搜集,指导学生如何利用图书室和网络搜集相关资料,并及时对完成的项目编写总结材料,对已完成的项目,进行适当的拓展,添加新的功能和要求,在实训时让学生自己验证,不断提高学生的自学能力。

2. 运用项目教学法和分层分组教学

传统的单片机教学,通常是以理论课为主,实验课为辅。由于中职学生的学习基础差,没有计算机组成原理、计算机程序设计等知识,繁杂的单片机理论会让学生一头雾水,会让学生一开始便产生厌倦情绪,教学效果不能保证。实践证明,在单片机课程教学中,运用项目教学法能克服传统教学法的不足,取得较好的教学效果。项目教学法是指学生通过完成项目达到学习知识的一种教学方法。在教学过程中以项目为主线,学生按综合能力分成小组,各组按综合能力搭配有好、中、差学生,各小组平均能力相当,各小组有组长,负责带领小组完成相应学习任务。各小组在学习过程中,由能力较强的学生带动能力相对较弱的学生,互帮互助,形成合作的学习小组。每个项目完成后,对小组完成情况进行成绩评定,各组从项目最终效果、项目分工、各组成员的合作程度、组内成员的进步情况等方面进行打分,对各组的成绩进行排名,对项目完成较好的小组给予表扬。这样,在学习的过程中,既培养了学生的合作意识、竞争意识,也培养了他们的团队意识。实施项目教学法,主要注意以下几个环节。

(1)项目难度适当。项目的确立要充分考虑学生现有的知识水平和认知特点。项目过难,学生不能完成,会打击他们的积极性。项目太容易,学生轻易完成,不利于培养学生的创造能力。项目的确立要与教学内容一致,根据学生的实际水平来控制项目的难度,各项目之间有一定的关联,让以前学会的知识能为后续项目服务,学生在学习过程中,就会对已有知识进行再现,同时会因为知识点之间的连贯性,让学生形成整体的知识结构,学生学得的知识更牢固,更懂得综合运用。

(2)项目进度安排要合理。在单片机教学过程中,项目确定后,要对学生补充哪些知识点,老师要做哪些工作,学生要做哪些工作,哪几节要上理论课,哪几节上实训课,每阶段的实训课要达到什么目标,在确定项目时,要做好计划,让学生也明白该项目要用多长时间,按照什么流程执行。一个项目的推进是有计划和有序的,让学生在项目实施的过程中逐步养成程序化处理日常工作的能力。

(3)做好项目实训过程指导。我校在单片机实训中,用的软件有keil c、Proteus、万利仿真器配套仿真软件Med Win。因为Med Win是中文操作界面,在初学单片机时,用Med Win进行程序的录入、编译和连接仿真器仿真。通过仿真器仿真调试,程序执行过程可以单步运行、设置断点、变量和特殊寄存器状态跟踪。在调试中体会程序运行流程和设计思想。当学生对单片机的硬件模块熟悉后,可以采用Proteus软件仿真和实际硬件平台实训相结合的方式实训。因为Proteus软件中仿真电路修改更灵活,不需要焊接硬件电路,在keil c软件中编写的程序经过编译连接生成HEX烧写文件后直接加载到Proteus软件仿真电路的单片机中,运行仿真就可以看到效果。这种实际硬件平台和Proteus软件仿真相结合的单片机实训方式,大大提高了实训教学的效率和项目训练思维拓展的空间,培养学生单片机程序设计能力。

(4)做好项目评价。由于采用分层分组教学,各组的综合能力大致相当,一个项目完成后,采取组长汇报学习总体情况,各小组主要成员谈学习体会,一个小组项目完成情况由其他小组打分取平均值方式计入该小组的项目得分,教师给予指导,项目评价体现学生的主体地位,尽可能做到公平、公正、客观。评价中主要以项目完成的过程及结果为主,兼顾学生的创新能力,以对进步大的学生为该小组另外加分的方式进行鼓励。

(5)通过竞赛活动促进学生对已学项目的巩固和拓展。单片机教学过程中,每个月或每几个项目完成后,对学生已学过的项目,适当增加功能、限制条件等对项目进行拓展,组织学生竞赛,让学生在比赛中检验项目学习情况。教师根据学生对知识掌握情况,改变项目难度和推进步骤。对学生没掌握好的项目,可以再补充相近项目,加强相关知识的掌握。

(6)编写项目总结。项目完成后,要求学生编写项目总结,通过编写项目总结,训练学生专业写作能力,养成对已学知识归纳总结的习惯。项目总结中各小组发言交流,语言表达能力也得到了训练。

