單片機原理及應(yīng)用實踐教學(xué)范文

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《信息技術(shù)與信息化雜志》2014年第二期

1完善實驗環(huán)境,提高實驗質(zhì)量

1.1軟件環(huán)境實驗軟環(huán)境由過去的匯編語言逐步向C語言過渡[3]。以往高校的“單片機原理與應(yīng)用”課程選用的程序設(shè)計工具是匯編語言。匯編語言針對不同的操作系統(tǒng)、不同的CPU，指令完全不相同，匯編語言就有所不同，所以不易移植。另外，匯編語言的程序，必須要借助于微控制器的指令手冊及各寄存器的說明，或者給程序?qū)懽⑨專駝t很難讀懂。而C語言是一種應(yīng)用廣泛的高級程序設(shè)計語言，它既有高級語言的特點，也具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、程序易讀易懂、編譯效率高、運算速度快，具有良好的移植性，現(xiàn)在C語言被廣泛使用到嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計中。目前8051單片機的C語言編譯器編寫目標系統(tǒng)軟件，既可以增加軟件的可讀性，又便于改進和擴充，十分適用于單片機控制系統(tǒng)的開發(fā)。綜上所述，用C語言程序設(shè)計是單片機開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。

1.2虛擬仿真環(huán)境隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，單片機仿真也有了長足的進步。單片機仿真實驗是利用程序模擬實現(xiàn)電路的設(shè)計，在程序中將所需的虛擬的元器件安裝設(shè)計要求放到虛擬的電路板上，然后將ROM模擬燒寫。可以觀察所設(shè)計模擬電路是否符合設(shè)計要求，不符合則可以實時修改。利用仿真系統(tǒng)，用戶能夠在可控的條件下觀察系統(tǒng)運行過程中的狀況和結(jié)果，實驗起來具有很大的靈活性和可擴展性，使開發(fā)過程節(jié)約了時間，減少了成本，提高了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的效率。

2改革實驗教學(xué)方法及實驗考核模式

單片機原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象，指令功能繁多，編寫調(diào)試程序比較困難，嚴重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過改革單片機實驗的教學(xué)方法及實驗考核模式，激發(fā)學(xué)生對該門課程學(xué)習(xí)的興趣，有效提高實驗教學(xué)的質(zhì)量水平。

2.1改革單片機實驗的傳統(tǒng)教學(xué)方法

2.1.1改革實驗手段傳統(tǒng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以老師為主體，學(xué)生處于被動地位，缺乏獨立思考，不利于學(xué)生動手能力的發(fā)展。進行改革以后，基礎(chǔ)實驗、綜合實驗過程中，教學(xué)模式從以教師主講的模式，轉(zhuǎn)變成以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的新型模式。實驗前，教師給學(xué)生引導(dǎo)，開展實驗；實驗中，對學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)的問題，教師鼓勵學(xué)生自己尋找解決方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，獨立思考，提高解決問題的能力。比如：當學(xué)生遇到電路設(shè)計問題，指導(dǎo)學(xué)生解決此類問題的方法，應(yīng)該遵循首先檢查硬件電路，然后再修改程序，最后得以解決；在綜合實驗以及創(chuàng)新型實踐中，比如單片機整個系統(tǒng)的設(shè)計，編程，調(diào)試與運行，都由學(xué)生自主開發(fā)，給學(xué)生充分的空間，進行獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的能力。

2.1.2實驗室開放單片機實踐相關(guān)實驗室，實行全天開放，有專門老師負責，鼓勵學(xué)生在正常的理論學(xué)習(xí)與實驗課程之外，自主選擇相關(guān)單片機方面的實驗項目，進行設(shè)計、編程、調(diào)試與運行。讓學(xué)生大膽地去實踐、創(chuàng)新，通過不斷的硬件和軟件程序調(diào)試，完成初步產(chǎn)品到復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，提高學(xué)生的綜合知識運用能力和主觀能動性。這樣不僅極大地調(diào)動了實驗室資源，更是解決了該門課程學(xué)時少、內(nèi)容多，時間固定等這些矛盾問題的重要手段。

