浅谈高职类院校单片机课程的教学改革

2022-11-26

单片机作为最典型的嵌入式系统, 以其微小的体积和低廉的成本广泛应用于工业测控、智能仪器仪表、通讯系统及家用电器等领域。因而国内许多高等工科院校的计算机、电子技术、自动控制及通信等专业都先后开设了“单片机原理与应用”这门课程。

我所在的学校是一所高职类院校, 根据高职高专学生的培养目标, 力求达到强化实践能力和创新意识的培养, “一块黑板, 一支粉笔”的传统教学模式已不合时宜。针对教学过程中学生所表现出的种种厌倦情绪, 迫切需要以一种全新的授课方法去摒弃旧有的教学模式。结合多年的教学经验与教学体验, 现把对该门课程的想法说出来与大家共勉。

单片机的学习和其他科目不同, 从教学角度看, 单片机课程既涉及硬件知识, 又涉及软件知识。硬件方面既涉及电子技术, 又涉及有关应用领域的专业知识。因而, 学生普遍感到这门课程难学。如果说对于单片机的内部结构及工作原理学生还勉强可以接受的话, 那么等到学完指令系统这一章以后, 大部分同学就会表现出种种厌倦情绪, 对单片机早已望而生畏了。面对此种局面, 作为单片机课程的任课教师, 也在为如何摆脱这种现状陷入深深地思索中。那么, 我个人认为, 主要从以下三方面入手:

1 教材方面

一本好的教材是引领学生走向成功的第一步。目前, 市场上的单片机教材可谓琳琅满目, 但内容却基本相同。而根据高等职业技术教育的特点和要求, 在教材的编写上应适当降低教材的理论深度和难度, 精选内容, 突出重点, 多用图表, 多举例题, 多编实用习题, 对于学生不易理解和容易混淆的概念, 力求做到通俗易懂。

本着这样的选取原则, 学生课后自学起来就会逐步树立自信, 从而为今后的学习道路扫除心理障碍。

2 理论教学

我校的“单片机原理与应用”课程大都在第二学期开设, 而单片机的学习通常需要电工电子、微机原理方面的前沿课程。站在学生的角度看, 他们以前从未接触过单片机, 有的甚至连发光二极管都没见过, 又怎么能理解如此精深的理论呢?再看软件编程, 大多数学生高中时代只接触了像QBasic之类的简单编程语言, 并没有扎实的语言功底及清晰的编程思路, 这也同样给M C S-5 1系列单片机指令系统的讲解带来一定的困难。鉴于此, 从以下几方面加以改进:

2.1 采用现代化的教学手段, 培养学生的学习热情

建议有条件的老师自己制作适用于课堂教学的多媒体课件。譬如, 在讲解堆栈一章的时候, 通过多媒体演示入栈操作和出栈操作的过程, 可以取得良好的教学效果。其他知识点的讲解同样可以仿效。特别是当学生回答课堂练习的时候, 集动画、声音、文本于一体的多媒体课件不仅能够使抽象的理论知识变得直观易懂, 而且能够活跃课堂气氛, 从而激发起学生的学习兴趣。

2.2 理论教学采用“实例教学法”, 变“注入式”教学为“引导式”教学

要想学好一门理论, 除了选取恰当的教材之外, 老师的引导起决定性作用。试想:一味地照本宣科、语言平淡的讲解方法又能拥有多少听者呢?为了更好地促进教学, 可以打破书中的原有顺序, 把单片机的指令系统一章先是分散到各个实例中, 最后统一总结。比如在讲解“单片机的结构与原理”这一章时, 安排了5个实例, 以每个实例为核心, 配置了为完成该实例而必须掌握的指令、硬件结构知识及软件操作知识等;然后较为系统地学习一些硬件结构知识。

通过这种方式将学生普遍感到比较困难的知识分解, 使他们从一开始就能体会到成功的喜悦, 从而有利于学习的顺利进行。

3 实践教学

采取以“现象”导入“理论”的教学方法, 培养学生的独创精神。众所周知, “实践是检验真理的唯一标准”。只有通过动手实践, 才能从直观上理解深奥的理论, 也只有通过实践, 才能使学生真正走出课堂, 开创出属于他们的天地。

首先, 说到实践, 必然少不了单片机的开发环境。

目前在教学中用得最多的当属英文Keil Vision2软件和中文伟福软件。那么在教学中就要使学生尽快掌握开发环境的使用方法。我个人认为, Keil公司的?Vision2软件功能非常强大, 且又是英文环境, 不适合初学者学习。特别是大一的新生, 对于专业英语词汇根本一窍不通, 那么学习英文环境的同时还要先认识英文单词, 恐怕又要挫败一部分人的自信心了。而南京伟福公司开发的W A V E环境不仅是中文界面, 而且操作简单, 很适合于初学者学习。我们可以先熟悉这个中文环境, 掌握从源文件的建立到项目的建立、调试及编译过程, 再引入Keil Vision的英文环境, 由浅入深, 一步步地走向实战。

其次, 在实践教学中, 通过实验现象剖析程序, 联系理论知识点, 从而做到理论和实践相结合。

在讲授方法上, 同样可以把CAI教学设备安放在实验室中, 由老师在讲台上通过大屏幕一步步地演示开发环境的使用步骤及目标板的接线方法, 底下同学则一步步地跟着老师做, 进而熟悉实验操作的整个过程。实验成功后, 再根据实验现象回过头来分析源程序, 反复强化理论知识点, 使同学的印象更深刻, 也更善于思考问题。我们的出发点并不是以做出现象为目的, 而是通过现象分析本质, 培养学生的创新意识。

第三, 在师生角色上, 由老师讲授演示为主逐步过渡到老师启发、学生实做为主的实践教学模式上来。

经过几次的引领, 我想学生会更有兴趣, 也更有欲望自己动手做出实验结果, 并逐渐形成自己的思维。比如通过老师当堂演示实现了LED发光二极管从左至右依次点亮的实验现象后, 就会让大家思考如何修改程序, 使发光二极管的闪亮方向变为从右至左?如何使发光二极管的闪亮时间可快可慢等等。

在实践教学环节中, 同样要采取因材施教的方法, 对不同层次的学生布置难度不同的实验任务。因此每节实验课都会有若干个题目供学生选做, 从而培养了学生的实践能力及创新意识!

事实证明, 通过以上三方面的改进, 我所教授的单片机课程, 在教学质量方面有了显著地提高, 教学效果收效明显, 学生普遍反映良好。以上是我在教学过程中积累的一点经验, 希望教育界的专家及同行予以批评指正!

摘要：随着微型计算机的出现, 单片机特别是MCS-51系列单片机很快在我国得到广泛的推广和应用, 许多高等工科院校也都开设了单片机及其相关课程。而“单片机原理与应用”本身是一门实践性很强的专业基础课程, 那么对于高职高专院校的教师来说, 如何在有限的教学课时内使学生既能快速掌握理论知识, 又能很好地应用于实践, 从而真正地培养出适合于社会发展的技能型人才, 良好的教学方法便尤显重要。本文从理论教学和实践教学两方面剖析单片机课程的教学方法, 以此与专家及教育界同仁共勉。

关键词：单片机现状,课堂教学,实践教学