实践证明,项目教学能够提高学生学习积极性、参与意识、团队合作意识。以项目为主线,把相关知识融入到项目教学中,学生学习轻松了,知识掌握牢固了。项目进行过程中,学生通过自己搜集资料、讨论程序算法,学生的自学能力得到了提高。在项目评价过程中,学生通过写项目总结,学生的专业写作能力得到了提高。

近年来,国家大力发展职业教育,各中职学校的教师大部分都参加了国家级培训、省级培训,各市成立相关专业中心教研组。通过各级培训和专业教研活动的开展,中职学校的教师开阔了眼界,业务素质大幅提高。同时,国家大力支持各中职学校的实验室建设,各中职学校都建有规格较高、专业较全的实验室,实验条件大大改善。

总之,在单片机课程教学中,教师相当于导演,学生相当于演员,每个项目相当于一场演出,演出成功与否,与教师的“导演”密切相关。现代的职业教育大有可为,也大有作为,中职学校的教师要紧跟时代步伐,不断适应新时期对技能人才培养的规格要求,改进教学方法,为社会培养更多、更优秀的技能型人才。

摘要：从中职学生的现状分析入手,探讨如何培养学生学习单片机课程的兴趣,如何使用项目教学法结合分层分组教学来优化课堂教学,能够提高学生单片机项目综合设计应用能力,切实提高单片机课程的教学效果。

高校单片机课程设计教学方法探讨 篇11

摘 要： 单片机原理是一门实践性很强的课程，单片机课程设计是实践教学中极其重要的一个环节。单片机课程设计能提高学生的实践能力、创新意识和团队协作能力。本文在分析单片机课程设计教学现状的基础上，对课程设计选题及学生分组、教学实施过程、考核方式等做了教学改革探讨。

关键词： 课程设计 教学改革 实践能力

单片机技术目前已广泛应用于自动控制、智能仪表、家电、机电一体化等领域。单片机是工科专业的专业基础课，是一门工程实践性很强的课程，课程设计是单片机实践教学过程中最重要的环节。单片机课程设计是培养应用型人才，帮助学生树立实践观念，培养学生发现问题、分析和解决实际问题的能力，启迪学生的思维，提高学生综合分析能力的重要途径。

一、存在的问题

1.实施方案陈旧。传统的课程设计注重理论验证，设计过程是老师给出设计思路，学生按照老师的方案和课本已有资料进行设计，最终造成学生对单片机系统设计过程不能深刻理解，严重束缚学生创新才能的发挥。

2.题目选取问题。很多高校的设计题目多年来一直不变，在这种情况下，部分学生的任务完成就是直接向高年级学生索要相关资料。还有的学校题目完全由学生定，题目选的过于简单，甚至选取教学中的例程。这两种情况都无法达到课程设计的真正目的。

3.硬件开发环节依赖试验箱。某些高校采用高度集成的单片机试验箱进行课程设计，试验箱功能强大，集成度高，用户通过简单连线可以完成实验，不利于学生单片机应用开发能力培养。

二、教学改革探索

1.课程设计选题。课程设计中，题目的选取非常关键，一方面要使提供给学生的题目难易适中，让学生能够及时完成任务，另一方面选定的题目要具有科学性和新颖性，能够激发学生的学习热情。考虑以上因素，我们一般采用两种方式：第一种是老师精心挑选题目，并说明要实现的功能；第二种是让学生自拟题目，可以根据自己兴趣拟定课程设计题目，然后与指导老师协商讨论后确定。

2.学生分组。学生三人一组，以强带弱，分工合作，每人负责一个方向：一人负责硬件，一人负责软件，另一人负责报告的整理和撰写。小组还要对项目进行评估和检查，采取组内合作模式，充分调动每个学生的主观能动性，培养学生的团队协作能力。

