基于Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的單片機(jī)教學(xué)探索

　　摘要：提出了一種適合當(dāng)前高職院校單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的新思路，突出“快速上手、激發(fā)興趣、能力為本、適應(yīng)社會(huì)”的思想，打破“學(xué)科為本”的傳統(tǒng)模式，發(fā)揮學(xué)生的積極性，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)潮流，具備高等職業(yè)技術(shù)能力和社會(huì)基本職業(yè)能力的應(yīng)用型人才。應(yīng)用這種實(shí)踐教學(xué)模式，通過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果。
　　關(guān)鍵詞：高職高專院校；單片機(jī)；教學(xué)改革實(shí)踐；教學(xué)情境
　　
　　一、引言
　　單片機(jī)教學(xué)改革與實(shí)踐是為了更好地使學(xué)生將所學(xué)到的單片機(jī)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和就業(yè)需要的實(shí)際能力的一種教學(xué)活動(dòng)。如今，職業(yè)教育的主要任務(wù)之一是為社會(huì)提供“既懂理論，又懂實(shí)踐，有一定的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力的應(yīng)用型人才”，這種人才當(dāng)遇到一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí)知道從哪里入手做和怎樣做。因此，我們的教學(xué)活動(dòng)就要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)用能力的培養(yǎng)。對(duì)于專門(mén)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高職高專院校來(lái)講，更需要重視的是教學(xué)中的實(shí)際操作訓(xùn)練。
　　與本科院校相比，高職院校應(yīng)主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才。高職學(xué)院生源質(zhì)量與本科院校有一定的差距，采用傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)方式，不根據(jù)課程特點(diǎn)與學(xué)生特點(diǎn)，只注重教師講、學(xué)生做，在教學(xué)實(shí)踐中是行不通的。在教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)和學(xué)生建立良好的互信關(guān)系，這樣才能使學(xué)生逐步形成學(xué)習(xí)興趣，配合教師，繼而主動(dòng)學(xué)習(xí)。首先，應(yīng)確立以學(xué)生為中心的實(shí)踐教學(xué)理念，突出“快速上手、激發(fā)興趣、能力為本、適應(yīng)社會(huì)”的思想，打破“學(xué)科為本”的模式。教師作為主體，體現(xiàn)教學(xué)的主導(dǎo)性；學(xué)生作為主體，體現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性。大量的時(shí)間應(yīng)留給學(xué)生去自主探索。其次，應(yīng)確立以實(shí)踐為重點(diǎn)的理念。改變傳統(tǒng)教育理念，評(píng)價(jià)學(xué)生不再單一地看考試成績(jī)，更主要的是要看學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
　　二、單片機(jī)教學(xué)改革的思路與實(shí)踐
　?。ㄒ唬﹤鹘y(tǒng)教學(xué)模式中的教學(xué)順序
　　傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)模式中的教學(xué)順序主要是：?jiǎn)纹瑱C(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O擴(kuò)展、A/D、D/A轉(zhuǎn)換。
　　這種多年來(lái)的教學(xué)模式對(duì)本科教學(xué)還能行得通，因?yàn)楸究圃盒６酁槔碚摰难芯?、開(kāi)發(fā)。但高職學(xué)院生源質(zhì)量與本科院校有一定的差距，而且高職校的培養(yǎng)目標(biāo)也不同于本科院校。在這種教學(xué)模式中實(shí)驗(yàn)往往是在課程開(kāi)始過(guò)半的時(shí)候才開(kāi)始，有時(shí)候甚至是課程基本結(jié)束時(shí)候開(kāi)始的。由于課程開(kāi)始的時(shí)候?qū)W生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，有的甚至是不知道單片機(jī)是拿來(lái)做什么用的，感到學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥乏味，所以興趣不大。幾周過(guò)后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣全無(wú)，這時(shí)候即便是再開(kāi)始實(shí)驗(yàn)學(xué)生也有了厭倦的感覺(jué)，有的干脆就放棄了。在以前的多年單片機(jī)和其他電子類理論課程的教學(xué)中，對(duì)此有深刻體會(huì)。
　　以前的實(shí)驗(yàn)大多用單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)箱。這種試驗(yàn)箱是把匯編語(yǔ)言的源程序翻譯成機(jī)器碼后直接輸入系統(tǒng)。這種實(shí)驗(yàn)與實(shí)際的單片機(jī)開(kāi)發(fā)在過(guò)程上有很大的差異，學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)基本沒(méi)有了解，對(duì)軟件的編程、匯編、寫(xiě)入單片機(jī)的整個(gè)過(guò)程就更沒(méi)有了解。往往是學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以完成的很好，但是到實(shí)際工作中卻不知所措，當(dāng)遇到一個(gè)實(shí)際的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí)無(wú)從下手。這樣教出來(lái)的學(xué)生是與高職院校的培養(yǎng)模式相悖的，這種教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的教學(xué)需要。
