單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)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(shí)驗(yàn)環(huán)境,提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量

1.1軟件環(huán)境實(shí)驗(yàn)軟環(huán)境由過(guò)去的匯編語(yǔ)言逐步向C語(yǔ)言過(guò)渡[3]。以往高校的“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程選用的程序設(shè)計(jì)工具是匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言針對(duì)不同的操作系統(tǒng)、不同的CPU，指令完全不相同，匯編語(yǔ)言就有所不同，所以不易移植。另外，匯編語(yǔ)言的程序，必須要借助于微控制器的指令手冊(cè)及各寄存器的說(shuō)明，或者給程序?qū)懽⑨專駝t很難讀懂。而C語(yǔ)言是一種應(yīng)用廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它既有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，也具備匯編語(yǔ)言的功能。C語(yǔ)言有功能豐富的庫(kù)函數(shù)、程序易讀易懂、編譯效率高、運(yùn)算速度快，具有良好的移植性，現(xiàn)在C語(yǔ)言被廣泛使用到嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中。目前8051單片機(jī)的C語(yǔ)言編譯器編寫(xiě)目標(biāo)系統(tǒng)軟件，既可以增加軟件的可讀性，又便于改進(jìn)和擴(kuò)充，十分適用于單片機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。綜上所述，用C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。

1.2虛擬仿真環(huán)境隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)仿真也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)是利用程序模擬實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)，在程序中將所需的虛擬的元器件安裝設(shè)計(jì)要求放到虛擬的電路板上，然后將ROM模擬燒寫(xiě)。可以觀察所設(shè)計(jì)模擬電路是否符合設(shè)計(jì)要求，不符合則可以實(shí)時(shí)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(yùn)行過(guò)程中的狀況和結(jié)果，實(shí)驗(yàn)起來(lái)具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性，使開(kāi)發(fā)過(guò)程節(jié)約了時(shí)間，減少了成本，提高了應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率。

2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)考核模式

單片機(jī)原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象，指令功能繁多，編寫(xiě)調(diào)試程序比較困難，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)改革單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)考核模式，激發(fā)學(xué)生對(duì)該門(mén)課程學(xué)習(xí)的興趣，有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量水平。

2.1改革單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)方法

2.1.1改革實(shí)驗(yàn)手段傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以老師為主體，學(xué)生處于被動(dòng)地位，缺乏獨(dú)立思考，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的發(fā)展。進(jìn)行改革以后，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)前，教師給學(xué)生引導(dǎo)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)中，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，教師鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找解決方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，獨(dú)立思考，提高解決問(wèn)題的能力。比如：當(dāng)學(xué)生遇到電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生解決此類問(wèn)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(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新型實(shí)踐中，比如單片機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，編程，調(diào)試與運(yùn)行，都由學(xué)生自主開(kāi)發(fā)，給學(xué)生充分的空間，進(jìn)行獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。

2.1.2實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放單片機(jī)實(shí)踐相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)行全天開(kāi)放，有專門(mén)老師負(fù)責(zé)，鼓勵(lì)學(xué)生在正常的理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)課程之外，自主選擇相關(guān)單片機(jī)方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試與運(yùn)行。讓學(xué)生大膽地去實(shí)踐、創(chuàng)新，通過(guò)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力和主觀能動(dòng)性。這樣不僅極大地調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室資源，更是解決了該門(mén)課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多，時(shí)間固定等這些矛盾問(wèn)題的重要手段。

2.1.3校企結(jié)合單片機(jī)原理是一門(mén)與市場(chǎng)發(fā)展、社會(huì)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(jī)實(shí)踐教學(xué)立足于社會(huì)人才需要面向市場(chǎng)、服務(wù)社會(huì)，對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)更具有實(shí)用性和針對(duì)性。校企結(jié)合的方式是將企業(yè)做過(guò)的一些實(shí)際的成功案例，作為教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行教授或?qū)嵱?xùn)，讓學(xué)生真正了解開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過(guò)程，比如如何在市場(chǎng)上選取性價(jià)比高的器件，在整個(gè)系統(tǒng)中單片機(jī)是什么作用？如何根據(jù)系統(tǒng)的硬件要求寫(xiě)出適用程序代碼，以及發(fā)現(xiàn)和解決開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。由于企業(yè)的成功案例具有規(guī)范性、嚴(yán)肅性和完整性，學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目領(lǐng)悟了開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的目的性、嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性，可以讓學(xué)生快速有重點(diǎn)地掌握單片機(jī)技術(shù)，并且能將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通于生產(chǎn)技術(shù)中。通過(guò)單片機(jī)校企結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生自主解決發(fā)現(xiàn)的各種問(wèn)題，從中體驗(yàn)解決問(wèn)題的成就感，從而提高了學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.2改革單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的考核模式

實(shí)驗(yàn)的考核方法也是保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的重要手段。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等幾個(gè)方面，考查學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容掌握和應(yīng)用的效果。等所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后，實(shí)驗(yàn)教師給每個(gè)學(xué)生布置不同的實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間完成，作為實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容，教師通過(guò)檢查學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)以及程序代碼的編寫(xiě)與調(diào)試情況，給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。通過(guò)這樣的考核方式，有利于學(xué)生獨(dú)立自主進(jìn)行軟硬件調(diào)試，更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，也體現(xiàn)了成績(jī)?cè)u(píng)定的公正性和客觀性，有效促進(jìn)了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

3注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)，不斷提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)由專職實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)跟其他門(mén)類的硬件實(shí)驗(yàn)不同，有時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題目相同，但每人的電路和程序的解決方法不盡相同，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該加強(qiáng)業(yè)務(wù)知識(shí)積累，對(duì)各種不同解決方案有深刻理解。所以必須加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，造就一支工程實(shí)踐豐富、穩(wěn)定以及高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)專職教師隊(duì)伍。為此，我們要充實(shí)完善實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍，不斷吸取知識(shí)層次高以及具有工程經(jīng)驗(yàn)的人才參加實(shí)驗(yàn)室工作，逐步建立實(shí)驗(yàn)教師教學(xué)團(tuán)隊(duì)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。另外實(shí)驗(yàn)專職教師應(yīng)該積極從事實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)以及單片機(jī)基金項(xiàng)目的積極申報(bào)。多年來(lái)，我校實(shí)驗(yàn)教師積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為單片機(jī)實(shí)踐改革做出了巨大的貢獻(xiàn)，近年編寫(xiě)并出版了《單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)踐教程》，在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(yǔ)

通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力，實(shí)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(jī)技術(shù)的極大興趣。電子技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷向我們提出新的教學(xué)目標(biāo)和要求，我們要不斷探索研究單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)方面的改革，采用多種途徑，提高實(shí)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(jī)發(fā)展的社會(huì)需求。

作者：戚梅張鵬單位：山東科技大學(xué)信息學(xué)院