3.课程设计实施过程。（1）课前准备：指导老师简单讲解单片机理论教学中没涉及的但与课程设计相关的理论，同时介绍课程设计步骤和模块化设计方法。学生根据项目需要深入了解相关器件使用方法。（2）资料查阅：鼓励并指导学生通过各种途径，如图书馆资料库和互联网等查找与项目相关的资料，确定最佳设计方案、最重要的是单片机选型，主要考虑单片机所能提供的资源，比如单片机速度、输入/输出端口资源、低功耗和实现难易等因素。方案如果把握不准，可与指导老师讨论，修改后确定方案。（3）Proteus仿真软件的应用：对初学者来说，如果按照传统单片机系统设计流程制作硬件，经常会出现需要重新更改设计方案、重新购买元器件并重新焊制电路板等情况。这样不但会浪费时间金钱，而且会挫伤学生的积极性。为解决这个问题，可以引进Proteus软件对单片机电路进行仿真分析。在Proteus环境中软硬件联合调试通过的情况下再购买元件并焊接。（4）单片机硬件电路的制作：各小组根据确定方案及仿真效果，选择元器件，列出详细元件清单，并自行采购。然后在Protel中设计完整原理图，生成PCB图，进行纸板和元件焊接，最后进行系统调试。

4.考核方式。考核是检查学生学习效果的一种方式。在实际操作中，可将考核分为平时成绩、调试成绩、答辩成绩和报告成绩几部分。平时成绩考核学生查阅资料、分析整理、工具使用熟练程度等能力。调试成绩考核学生仿真和实物调试，并与预定任务目标相比较而给出成绩。答辩部分反映学生对课题理解程度，针对课题设计中关键问题进行提问。报告部分主要从内容和格式进行评价，包括设计方案合理性、文字叙述条理性、排版规范性等。

三、结语

单片机课程设计注重培养学生的实践动手能力和自主思考能力等，为毕业设计和将来工作打下良好基础。培养学生单片机实践能力是一个长期而复杂的过程，需要不断积累经验，进一步完善培养方法和措施。

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[6]石莹.高职高专院校单片机实践教学改革[J].信息系统工程，2009，11.

基于实验平台的单片机课程教学 篇12

（一）模拟实验平台的建立

近年来，随着FLASH型单片机的广泛应用，采用软件模拟加写片验证成为一种经济实用的实验方法。要使学生能够真正掌握单片机技术，需要他们亲自动手焊制单片机实验板，亲自动手烧录程序，而且实验过程不能复杂，通过亲自做实验，把课堂上学习的概念性知识转换成视觉可以观察到的物理现象所发生的各种变化，提高学生的感性认识和激发他们学习的兴趣。下面是广西理工职业技术学校在教学中单片机模拟实验平台的建立：

1. 合理配置公共实验平台。

过去的单片机实验设备，主要以专用的单片机开发系统为主，投资较大而设备的利用率低(中职教学很多功能没用上)，编写程序和修改程序很不方便，对初学单片机的学生来说很难掌握复杂的操作界面。由于以上种种原因，教学单位常配置为数不多的单片机开发系统，因此，学生上机实验受到了极大的限制，很难达到理论课与实验课“交替”的教学效果(实验课无法与理论课同步)。广西理工职业技术学校使用30台电脑局域网连接(和PLC实验共用)，每台电脑配置一个TOP853编程器，采用MedWin仿真软件和TopWin烧写软件，不算电脑费用，每个工位330元就可以开展单片机实验!TOP853编程器体积小巧，采用USB通用串口与PC机连接通信，传输速率高, 抗干扰性能好，可靠性能极高，特别适合烧写各种电擦除器件。MedWin仿真软件和TopWin烧写软件，全中文界面，操作方法简单易学，学生很容易就掌握了单片机的编程→汇编→固化等等操作界面的使用，大大提高了单片机的实验教学效率。

2. 配置学生专用的单片机模拟实验板。

单片机实验板是单片机实验板是单片机教学中每个学生的必备学习工具，由学生自己购买散件组装一块带LED(发光二极管)的单片机实验板(参考价20元)，如图1，人手一套，单片机实验板是一块由89C51单片机和32只LED组成的发光条(发光二极管)及两组三极管输出驱动电路组成(一组驱动0.25W扬声器，另一组驱动5V微型继电器)，原理图如图2，让学生第一时间感受到单片机系统是怎么样的，如何进行工作的。其它实验板，如点阵实验板(参考价20元)、单片机控制强电实验板(参考价80元)等由实验室自行设计组装多套，供学生使用，总价格还不到一个单片机开发系统实验箱!这样，人人拥有实训设备，大大缓解中职扩招而造成的实验资源紧缺的压力，实训空间得到了无形的拓展。

