導(dǎo)語：單片機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1單片機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的核心思想

1.1從知識點(diǎn)講授到以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線的教學(xué)改革

我國高校在20世紀(jì)80年代初開始在少數(shù)高校開設(shè)單片機(jī)課程，面向電子和計(jì)算機(jī)專業(yè)高年級本科生和研究生，教材內(nèi)容基本是單片機(jī)生產(chǎn)商提供的技術(shù)手冊、匯編程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)的綜合體。目前單片機(jī)教材雖然較多，但基本延續(xù)了這種傳統(tǒng)的教學(xué)思路，即以單片機(jī)的知識點(diǎn)為主線進(jìn)行單元技術(shù)教學(xué)。隨著單片機(jī)教學(xué)在各層次學(xué)校的廣泛普及，這種教學(xué)思路顯現(xiàn)了明顯的不適應(yīng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)性內(nèi)容缺失和細(xì)節(jié)內(nèi)容深度不夠，使一般學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然會(huì)遇到許多迷茫的問題。目前單片機(jī)基礎(chǔ)課教材的一個(gè)普遍性的問題是教學(xué)集中在分散的各個(gè)點(diǎn)，而對單片機(jī)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)性考慮不夠；重在局部和單元模塊，缺乏組織成項(xiàng)目的考慮。這種問題嚴(yán)重地體現(xiàn)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，一般學(xué)生會(huì)做例題和作業(yè)，不會(huì)設(shè)計(jì)解決實(shí)際任務(wù)的系統(tǒng)軟件。因此，單片機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的一個(gè)重點(diǎn)就是從知識點(diǎn)講授到以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線，基于課程整體性并結(jié)合項(xiàng)目系統(tǒng)整體性考慮實(shí)施單元教學(xué)，重點(diǎn)提升學(xué)生系統(tǒng)性、綜合性設(shè)計(jì)能力。

1.2單片機(jī)與其它課程教學(xué)形成良性互動(dòng)

在目前課程體系中，考慮到知識銜接關(guān)系，單片機(jī)課程在模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成（微機(jī)原理與接口）、匯編程序設(shè)計(jì)等課程之后，一般安排在第6學(xué)期。這個(gè)安排的問題是學(xué)生實(shí)際綜合應(yīng)用及拓展學(xué)習(xí)的時(shí)間較短。這在單片機(jī)進(jìn)入我國高校的早期階段僅高端學(xué)生學(xué)習(xí)的情況下是合理的，在目前單片機(jī)普及教學(xué)情況下，作為工具和重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，單片機(jī)課程應(yīng)盡早讓學(xué)生掌握，對其熟練和提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、提高學(xué)習(xí)興趣、結(jié)合和促進(jìn)其它課程學(xué)習(xí)將產(chǎn)生良好作用。單片機(jī)基礎(chǔ)課程涉及到的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路等知識，是相對簡單的，在課程中從應(yīng)用的角度介紹即可，對單片機(jī)課程的教學(xué)沒有影響。實(shí)際上，有些同學(xué)從大一就開始自學(xué)單片機(jī)而且都取得了很好的效果，這對我們教學(xué)是一個(gè)很好的啟示。

2單片機(jī)理論教學(xué)的改革

單片機(jī)教材最初源于單片機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)手冊、匯編語言程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)組成與接口技術(shù)的綜合。單片機(jī)應(yīng)用初期面向?qū)ο笫侵攸c(diǎn)院校電子和控制專業(yè)的學(xué)生和科研人員。傳統(tǒng)的授課方式是以知識為驅(qū)動(dòng)，知識點(diǎn)之間比較分散，學(xué)生學(xué)完之后沒有系統(tǒng)的概念，缺乏貫穿所有知識的主線，形成不了體系。這種教學(xué)方法亟待改革。

2.1以項(xiàng)目為主線

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的教學(xué)內(nèi)容。從宏觀教學(xué)的角度考慮，我們將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成基本涵蓋了本課程全部教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)項(xiàng)目，基于課程整體性并結(jié)合項(xiàng)目系統(tǒng)整體性考慮實(shí)施單元教學(xué)。對結(jié)構(gòu)性的適當(dāng)變化和局部內(nèi)容的取舍，即可衍生和變化為其它的應(yīng)用系統(tǒng)。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生加大了對課程的興趣，逐漸地積累成就感，并最終能較快地進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的角色，能較好地完成實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.2整體與局部關(guān)系

