《單片機開發(fā)技術》課程教學探索

袁澤明 高銳敏

【摘 要】《單片機開發(fā)技術》課程具有工程性、綜合性、應用性很強的特點。以提高學生的學習興趣和學習效果、促進學生的設計能力為目的，首先就如何學習匯編和C51及Proteus仿真軟件等對教學內容做了合理安排，而后提出了教學中存在的難點和問題，并就這些問題分別提出解決的辦法。通過這種教學模式，使本門課程從苦學、難學變成了樂學、好學，而且還能有效的培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)。

【關鍵詞】單片機開發(fā)；教學改革；實踐教學；科研素養(yǎng)

《單片機開發(fā)技術》是計算機、電學、自動化等專業(yè)的一門核心課程，是一門綜合性、實用性和工程性都很強的設計性課程。對于要從事工程設計、電子開發(fā)的同學而言，是一門很有實際應用價值的課程。對于學生知識能力和綜合素質的培養(yǎng)具有承前啟后的作用?！秵纹瑱C開發(fā)技術》課程應重在培養(yǎng)學生的工程設計能力、編程控制能力、以及創(chuàng)新能力[1]。

根據多年的《單片機開發(fā)技術》課程教學經驗，作者認為教師的教學應與學生的發(fā)展需求相一致。學生學習的目的是“用”，那么在教師的教學計劃里就必須探討如何使學生能學以致用。結合實際應用的教學模式，不僅能提高學生對課程的認知能力，而且能很快的提高學生學習這門課的興趣，使同學們能根據實際應用加深對理論課程的理解，有助于同學們進一步的開發(fā)研究。為此，如何有效的實現(xiàn)理論教學與實踐設計等應用的相互促進是一個非常值得探討的問題。

1 課程教學內容的合理安排

為了讓學生對這門課產生足夠的興趣，在每學期的第一節(jié)課我都會拿著自己設計的單片機系統(tǒng)實物，如多波段收音機、時鐘[2]、電子狗、MP3等。通過實物分解和安裝及多媒體課件的多方位、多角度演示，給同學們講解什么是一個單片機系統(tǒng)，如何實現(xiàn)一個單片機系統(tǒng)的設計與開發(fā)，讓同學們首先對單片機課程及設計有一個感性的認識。通過對不同部件的硬件展示和程序模塊功能的講解，使同學們明白這學期要講什么內容，這些內容之間有什么聯(lián)系，應該如何學習這些內容。這樣在第一節(jié)課同學們就明白了本課程包含三大部分內容[3]。第一部分，是單片機的基礎部分，包括單片機的硬件體系結構與指令系統(tǒng)。第二部分，是單片機應用系統(tǒng)的各種接口設計，除了要很好地掌握硬件接口電路設計外，關鍵還是要很好地掌握如何編寫控制接口的程序。第三部分，是應用系統(tǒng)設計，它是前兩部分內容的綜合利用，并要求學完本課程后每位同學也都要自己設計出一個單片機系統(tǒng)。

因學生層次不同、專業(yè)不同、課時也不同，所以對匯編和C51的學習安排是一個討論很多的問題。由于課時問題，很少有學校能把二者都詳細的講解，但二者又各有其優(yōu)勢，不能清楚地說只學哪一種好。我們計算機專業(yè)的學生學習過C語言、Java語言、部分學生還選修過C#，他們的軟件編程能力相對較強，所以我把大多時間用來講他們不熟悉的匯編，并且讓他們用較多的時間結合硬件原理圖寫程序。對于C51的學習，我不會像那些一流的學校一樣完全交給學生去自學，但也只講C51和標準C語言的不同點，然后指定一些資料讓他們自學相關內容，并要求他們用C51重做那些用匯編做過的題目。這樣，他們從自己編寫程序的訓練中明白了匯編和C51的優(yōu)缺，節(jié)省了單片機統(tǒng)一學習的課時，也提高了自己的自學能力。大多數學校的學生都學過C語言，所以也可據此調整，合理安排匯編和C51的學習。

Proteus等仿真軟件[4]的講解也是各高校單片機課程探討較多的一個問題。我認為如果時間充裕的話，Proteus等仿真等軟件的講解是完全有必要，至少給同學們簡單的講解其功能和使用，讓有興趣的學生可以自己學習。這樣學生才可能在各種電子競賽和自己的設計中得心應手。為促進學生自學，可把這些內容在期末成績的平時成績中加以體現(xiàn)，所占分值比例當然可視具體情況而定。

要想讓學生很好的學習這門課，并最終具有開發(fā)設計的能力，所要學習的東西確實不少。所以，教師必須合理安排自己的教學內容，給學生明確指出需要自學的資料，并通過各種方法提高同學們的學習興趣，通過各種途徑提升同學們學習的動力。

2 教學中存在的難點和問題

很多學生認為單片機課很難學，特別是入門時非常難。原因何在？

第一，源自于單片機課程本身。單片機開發(fā)是一門綜合性很強的技術，單片機的開發(fā)者除了要學好單片機課程外，還必須要有扎實的電路設計功底和很好的語言編程的能力，同時還要學習軟硬件仿真及其他開發(fā)測試設備等的原理和使用。所以，和其他課程相比，單片機開發(fā)者需要軟硬件的綜合知識，并能加以應用。

第二，單片機實驗教學和理論教學進度上存在著“異步性”。即學生必須學習一定的軟、硬件知識，掌握一定量的單片機理論知識后，才能從事相關的實驗設計。所以，如何合理安排理論課和實驗課是一個問題。

第三，理論學習和實踐應用脫節(jié)。有些教師不注重實踐教學和理論教學的緊密聯(lián)系，認為學生首先要把理論掌握好，然后才能做實驗，而不是在理論課程中拿出實際的設計例子邊分析邊講解，致使學生在理論學習中因沒實際應用例子而難以理解相關知識，最終在實驗課程中感覺無從下手，不知自己要做什么，有什么用途和意義。所以，如何達到理論課程和實驗課程的相互促進是一個非常值得研究的問題。

第四，學校和教師對單片機實踐教學的重視程度不夠，導致學生也忽視課程的實際應用，最終導致學生常出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象?！秵纹瑱C開發(fā)技術》是一門實踐性很強的課程，真正的學習是要到達學以致用的。所以，如何使學生產生刻苦學習的動力，能自己設計出單片機系統(tǒng)是一個很有現(xiàn)實意義問題。

3 對教學中存在問題的幾點思考

根據以上提出的問題，結合自己的教學經驗總結出以下體會。

第一，學校對學生的專業(yè)或方向課程都要合理的安排施教梯隊。一般，學校安排的教學計劃能考慮到課程知識的遞進性和延伸性，但在具體的每門課的教學中，往往又被教師人為地割裂開，使學科之間產生間隙，造成學生不能把這些課程很好的銜接在一起，也不知道學習這些科目到底有什么用，用在哪里，更不知道該如何使用所學的知識做出相關設計。比如，《C語言》和《電子技術》等是《單片機開發(fā)技術》課程的基礎，這就需要這些基礎課程的老師在授課時也盡可能的聯(lián)系更多的實際應用，使學生能把自己相關的學科課程聯(lián)系起來，不至于到學習單片機課程時感覺內容很多，知識很難。