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簡(jiǎn)析單片機實(shí)驗課程教學(xué)探討
[摘 要]單片機課程是工科類(lèi)比較重要的一門(mén)課程，文章針對單片機實(shí)驗教學(xué)中的現狀及問(wèn)題，對單片機課程的實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行相應調整，篩選實(shí)驗教學(xué)內容，嘗試新的實(shí)驗教學(xué)方法，有效地激發(fā)學(xué)生的興趣，充分調動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內掌握單片機的基本應用，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。同時(shí)，單片機課程是一門(mén)多理論、實(shí)踐性較強的課程，在教學(xué)中要把握好理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核各個(gè)環(huán)節。為了讓高職高專(zhuān)的學(xué)生切實(shí)學(xué)會(huì )并熟練掌握單片機，筆者在實(shí)際教學(xué)中摸索出一種新型的教學(xué)方法。文章是筆者就單片機教學(xué)提出的見(jiàn)解和看法。
[關(guān)鍵詞]單片機課程;理論環(huán)節;實(shí)驗教學(xué)
1 新型教學(xué)法的提出
單片機在工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中占據重要地位，它涉及編程語(yǔ)言、微機接口知識、通信技術(shù)知識、硬件電路等。屬于技術(shù)性、工程性、實(shí)踐性很強的一門(mén)學(xué)科。
我們往往認為傳統的教育模式都是落后的，其實(shí)傳統還是有其可取之處的。有些教育者認為傳統教育模式的教學(xué)目標是向學(xué)生傳授系統的文化基礎知識和專(zhuān)業(yè)基礎知識，忽視了學(xué)生的動(dòng)手能力，這種認識固然是對的，但更關(guān)鍵的是我們的教育者解決教育問(wèn)題的方法是否得當，現在好多教師是調動(dòng)學(xué)生動(dòng)手了，卻很少有人能調動(dòng)學(xué)生的能力。在實(shí)驗課堂中，好多學(xué)生進(jìn)了實(shí)驗室不知道從何處入手;有的代碼都看不全;有的不能按照軟件給系統連接硬件;還有好多不會(huì )算法……這些明顯是理論與實(shí)踐脫節的現象。因此，熟練掌握指令、程序、算法等軟件知識，了解相關(guān)硬件知識，加強實(shí)踐環(huán)節是學(xué)會(huì )單片機所必需的，也是我們教育者所要達到的教學(xué)目標�？傊畣纹瑱C是一本書(shū)同時(shí)也是一種芯片。
2 新型教學(xué)法的教學(xué)設計
(1)課本知識是我們學(xué)習單片機的理論基礎。我們可以不了解單片機的內部結構，但是它的各方面的用途必須得弄清楚，要讓學(xué)生明白它的最小應用系統;要掌握它每一個(gè)引腳的用途特點(diǎn);要會(huì )用每一個(gè)代碼;要會(huì )使用內部定時(shí)器;要弄清楚如何使用中斷;要會(huì )編寫(xiě)顯示、延時(shí)、鍵盤(pán)、模數轉換、數模轉換、通信等一些常用的簡(jiǎn)單程序等。這是以后搞單片機實(shí)驗以及設計開(kāi)發(fā)的理論基礎。作為教育者，我們務(wù)必做到讓每一位學(xué)生都能熟練掌握，要對學(xué)生的學(xué)習情況做到心中有數，這樣既是對學(xué)生的負責也有利于教學(xué)進(jìn)程的安排。
(2)在實(shí)踐教學(xué)中，不難發(fā)現，不少學(xué)生只是機械地模仿教師的示范操作，而沒(méi)有真正做到把操作和書(shū)本聯(lián)系起來(lái)，并且有很多的學(xué)生是使用指導書(shū)上現成的資料，輸入現成的程序，整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中沒(méi)有建立整體電氣原理圖的概念，甚至連基本的原理圖都無(wú)須讀懂。這樣根本談不上培養學(xué)生設計電路的能力。學(xué)習理論知識和進(jìn)行實(shí)驗對所學(xué)知識有很大幫助，但要使學(xué)生具備應用和簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)能力還是很不夠的，教師還必須通過(guò)一些課程設計項目，來(lái)調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性、主動(dòng)性，來(lái)提高學(xué)生的應用開(kāi)發(fā)能力。有條件的學(xué)�？梢蚤_(kāi)放學(xué)校的實(shí)驗室供學(xué)生設計開(kāi)發(fā)單片機實(shí)驗項目，也可以由老師組織去工廠(chǎng)定制實(shí)驗板，充分利用有效的社會(huì )資源達到更好的教學(xué)效果。
3 單片機實(shí)驗的特點(diǎn)及問(wèn)題
單片機是一門(mén)實(shí)踐性很強的學(xué)科，教學(xué)中需要很多硬件設備，如電腦、實(shí)驗電路、編程器等。傳統的單片機實(shí)驗教學(xué)一般采用驗證性的實(shí)驗教學(xué)方法。學(xué)生按照實(shí)驗指導書(shū)的實(shí)驗步驟進(jìn)行連線(xiàn)，按照參考的實(shí)驗流程進(jìn)行軟件調試，通過(guò)運行程序，最后觀(guān)察實(shí)驗現象、記錄實(shí)驗結果。這種實(shí)驗方式對學(xué)生的要求不高，實(shí)驗也容易完成，而且學(xué)生能從中獲得感性認識，比較適合單片機實(shí)驗的初級階段。