基于項(xiàng)目為主線的教學(xué)設(shè)計(jì)，在講述局部技術(shù)的同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性的教學(xué)，使系統(tǒng)整體性的考慮體現(xiàn)在局部中。例如LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，在目前教材中基本都是完成單一這類功能的小程序，而在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，這些功能要與系統(tǒng)核心任務(wù)并行執(zhí)行，是一個(gè)“多任務(wù)”的概念，不能簡單地將教材示例的單一的小程序搬到應(yīng)用系統(tǒng)中。其它如結(jié)合鍵盤掃描和多級LCD菜單形成多任務(wù)下的人機(jī)交互通道這些系統(tǒng)性內(nèi)容的考慮，在單元教學(xué)中都要考慮到。

2.3教學(xué)內(nèi)容和體系調(diào)整

調(diào)整應(yīng)用匯編和C語言教學(xué)的比例。匯編指令有助于對單片機(jī)硬件的學(xué)習(xí)，程序代碼短、速度快，較多地應(yīng)用在對時(shí)序有嚴(yán)格要求的測控系統(tǒng)中。隨著單片機(jī)硬件和軟件編譯技術(shù)的發(fā)展，代碼長度和速度已不是主要問題，重在軟件質(zhì)量、開發(fā)周期和開發(fā)維護(hù)成本，大多數(shù)場合應(yīng)用匯編的必要性已不存在。因此教學(xué)應(yīng)以C語言為主，匯編只講解指令原理、尋址方式、必要的指令和在C語言中嵌入?yún)R編程序的方法和實(shí)例。調(diào)整單元模塊教學(xué)順序?，F(xiàn)有教材中一般將人機(jī)交互設(shè)計(jì)的內(nèi)容放在最后，這不利于學(xué)生自主實(shí)踐。由于無法實(shí)施對運(yùn)行過程必要的監(jiān)測，使其在沒有仿真系統(tǒng)情況下調(diào)試有相當(dāng)?shù)碾y度。因此，將人機(jī)交互部分盡可能地提前可達(dá)到很好的效果。單片機(jī)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)對新機(jī)型和新技術(shù)介紹較少，應(yīng)做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。增加IIC、SPI、PS/2等相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的介紹、對其它典型單片機(jī)如AVR簡要的介紹，使學(xué)生在掌握基本單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，能更容易地進(jìn)入到高級層次的應(yīng)用。

2.4挖掘基本知識內(nèi)容的深度

把MCS-51單片機(jī)基礎(chǔ)知識講透徹，對后續(xù)嵌入式系統(tǒng)深層次學(xué)習(xí)可打下良好的基礎(chǔ)。以外中斷的重復(fù)響應(yīng)和堆棧的溢出問題為例，學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到，但在教材中沒有相應(yīng)的說明。前者是由于外中斷請求信號有毛刺，即使在進(jìn)入中斷立即屏蔽中斷,且中斷請求信號已經(jīng)撤銷的情況下，在退出中斷后還將引起此中斷的重復(fù)響應(yīng)。問題在于對中斷請求信號、請求標(biāo)志和響應(yīng)過程這些基本知識講述不到位；后者是對堆棧空間位置、容量及系統(tǒng)對堆棧使用沒有準(zhǔn)確概念。類似的因基本知識講述深度不夠，導(dǎo)致學(xué)生困惑的問題還有很多。因此要注重研究實(shí)際應(yīng)用中典型問題背后的原因，深化和細(xì)化基本知識的講授，這對實(shí)際應(yīng)用和提高可起到至關(guān)重要的作用。

2.5理論課中的實(shí)踐內(nèi)容

單片機(jī)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，該理論課不講授實(shí)驗(yàn)實(shí)際是一個(gè)誤區(qū)。在理論課應(yīng)用Proteus做部分仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效率高、理論教學(xué)效果好，并可達(dá)到擴(kuò)展學(xué)習(xí)到課外的效果。因此，需協(xié)調(diào)好理論與實(shí)驗(yàn)課關(guān)系，對仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)做一定的硬性要求。另一個(gè)問題是系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的教學(xué)。系統(tǒng)調(diào)試是初學(xué)者開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)，特別是在無仿真器情況下進(jìn)行軟件調(diào)試。因此，在理論課中講述初等調(diào)試技術(shù)是有必要的，例如用示波器、LED顯示測信號、串行通信監(jiān)測程序流程等。使學(xué)生提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試技能的同時(shí)，提高了實(shí)驗(yàn)課效率，使實(shí)驗(yàn)課有更多的時(shí)間用于綜合性實(shí)驗(yàn)中。