2.1.3校企結(jié)合單片機原理是一門與市場發(fā)展、社會需求緊密結(jié)合的課程，校企結(jié)合打破了傳統(tǒng)封閉式的教學(xué)模式，使單片機實踐教學(xué)立足于社會人才需要面向市場、服務(wù)社會，對學(xué)生的培養(yǎng)目標更具有實用性和針對性。校企結(jié)合的方式是將企業(yè)做過的一些實際的成功案例，作為教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生進行教授或?qū)嵱?xùn)，讓學(xué)生真正了解開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，比如如何在市場上選取性價比高的器件，在整個系統(tǒng)中單片機是什么作用？如何根據(jù)系統(tǒng)的硬件要求寫出適用程序代碼，以及發(fā)現(xiàn)和解決開發(fā)過程中出現(xiàn)的各種問題。由于企業(yè)的成功案例具有規(guī)范性、嚴肅性和完整性，學(xué)生通過完成一個實際項目領(lǐng)悟了開發(fā)產(chǎn)品的目的性、嚴謹性、規(guī)范性，可以讓學(xué)生快速有重點地掌握單片機技術(shù)，并且能將所學(xué)知識融會貫通于生產(chǎn)技術(shù)中。通過單片機校企結(jié)合實踐教學(xué)，學(xué)生自主解決發(fā)現(xiàn)的各種問題，從中體驗解決問題的成就感，從而提高了學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.2改革單片機實驗的考核模式

實驗的考核方法也是保證實驗質(zhì)量的重要手段。實驗考核成績從基礎(chǔ)實驗的動手能力、實驗結(jié)果和實驗報告等幾個方面，考查學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容掌握和應(yīng)用的效果。等所有實驗項目完成后，實驗教師給每個學(xué)生布置不同的實驗題目，讓學(xué)生在規(guī)定的時間完成，作為實驗考試內(nèi)容，教師通過檢查學(xué)生的硬件設(shè)計以及程序代碼的編寫與調(diào)試情況，給出相應(yīng)的實驗成績。通過這樣的考核方式，有利于學(xué)生獨立自主進行軟硬件調(diào)試，更好地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，也體現(xiàn)了成績評定的公正性和客觀性，有效促進了單片機實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。

3注重實驗教學(xué)團隊的培養(yǎng)，不斷提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)

實驗教學(xué)由專職實驗教師負責，單片機實驗跟其他門類的硬件實驗不同，有時學(xué)生的實驗題目相同，但每人的電路和程序的解決方法不盡相同，實驗教師應(yīng)該加強業(yè)務(wù)知識積累，對各種不同解決方案有深刻理解。所以必須加強對實驗人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，造就一支工程實踐豐富、穩(wěn)定以及高素質(zhì)的實驗專職教師隊伍。為此，我們要充實完善實踐教學(xué)隊伍，不斷吸取知識層次高以及具有工程經(jīng)驗的人才參加實驗室工作，逐步建立實驗教師教學(xué)團隊，保證實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。另外實驗專職教師應(yīng)該積極從事實驗項目的開發(fā)以及單片機基金項目的積極申報。多年來，我校實驗教師積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗，為單片機實踐改革做出了巨大的貢獻，近年編寫并出版了《單片機原理及應(yīng)用實踐教程》，在實驗過程中起到了很好的指導(dǎo)作用，并取得了良好的效果。

4結(jié)束語

通過以上的實驗教學(xué)改革與探索，學(xué)生在實驗中的動手能力，實踐創(chuàng)新能力得到了不斷提高，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機技術(shù)的極大興趣。電子技術(shù)及單片機技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷向我們提出新的教學(xué)目標和要求，我們要不斷探索研究單片機課程實踐教學(xué)方面的改革，采用多種途徑，提高實踐教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的綜合素質(zhì)更加適應(yīng)單片機發(fā)展的社會需求。

作者：戚梅張鵬單位：山東科技大學(xué)信息學(xué)院