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浅谈技职校单片机教学改革

摘要:单片机课程是技职校电气工程及其自动化专业的重要课程，具有较强的综合性、实践性等特点。根据目前技职校单片机课程教学现状,针对现行单片机教学和应用中存在的问题,结合本人多年的教学经验，提出了几点关于单片机教学改革的方案。
　　关键词:电气工程及其自动化;单片机教学；教学改革
　　
　　引言
　　
　　单片机经过了多年的发展,在性能上有很大的进步,在型号上发展到上千个种类,已经广泛应用到社会的各个领域,
　　单片机课程是高职电气工程及其自动化专业的重要课程,但是相比之下,单片机的教学在很多方面沿袭普通中学常用的以教师讲授知识为主的教学模式,强调理论知识体系的完整性、严密性。而对于与实践相关联的理论知识的学习正是高职学生的弱项, 传统的单片机教学是以单片机的知识结构为主线,把单片机知识系统分成硬件结构、指令系统、软件编程、单片机系统的扩展和各种外围器件的应用。授课的顺序是硬件结构→指令系统→软件编程→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。

按照此种教学结构,学生普遍感到难学,导致大多数学生存在着厌学情绪,使得老师抱怨现在的学生越来越难教了,学生抱怨老师讲的理论知识枯燥乏味,什么都没听懂,如此形成了一个恶性循环。如何让基础比较薄弱的学生较好地掌握单片机技术是当前单片机课程面临的一个急需解决的问题，显然传统的以教师讲授为主的教学模式肯定不能适应单片机教学的需要,必须转变教学方法。根据目前高职单片机课程教学现状,针对现行单片机教学和应用中存在的问题,结合本人多年的教学经验，提出了几点关于单片机教学改革的方案。
　　单片机教学改革方案
　　
　　一、兴趣驱动法
　　
　　上已述及按单片机体系结构授课存在很多问题，会使学生入门学习望而生畏,严重挫伤了学习兴趣和热情，不利于单片机教学。兴趣是最好的老师，因此，激发学生学习单片机的热情是单片机教学改革的首要任务。单片机的广泛发展有利于单片机的教学，教师可以充分利用这一资源优势，在第一次课的绪论中,可以简要列举大量图文并茂的应用案例，尤其是学生生活中常见的，如智能手机，重点介绍单片机的发展前景，此外还可以把“新颖60 秒LED 旋转电子钟”、高精度程控函数信号发生器”“等作品的实物,带进教室,并简要介绍它们的工作原理及应用,创建一个学习单片机课程不但有用而且有趣的情景，从而激发学生入门单片机学习的兴趣。单片机的种类很多[1],有51系列、PI C系列、AVR系列等,还有更高级的AR M 系列,在介绍单片机种类的时候必须提醒学生不要学太多种类的单片机,学精一个,触类旁通,无非在定时器和寄存器上有所不同罢了。强调学生从51着手,51是入门级的芯片,是初学者练手比较好的类型,这样可以让学生少走弯路，增强自信心，增加学习积极性。
　　
　　二、任务型教学法
　　
　　“任务型教学法”最早是20 世纪80 年代外语教学法研究者和第二语言学习研究者在大量研究和实践的基础上提出来的有重要影响的教学方式。教师围绕特定的交际目的和语言项目,设计可操作性强的、任务化的教学活动,学生通过多种语言活动完成任务,达到学习语言和掌握语言的目的。近年来,在一些专业技术课程中也不断引入此种教学法,因此，单片机教学中引入了“任务型教学法”或许是一种不错的选择。首先根据每一课学生应达到的层次,确定教授的知识、技能,并以此来设计任务。以“任务”为核心组织知识点,主要通过在本课题组使用的实验板上完成这一任务来实现学生对所学知识点的掌握和技能的培养。例如:在讲授“单片机内部结构”这一部份的知识时,可以制定这些任务:自制单片机实验电路板、单灯发光、单灯闪烁、流水灯、,所需的知识有:硬件连接图(最基本的单片机接线加P1.0 接一个发光管和一个限流电阻),若干条指令(CLRP1.0和JMPMYM),编程器的使用[2]。这些知识都是陈述性知识,学生很快可以接受和掌握。学完之后,要求学生动手将自制的实验板上的LED点亮,每个学生都可以完成。