3實(shí)踐教學(xué)模式的改革

3.1基于項(xiàng)目引領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

我們許多課程的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，基本上都出于傳統(tǒng)的公共基礎(chǔ)課實(shí)踐教學(xué)。其特點(diǎn)是對單一某個(gè)理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和驗(yàn)證。由于思維的慣性，這種傳統(tǒng)自然也延續(xù)到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課中，致使學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^弱，完成課程設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)的難度較大。作為嵌入式基礎(chǔ)和初級應(yīng)用的單片機(jī)基礎(chǔ)課程，其最大特點(diǎn)是工程性。單片機(jī)本身是一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)集成工具，學(xué)生在專業(yè)知識基礎(chǔ)上用單片機(jī)及相關(guān)器件進(jìn)行綜合分析和設(shè)計(jì)，最終要制作出滿足用戶要求的產(chǎn)品。因此，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課的主體思路是綜合性、工程性?；谶@一點(diǎn)，我們對實(shí)驗(yàn)課在宏觀上調(diào)整為基于項(xiàng)目引領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。首先是將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以Proteus軟件仿真形式在理論課上實(shí)驗(yàn)和演示；其次是配合理論課將整個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課安排成一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目，將整個(gè)項(xiàng)目按照內(nèi)部資源、擴(kuò)展資源、前向通道、后向通道和人機(jī)通道等部分分解成各個(gè)模塊作為每次試驗(yàn)課的內(nèi)容。學(xué)生在完成單次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從軟硬件的角度對項(xiàng)目整體架構(gòu)不斷地加深認(rèn)識和理解，最后完成一個(gè)項(xiàng)目的全過程實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過程中，學(xué)生不斷地積累系統(tǒng)級分析設(shè)計(jì)的能力，不斷地積累著成就感。學(xué)生增強(qiáng)了對實(shí)驗(yàn)課的興趣，大幅提高了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課的效率和效果。

3.2多種實(shí)驗(yàn)手段的綜合運(yùn)用

現(xiàn)在高校學(xué)生基本上都基于實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)。相對于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段（手工焊接或用面包板），實(shí)驗(yàn)箱在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件實(shí)驗(yàn)方面具有優(yōu)越性，但在硬件實(shí)驗(yàn)方面，則現(xiàn)出其明顯的弊端。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的指示在實(shí)驗(yàn)箱上連接各端子，學(xué)生大多不去了解這種連接后形成的電路；沒有從設(shè)計(jì)、元器件連接、調(diào)試到完成全過程的鍛煉；實(shí)驗(yàn)箱資源有限；不能進(jìn)行多種硬件方案的試驗(yàn)、硬件電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)不同分別采用不同的實(shí)驗(yàn)手段。應(yīng)用面包板的實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于自己設(shè)計(jì)電路實(shí)驗(yàn)方案、創(chuàng)新潛能的開發(fā)和硬件系統(tǒng)級調(diào)試技術(shù)的學(xué)習(xí)；手工焊接的實(shí)驗(yàn)側(cè)重于實(shí)際動(dòng)手技能和模塊及硬件調(diào)試方法的學(xué)習(xí)和鍛煉；應(yīng)用試驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)則重點(diǎn)側(cè)重于復(fù)雜系統(tǒng)的編程和軟件調(diào)試。同時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)手段的綜合應(yīng)用，給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)寬松的軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境和發(fā)揮創(chuàng)造性的空間，增大了實(shí)驗(yàn)課的吸引力，促進(jìn)了對理論教學(xué)的理解，達(dá)到了很好的效果。

3.3發(fā)掘第二課堂的深度和廣度

單片機(jī)課外教學(xué)活動(dòng)是可行和必要的。組織成立學(xué)生課外活動(dòng)小組，為學(xué)生設(shè)計(jì)階段性任務(wù)。這些任務(wù)可以是承擔(dān)科研項(xiàng)目的分解部分，也可以是有意義和價(jià)值的小題目。學(xué)生的任務(wù)可以指標(biāo)化，小組實(shí)行優(yōu)勝劣汰。這對學(xué)生提高課程興趣、加深理解、拓展知識和帶動(dòng)整體學(xué)習(xí)起到了重要作用。每年一次由教育部和信息產(chǎn)業(yè)部共同舉辦的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，是一次極好的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。要進(jìn)行規(guī)范整理，優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)，使之成為標(biāo)準(zhǔn)件，進(jìn)而成為教學(xué)資源，進(jìn)而促進(jìn)教學(xué)教改工作進(jìn)展和良好學(xué)風(fēng)校風(fēng)的建設(shè)。

4結(jié)語

單片計(jì)算機(jī)是技術(shù)發(fā)展快速的IT前沿技術(shù)。要改變思路，以特別的眼光研究這門特殊的課程。我們從教學(xué)體系、理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和自主學(xué)習(xí)等全方位進(jìn)行的研究探討，在教學(xué)實(shí)際中呈現(xiàn)了良好的效果。

作者:吉鶴孫秀玲單位:長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院