同時(shí)，一般單片機實(shí)驗箱由于是成品，學(xué)生很難參與細節設計，因此動(dòng)手能力的訓練也有限。單片機實(shí)驗室建立成本高，一般學(xué)校很少有學(xué)生人手一套實(shí)驗開(kāi)發(fā)系統進(jìn)行單片機實(shí)驗及開(kāi)發(fā)。就算有，由于技術(shù)的不斷更新、設備的不斷老化，實(shí)驗儀器也會(huì )很快落后。此外，單片機實(shí)驗室由于有時(shí)間地點(diǎn)的限制，學(xué)生除了上實(shí)驗課外平時(shí)難得有機會(huì )實(shí)踐。
這種方式雖然易于操作，但對研究問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的要求不高，不能達到培養綜合能力的目的，因此需要引入新的實(shí)驗教學(xué)模式。
4 實(shí)驗教學(xué)模式探討
為了改善這種狀況，形成教與學(xué)的良性互動(dòng)，教師首先需要在實(shí)驗課堂上多啟發(fā)學(xué)生的思維，使枯燥的實(shí)驗內容變得生動(dòng)、有趣，有助于學(xué)生獲得良好的學(xué)習效果;其次需要改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)方式、更改實(shí)驗教學(xué)計劃、優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)內客，比如采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設計，比使用匯編語(yǔ)言難度低;比如一些實(shí)用性不大的內容直接刪掉;此外，還可以建構單片機教學(xué)仿真實(shí)驗平臺，通過(guò)軟件來(lái)仿真單片機的功能，節省了硬件投資成本。
一個(gè)良好的開(kāi)始是成功的一半，興趣是最好的老師。作為教師的我們，要善于抓住這一特點(diǎn)，設計好實(shí)驗環(huán)節的教學(xué)，引導學(xué)生自主學(xué)習，積極思考，把所學(xué)的理論知識融會(huì )貫通。在實(shí)驗課程的開(kāi)端創(chuàng )設良好的開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生的興趣。比如，通過(guò)生活實(shí)例能提高學(xué)生的興趣，否則學(xué)生會(huì )覺(jué)得概念太抽象。另外，應將多媒體技術(shù)應用在單片機實(shí)驗教學(xué)中，特別是在介紹操作方法時(shí)，多媒體能直觀(guān)、形象地幫助學(xué)生理解。比如，在焊接實(shí)驗中，我們可以通過(guò)多媒體把整個(gè)焊接過(guò)程的圖片展示出來(lái)，并注明注意事項，讓學(xué)生非常容易把握焊接步驟。當然我們也不需要把所有的實(shí)驗教學(xué)內容都展示，很簡(jiǎn)單的部分就可以直接跳過(guò)去。多媒體主要用來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗積極性，提高了實(shí)驗教學(xué)效果。
5 理論教學(xué)方面
單片機課程是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，它主要體現在硬件和軟件的緊密結合，要編制單片機的應用程序就必須很好地了解單片機的硬件結構，所以在理論教學(xué)過(guò)程中需要重點(diǎn)給學(xué)生介紹硬件方面的知識以及基本的指令系統。
在傳統的教學(xué)模式下，教師習慣于以“單片機簡(jiǎn)介→硬件結構→編程指令→系統擴展”這種按部就班的方式去進(jìn)行講解，這種模式符合單片機課程的特點(diǎn)。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中會(huì )遇到許多問(wèn)題，如單片機系統結構抽象、指令功能多、程序編寫(xiě)困難造成學(xué)生難懂的問(wèn)題，很難提高學(xué)生的實(shí)踐能力，導致學(xué)生失去學(xué)習興趣。
為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可以把理論教學(xué)從傳統模式過(guò)渡到一種模塊化教學(xué)的模式。單片機這門(mén)課程的模塊化教學(xué)方式具有很強的靈活性，一個(gè)模塊可以是一個(gè)單元的知識，可以是幾個(gè)單元的組合，甚至可以是一本書(shū)的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學(xué)設計使學(xué)生由學(xué)期末的反饋變成模塊的反饋，有利于教師對學(xué)生進(jìn)行有效的指導。比如說(shuō)，我們可以將單片機的基礎知識設置成一個(gè)主模塊，在這個(gè)主模塊下包括單片機的結構和引腳說(shuō)明，存儲器結構，指令系統這幾方面內容。通過(guò)實(shí)物演示及多媒體教學(xué)方式讓學(xué)生對單片機有一個(gè)簡(jiǎn)單認識，然后在后續的模塊中選擇一些好的實(shí)例作為模塊，使學(xué)生更好地掌握單片機的中斷系統、定時(shí)/計數器，并學(xué)會(huì )用指令對接口進(jìn)行編程。
6 結 論
總的來(lái)說(shuō)，先激發(fā)學(xué)生的興趣，然后在實(shí)驗教學(xué)中采用整合方式，把相關(guān)知識點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，引導學(xué)生積極思考，達到融會(huì )貫通，最后引入仿真實(shí)驗平臺，方便快捷，打破了原有傳統模式的單一性。單片機課程作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課，對于大多數學(xué)生來(lái)說(shuō)是有難度的，但是只要我們根據學(xué)生的實(shí)際情況以及學(xué)校的教學(xué)資源合理地安排教學(xué)計劃，應用更好的教學(xué)模式，相信一定會(huì )取得較好的教學(xué)效果，既可以讓學(xué)生很好地掌握課程內容，又可以使單片機課程成為學(xué)生最感興趣的專(zhuān)業(yè)課。
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