　　（二）與實(shí)際單片機(jī)開(kāi)發(fā)相同的教學(xué)方法
　　為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生動(dòng)手能力的訓(xùn)練，使學(xué)生能適應(yīng)實(shí)際的工作的需要，在實(shí)際工作中當(dāng)接到一個(gè)單片機(jī)開(kāi)發(fā)任務(wù)時(shí)知道從哪里做、怎樣做，近年來(lái)我們采用了一種基于Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的情境式教學(xué)方法，在這種開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成匯編語(yǔ)言源程序的輸入、匯編。再用IspPgm軟件直接把匯編后的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的ROM里運(yùn)行。這種方法和實(shí)際工作中開(kāi)發(fā)一個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程完全相同。其優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：第一，把課程分解成幾個(gè)教學(xué)情境，每個(gè)情境都是以實(shí)驗(yàn)為先導(dǎo)引伸到理論教學(xué)?？梢约ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。第二，這種方法完全在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行而且與實(shí)際開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的過(guò)程相同，所以用這方法教出來(lái)的學(xué)生更適應(yīng)社會(huì)需要。
　　把單片機(jī)教學(xué)分成幾個(gè)教學(xué)情境。每個(gè)教學(xué)情境都是以簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)為先導(dǎo)，讓學(xué)生按照?qǐng)D1連接硬件電路，在臺(tái)式計(jì)算機(jī)桌面上雙擊圖標(biāo)運(yùn)行Keil C51，完成簡(jiǎn)單程序的編輯、匯編。Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境如圖2所示。
　　Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境由菜單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。工具欄為一組快捷工具圖標(biāo)，主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調(diào)試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開(kāi)、拷貝、粘貼等基本操作。建造工具欄主要包括文件編譯、目標(biāo)文件編譯連接、所有目標(biāo)文件編譯連接、目標(biāo)選項(xiàng)和一個(gè)目標(biāo)選擇窗口。調(diào)試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調(diào)試源程序的基本操作，如單步、復(fù)位、全速運(yùn)行等。在工具欄下面，默認(rèn)有三個(gè)窗口。左邊的工程窗口包含一個(gè)工程的目標(biāo)（target）、組（group）和項(xiàng)目文件。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)文件編輯器，我們可以在這里對(duì)源文件進(jìn)行編輯、修改、粘貼等。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結(jié)果顯示在輸出窗口中，會(huì)出現(xiàn)通過(guò)或錯(cuò)誤（包括錯(cuò)誤類型及行號(hào)）的提示。如果通過(guò)則會(huì)生成“HEX”格式的目標(biāo)文件，用于仿真或燒錄芯片。MCS-51單片機(jī)軟件Keil C51開(kāi)發(fā)過(guò)程為：
　　1.建立一個(gè)工程項(xiàng)目，選擇芯片，確定選項(xiàng)。
　　2.建立匯編源文件或C源文件。
　　3.生成各種應(yīng)用文件。
　　4.檢查修改源文件的錯(cuò)誤。
　　5.軟件模擬仿真或者硬件在線仿真。
　　6.編程操作（用IspPgm軟件直接把匯編后的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的ROM里運(yùn)行）
　　根據(jù)上述過(guò)程，學(xué)生把教師給的簡(jiǎn)單的控制程序在臺(tái)式機(jī)上完成編輯、匯編，然后運(yùn)行IspPgm軟件，再把匯編后的“HEX”文件寫(xiě)入單片機(jī)的ROM運(yùn)行，可以得到一個(gè)直觀的控制效果。這樣可以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。最后教師再根據(jù)這個(gè)簡(jiǎn)單的控制程序進(jìn)行講解。這種教學(xué)方法通過(guò)幾年的實(shí)際教學(xué)檢驗(yàn)，取得了非常好的效果。
　　三、總結(jié)
　　當(dāng)今單片機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)就是為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)高職院校的單片機(jī)教學(xué)。要使學(xué)生能真正自覺(jué)、自愿、主動(dòng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)，必須要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。只要不斷改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得較好的教學(xué)效果。但是如何將教學(xué)改革進(jìn)行得更加深入系統(tǒng)，為社會(huì)培養(yǎng)出大批單片機(jī)應(yīng)用型人才，還需要教師共同努力，不斷探索。
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