完成之后,让学生思考,在P1.0边上的P1.1等引脚是否可以用同样的方法点亮,这一任务完成后,再完成单灯闪烁任务。这一任务中,多出几条指令(LCALL DJNZ 等),其操作与前一任务相同,学生完成也没有什么困难。这样逐一完成各个任务,并在各任务间穿插一些单片机内部结构的知识介绍。通过完成这些任务,不但能激发学生学习该课程的兴趣,调动学生学习的积极性,让学生深刻理解单片机I/O端口结构及输入、输出应用特点,一些硬件连接能力,汇编语言和C语言的程序设计、调试能力等,而且能培养学生的实践能力和创新设计能力。在这些任务完成以后,学生对于单片机内部的CPU、I/O 结构等已经很熟悉了,同时,这为后续学习“指令”这一部份内容打下了良好的基础。
　　
　　三、项目实践驱动法
　　
　　以项目实践为教学单元,打破原有界限,不管硬件结构、指令、编程的先后顺序,将各部份知识分解成一个个知识
　　点,为了完成一个项目任务抽取每个部份的不同知识点,加以组合,完成第一个项目任务就能清楚单片机的开发过程,完成第二、三个项目任务,就能自已模仿性地编出自已的程序,使得学习过程是一个不断成功地完成基础上任务的过程。当所有项目任务全部完成,知识点就全学完了。即便只完成部份项目任务,也可以去做一些程序了，实践证明并没有必要学完全部知识才可以去做开发的。 　　四、其他辅助教学方法
　　
　　（一）组建单片机兴趣小组
　　在单片机课堂教学之后，课程项目或者任务是对学生初步完整实施单片机应用系统开发的一次集中训练。进行课程项目或者任务时，教师把分析解决问题的主动权交到学生的手中，以学生为主体提出解决方案，教师进行审查，提出修改意见。教师主要对方案的可行性进行把关，具体的软硬件调试工作全部由学生动手完成。有条件的学校可以配制专门的指导教师实施专题兴趣小组教学，在每一学期对小组成员进行较综合应用课题的研究训练，含模拟、数字电路及单片机应用系统等方面的内容。要求小组成员每学期初接受研究课题，学期末提交研究实物和研究报告等文档资料。在后续的教学中，引入目前单片机仿真性能优越的P R O T E U S 软件应用内容[3]，使学生能够将单片机实物制作和“软仿真”开发有机结合，对使用单片机仿真器调试系统的方式进行有力的补充。这样，学生掌握的开发手段将得到扩展，必将会大大提高本模块的教学效果。兴趣小组的教学在时间的切入上和课堂内的教学可以相互衔接，这样学生能够带着问题投入到课堂教学中，同时能够起步实际应用所学知识。对学生有较好的锻炼和提高作用。
　　（二）案例教学
　　选取大量直接来自于工程实际,亲身实践过的应用案例,要讲清楚开发时所面临的问题及其解决方法，增加案例开发过程中相关趣味故事，激发学生的求知欲，调动其积极性。
　　（三）充分利用网络资源
　　充分发挥校园网的优势,培养学生自主学习的能力,可以把课程教学大纲、电子教案、教师精心制作的教学课件等教学资源上网供学生自学,并利用电子邮件、校网站的交流园地与学生进行课外交流,为学生答疑解惑,为学生提供了更为广泛的沟通渠道与环境。鼓励学生登陆单片机发展和技术相关的热门论坛，提高学生交流能力，扩展学生单片机知识面。
　　（四）灵活的教学大纲
　　单片机技术在不断发展,其应用也在不断的变革,市场的需求就是企业的需求,也是我们培养学生的需求,为此我们要根据这些变化的需求来调整教学大纲,培养具有企业需求的技能学生,提高学生的就业技能。
　　总结
　　在竞争日益激烈的今天，掌握好单片机应用技术，对于将要投身到自动化技术应用行业的毕业生而言无疑是十分重要的。作为从事单片机教学的一线教师，最大限度的确保自己的学生能够学有所获、学能致用，既是挑战也是重要的责任和使命，希望本文所提出的观点能够起到抛砖引玉的作用。
　　
　　[1] 李刚等. 新概念单片机教程[M]. 天津:天津大学出版社,2005.
　　[2]雷思孝,李伯成,雷向莉. 单片机原理及应用技术[M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2004, 227—243
　　[3] 张靖武，周灵彬. 单片机系统的PROTEUS 设计与仿真[M]. 北京：电子工业出版社，2007.