单片机原理与应用课程的教学改革探索与实施.docx

单片机原理与应用课程的教学改革探索与实施【摘要】针对现有单片机教学模式的弊端提出了两种教改理念。一是用压力和兴趣把“让我学”改变为“我要学”；二是提高课堂教学的各个环节的教学质量包括引人入胜的实例、自制学习开发板以及循序渐进式的实验配置等。实施结果表明该方案增加了学生的学习兴趣和积极性教学效果良好。【关键词】单片机；类比；实验1.引言单片机又称为嵌入式微控制器（EmbeddedMicrocontroller）它是将CPU、存储器、定时/计数器以及I/O接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计算机。随着电子技术的快速发展嵌入式微控制器的类型越来越多功能也越来越强应用的领域也越来越广几乎涵盖了现代生活的方方面面包括移动通信、GPS全球定位系统、汽车、金融等领域。社会对嵌入式人才的需求猛增80%的相关企业都急缺嵌入式开发人才[1]。掌握嵌入式微控制器的应用与开发显然可以使学生的就业前景一片光明。而单片机是最早的嵌入式微处理器相对于后来出现的DSP和ARM一方面它价格低廉、结构简单、开发应用已臻熟另一方面它提供了研究和开发其它高级微处理器的基本方法因此各大、专院校均开设了与单片机有关的课程如单片机原理与应用单片机C程序设计等。2.传统的单片机教学模式与弊端目前单片机教学课程一般安排在大二下学期要求同学们具备C语言、电路和数字电路的基本知识。传统的单片机教学均是以单片机的内部资源为主线先讲单片机的内部有什么结构如何然后是用汇编语言和C51语言实现对单片机内部资源的使用。如果学时允许的话还要学习单片机系统扩展资源的应用最后再讲一些综合实例。虽然这种课程安排和学习过程符合人的认知规律也是大部分课程所采取的教学模式但是对于这门应用和实践要求很高的课程这种教学模式存在很大的弊端。具体表现为：1）教、学主次矛盾颠倒学生学习缺乏主动性导致学生的学习状态是“要我学”而不是“我要学”。学生一方面对专业认识肤浅找不到专业的核心另一方面学生对就业压力又认识不足就业目标不确定总觉得距离毕业还早。尽管老师苦口婆心的教导同学该课程就是专业的核心他们仍然无动于衷仍然拨一拨转一转不拨不动弹。整体来看学生学习缺乏主动性而且积极性和热情也都不高。2）单片机理论知识较为抽象难于理解[2]比如总线、寻址和中断等概念。单片机从直观上看就是一个‘黑片子’而它的内部结构却是相当的复杂工作过程是在时序的控制下一步一步完成的。可以说单片机完全像是一个‘黑匣子’就算是一条简单的设置寄存器的值其内部的数据传输也相当的复杂。因其工作过程的不可见性同学们对该课程的学习普遍感到难度较大。3）学生学习过程中由“学”到“用”的转变较难更不用说综合应用了。由于课上讲的理论知识不能及时用实验来理解和应用造出了理论知识和实际应用的严重脱节[3]。一部分同学的学习感受是理论我都懂了但是一到实验编程调试时又无从下手感觉一头雾水。4）实验学时有限而且课下又缺乏实践的机会导致同学失去学习的兴趣。针对以上问题作者认为该课程教学模式的改革应该从两方面入手一是如何改变现阶段教、学主次矛盾颠倒的教学态度问题二是如何从实际的教学各环节（包括理论、实验以及二者的结合）入手激发学生的学习兴趣让同学轻松掌握这一专业技能。下面就从这两个方面具体阐述作者的教改理念。3.改变单片机教学中的主次矛盾教学顾名思义包括两个过程教、学。具体来说教学活动中包含老师和学生两大主体包含教和学两类活动。而教学改革的目标是提高教学质量目的是让同学学到知识学会学习的方法。显然从矛盾论来说在教学活动中学（学生）是主要矛盾而教（老师）是次要矛盾所以要抓住主要矛盾增加学生压力激发学生学习兴趣不是老师要学生去学、逼学生去学而是让学生感受到压力体会到不学不行让同学发自肺腑的说我要学我想学我必须学而且我一定要学好这就是本文作者提出的第一个教改理念。如何才能做到这样呢？俗话说兴趣是最好的老师。不论做什么事只要是喜欢你就很有可能做的很好。比如喜欢打篮球的同学他们会习惯性的、不由自主的主动去玩而不是依赖老师的督促和监督。如何激发学生的学习兴趣呢？可以从以下几个环节入手：1）任课老师在课堂上演示自己亲自制作的开发板和部分程序的调试结果一来可以激发学生的学习兴趣二来也可以建立老师的威信。比如本文作者制作的开发板名称为FX-51V1.1其中F和X分别取自本文作者最后一个拼音Fen和Xiang也寓意共同分享之意。当然如果是班上的同学有自己的作品拿出来展示会更有说服力。2）紧跟时代发展给同学提供现有或者未来高科技产品的视频。比如“苹果眼中未来的世界”“麻省理工大学天才学生的惊世发明”等。从直观的视频中