单片机教学存在的问题教学方法改革

作者简介：冯新宇（1964-10-21）,男,汉族,山西太原人,山西冶金高级技工学校一级实习指导教师、电气自动化系首席教师,主要领域为电气工程学.

【摘 要 】单片机技术是当前社会较为流行和热门的技术之一,社会对硬件设计工程师的需求增长相当迅速,该课程的重要性也越来越明显.许多学生在学习单片机时感到郁闷,不能真正掌握单片机技术,本文分析了单片机教学存在的一些问题,并且提出了几种实用性强的的教学方法来探讨教学改革的效果.

【关 键 词 】单片机；实用性；教学方法；教学改革

一、单片机课程简介

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术,应用于各种嵌入式系统中.单片机技术的发展极大地推动了电子工业的发展,无论在教育界还是在产业界,单片机技术的推广仍然是一个热点.单片机以其高可靠性、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

单片机是电子技术应用专业和自动化控制专业的必修课,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,我在以下方面进行了总结：

(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、编程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)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性而并没有对现实当中的应用加以探讨,在实践这方面做得又是非常简单且不切实际的项目,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,最后丧失了学习信心.

三、改革单片机教学内容和方法

(一)教材的改革

传统的单片机课程教材一般是以单片机的结构和各模块的使用为核心进行编写的.这样的教材详细的解析了单片机的结构和各种功能,有利于学生全面掌握单片机的理论知识.但是对于中职的学生来讲这样的教材是不合适的.结合项目化课程改革,单片机课程的教材必须进行改进,以工作任务为主线,有机的组织理论和实践知识的学习.新教材应该摈弃原来的章节概念,代之以一个个工作任务,将整个理论体系进行有机的、覆盖性的分解后融入工作任务的实现过程中.在每一个学习任务编写中,应勾勒出本任务所涉及的理论知识,以方便教师组织学生进行必要的理论准备.

(二)教学方法的改革

1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,比如举一些比较容易理解的例子：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.单片机教学应以教会学生学习的方法而不单单是知识.

2进行仿真和开放式实验

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.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后就可以开展训练,较好地解决了实训设备不足的问题.开放性实训管理模式是在注重知识、能力和素质协调发展的同时,贯彻因材施教、注重个性培养的教学原则,目的是激发学生的学习兴趣和热情.

在实施过程中,要注意实训内容不应与教学计划及教学大纲所规定的实训教学内容相重复,应属于课程教学内容的拓展性实操；还要注意综合性和针对性,强化基础,拓宽知识覆盖面,注重培养知识的综合运用能力.要根据科技的发展及其实际应用,结合实际工作,加强对学生科学研究思维和建立工程概念的训练,培养学生的创新能力和动手能力.

3.开设大型综合设计实训,培养学生的创新能力

大型综合的设计实训需要在学生完成基础实操之后视学生掌握程度而开设,这个环节在整个单片机教学中非常重要,只有经过完整的项目训练,学生才会建立起完整的系统的概念.学生需要根据设计任务书上的要求（包括软硬件的资源配置、实训要求达到的效果）进行设计实操.这样的训练可以将科技方法的训练、机电综合设计、创新设计及毕业设计等实践内容融合到大型综合设计实训项目中,使原来分散的小规模设计和训练集成为一个大型的系统设计项目,从而培养学生的创新能力.此外,在单片机实验开发的基础上,在学生参与下开发一些应用板,组成机电一体化的实验平台.

用户还可以建立新的元器件模型.对于MCS-51系列单片机而言,Proteus还能够与Keil c51集成环境实现联机同步调试.而Keil是德国开发的一个51单片机开发软件平台,是目前应用最广泛的、最重要的单片机开发平台.它的界面简单,操作容易.硬件电路的设计主要有两个方面：系统扩展（包括ROM、RAM、I/O口、定时器等功能单元的扩展）和系统的配置（即根据系统的要求进行设备的配置,如键盘、显示器、A/D转换器、D/A转换器、打印机等的接口电路的设计）,通过该软件的使用,可以使学生掌握硬件电路的设计方法.软件设计主要是应用程序的编制、调试,使学生掌握软件开发的步骤、方法和技巧.而软硬件的设计完成之后,还需要进行系统的总调,将这两大执行环境组合起来构成联合的仿真系统,其中,KEIL作为软件的调试界面,而Proteus作为硬件的仿真和调试界面.这样,就可以像仿真器一样调试程序了.

(三)考核方式的改革

传统教学注重知识和理论的学习,考核以期末闭卷理论考核为主.中职教育在保证新知识传授和理论系统性的同时,特别强调职业技能的训练,考核的内容和方式要“以能力的考核为中心”作相应改革.这就是能力与知识、操作与理论并重的考核模式.因此,在传统的期末闭卷笔试考核基础上,我们增加了“操作考核”的项目,并且将学生的课外小制作也纳入平时成绩.

四、结束语

单片机这门课程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,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.我们在教学过程中,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.必须突出“三重”原则：重基础、重能力、重应用.以培养单片机技术综合应用能力为目标,选择能代表专业特色的单片机综合应用训练项目,将需要具备的综合能力分解成各项基本能力,围绕基本能力训练项目,依照认知规律构建训练模块.