（二）根据模拟实验平台，选择适合学生学习的知识点

单片机技术是一门比较难学的课程，它包括了数字电路技术、模拟电路技术、传感器技术、通讯技术、计算机硬件接口技术、计算机软件编程技术等等基础知识，众多的相关内容，对中专层次的学生是难以接受的。根据广西理工职业技术学校多年的单片机教学实践，中等职业学校的培养目标制订在初级目标较为合适，简述如下：掌握通用型MCS-51单片机的基本结构(主要是单片机的内部ROM和RAM及管脚功能和定义);掌握单片机的最小硬件设计系统(单片机最少需要连接几个外围元件才能正常工作);初步掌握单片机的程序设计(利用汇编指令系统进行模仿性编程、程序的烧录)。掌握了单片机以上三个方面的基础知识，学生基本上可以独立的承担单片机系统的维护。

（三）改革教学方法，合理安排授课内容

传统的单片机教学，均是以单片机的结构为主线，先讲单片机的硬件结构，然后是指令、编程、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，中等职业学校的学生普遍感到难学，一个从未接触过计算机结构的人，甚至数字电路也是刚刚接触的人，要他去理解单片机内部结构，这实在是不容易。以8051系列单片机为例，它是一种大规模的集成电路芯片，具有111条汇编指令系统。许多单片机教科书都是按照内部结构→指令系统→设计实例进行逐步介绍，在讲解单片机内部硬件结构和指令系统的理论概念时，只能按照硬件等效框图、指令书写格式、使用文字说明方法表达它们的功能及作用，当8051单片机的111条汇编指令学完后，学生还是没有弄明白MOVP1，#00H和MOV P1，#0FFH怎么就能使接在单片机P1端口的8只LED点亮或熄灭，如果学习中出现的问题太多，而又没有得到及时解决，学生就会丧失学习单片机技术的信心，也就越学越没有兴趣。基于这种情况，在教学中尝试职业教育倡导的任务驱动教学法。任务驱动教学，就是突出实践在课程中的主体地位，用工作任务引领理论，使理论从属于实践。主要的教学思路是以任务为教学单元，打破原有界限，不管硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部分知识分解成一个个知识点，为了完成一个任务抽取每个部份的不同知识点，加以组合。

1.

以多种形式的点亮LED灯为学习任务，配置为完成该任务而必须掌握的指令、硬件结构知识、软件操作知识等，学完这些知识以后完成该任务，然后较为系统地学习一些硬件结构知识及常用指令，通过这种方式将学生普遍感到比较困难的该部分知识分解，把一个高的台阶变成若干低的台阶，使得学习者从一开始就能体会到成功的喜悦，有利于学习的顺利进行。

2.

用单片机控制点阵动态扫描显示字形，在单片机P0口和P2口分别接入一只8×8 LED点阵显示屏(列共阴极、行共阳极显示屏)，在P0口接入显示屏的8列管脚、在P2口接入显示屏的8行管脚，如图3。采用动态扫描显示方式在显示屏上显示字形为学习任务，让学生很直观地学习查表，调用延时子程序等相关指令。

3.

用单片机模拟音频信号输出，使用图1单片机实验板中音频信号驱动电路，其中三极管驱动电路如图4，以单片机模拟警笛音频信号输出、单片机模拟消防车音频信号输出和用单片机模拟音阶音频信号输出(单片机音乐编程)等为学习任务，让学习在快乐、有趣中学习单片机相关指令。

4.

用单片机控制改造继电—接触器控制系统，通过单片机控制继电器电路板，以电力拖动控制线路基本环节为任务，如电动机正反转控制、星—三角降压启动及多台电动机联锁控制等，配置为完成该任务而必须掌握的指令、中断、定时器及查表程序的应用，为学生搭建弱电控制强电的桥梁，如图5为用单片机控制电动机星—三角降压启动控制I/O硬件接线示意。以往单片机教学就是写汇编语言，枯燥无味，现从实际应用的角度来学习单片机，而且是学生正在学习的感受较深的电力拖动控制中的应用，通过横向联系、比较学习，加深对电力拖动控制线路、PLC控制和单片机控制的理解。

唯有实际地做了才能学得更多，通过建立单片机模拟实验平台，拓展了实训空间，让单片机技能实训能人人参与。

摘要：《微机控制技术及应用》 (单片机技术) 是中等职业学校“机电技术应用专业”的主干课程, 单片机难学难教在中职教学中尤为突出。通过单片机模拟实验平台的建立, 提出实验设备、教学内容、教学方法三位一体的解决方案, 探索适合现代职业教育的新路子。

关键词：单片机技术,任务驱动教学法,单片机实验

参考文献

[1]姜大源.单片机技术[M].北京:高等教育出版社, 2005.

[2]周坚.单片机轻松入门[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.