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摘要：“单片机及接口技术”是高职高专机电专业一门重要的专业课，并且单片机的技术在企业当中应用越来越广泛，企业对单片机方面的人才需求量也越来越多。但是，高校该课程的教学方法还比较落后，很多学生学过该课之后不能很好地应用。本文针对单片机教学中存在的问题提出了一些针对性的解决方法。
关键词：单片机；基于工作过程导向；机电专业
作者简介：赵东辉（1979-），男，河北邯郸人，郑州电力高等专科学校机电系，讲师；金长虹（1959-），男，江苏无锡人，郑州电力高等专科学校机电系，副教授。（河南 郑州 450004）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）07-0078-02
“单片机及接口技术”课程在机电类专业中属于较难掌握的侧重控制方面的课程。该课程的特点是不但要熟练掌握编程方法，还要熟悉硬件的电路配置，掌握各类电子元件在控制当中的作用。但目前大多数院校上课的方法是理论课上50个学时左右，然后上实训课。实训课中主要是借助单片机实验箱完成。而单片机实验箱很多电子元件已经焊接好，只需要连接电路和输入程序即可完成操作，不能锻炼学生制作单片机电路板的动手能力，从而导致学生参加工作之后连单片机最小系统的电路板结构都不很清楚。
此外，很多高校在单片机编程教授时还是以汇编语言为主，没有教高级语言，如C语言。而现在很多企业都在用C语言进行单片机方面的编程，汇编语言由于编写复杂程序时比较困难而不再使用。
一、“单片机及接口技术”理论课和实践课融合
在单片机实验室能够满足学生上课的条件下，在“单片机及接口技术”课程的教学过程中可以采用在实验室上课的方法，通过讲解一些典型的单片机案例，让学生把相关程序下载到芯片中，然后连接线路，运行结果，可以大大提高学生学习该课的兴趣。
但是有些学校实验室并不能满足每个学生的需要，当实验箱无法满足学生上课要求时可以考虑在机房上课，通过软件仿真来实现。Keil和Proteus两个软件可以实现联合仿真，用Keil软件来编写程序，用Proteus软件来绘制电路图，然后通过设置把两者联系起来，就可以把Keil软件中编写的程序下载到Proteus软件当中，然后在Proteus软件中实现仿真过程，效果也非常好。可以通过这两个软件锻炼学生编写程序、调试程序和绘制电路图的能力，并且可以很直观地看到仿真效果，可以大大提高学生学习单片机的兴趣。而且，现在很多学生都有自己的电脑，平时在电脑上学习也很方便。
二、“单片机及接口技术”教学内容方案设计
1.教学内容与过程的编排
教学内容方面，主要采取了基于工作工程的教学方法，以来自于工作当中的典型案例进行教学。教学过程中，首先要用8次课讲授单片机的基础知识，如指令系统、编程语言、硬件系统等。然后，基本每两次课讲解一个典型案例。典型案例的讲解过程主要采取了讲授、演示、分组讨论、上机练习（或做实验）等过程。如有必要，还会采取小组代表讲解等多种形式。
目的就是以学生为主体，让学生由被动学习变为主动学习，教师从以前的讲授为主变为以引导教学为主。表1为案例教学的内容。
2.教学方法
在教学方法上先采取演示和讲授方法，再采取案例教学法。在案例教学法中采取提问式和启发式。把一个典型任务交给学生去做，采取分组讨论的形式，老师再用引导的方法进行教学。小组完成任务之后，让小组代表在课堂上进行讲解。然后，在班内进行讨论。在教学过程中采取了讲授、演示、提问式、引导式、小组讨论、启发式多种教学方法，这样有助于提高学生的学习兴趣和教学效果。
3.教学手段
在教学过程中主要还是在多媒体教室、机房和实验室进行教学活动，利用Keil编程软件和Proteus绘制电路及仿真软件进行联合仿真，既节省了硬件成本，又锻炼了学生连接虚拟硬件电路和编程的能力，而且学生们可以一目了然地看到程序运行和电路仿真的过程，效果非常好。此外，在机房中可以用软件进行编程和仿真，在实验室中学生可以认识硬件、编写程序并动手连接硬件、下载程序，最后得出结果。
4.课程实践环节教学方案的设计
在本门课实践与理论结合的教学中，在机房主要是让学生熟悉编程和仿真软件的操作，在实验室主要做中断实验、定时器实验、字模显示实验、LED灯循环点亮实验、电机正反转实验等。教学方法主要采取分组讨论的方法，以4人为一个小组，按题目要求完成实验，完成之后老师进行检查，按完成情况给小组打分。
5.教学评价方案的设计
教学评价方案采取了课程考核的形式，如表2所示。重点考查学生知识掌握的情况、技能应用情况及学习态度问题，应重点侧重于技能和知识的掌握情况。
三、通过技能大赛提高学生应用单片机的水平
现在很多学校开展各种技能大赛以提高学生的动手能力。单片机这门课程非常适合开展这种比赛。在开展该项技能大赛时必须得到学校的资金支持。如购买单片机电路板、各种电子元件、单片机的芯片等等。但是单片机成本较为低廉，总共算下来每个学生所需的成本大概为30元左右，大概1000元的经费就可以举办一次单片机技能大赛。
在单片机技能大赛中，每位选手不仅可以亲自动手焊接电路板，而且可以认识各种电子元件，如晶振、电阻、电容和发光二极管等，掌握如何把程序下载到芯片当中，如何调试程序等等，从而让学生真正体会到学习单片机的乐趣。
四、成立单片机兴趣协会
现在高校中有很多协会，如英语协会、普通话协会等。由于单片机在机电行业中的应用非常广泛，所以在机电专业中有必要成立单片机协会，通过协会可以积累一些设备，并且由协会组织开展一些学习单片机的活动，让学生增强对单片机的学习兴趣。学校可以对类似的协会进行资金和场地等方面的支持，让这种和学习相关的协会能够传承下去。学校通过技能大赛可以从协会中选拔人才，这对培养高素质技能型人才是至关重要的。
五、结束语
总之，“单片机及接口技术”课程的教学改革应该由学校、教师和学生三方面齐抓共管，而不是仅仅依赖教师改变教学方法。该门课程在企业当中应用广泛，只有从根源上进行彻底的教学改革，高校才能培养出真正合格的专业技能型人才。
参考文献：
[1]程兴国.基于Proteus和Keil构建的单片机虚拟实验室[J].福建电脑,2009,(1):135-150.
[2]马刚,李向仓.用Proteus与Keil整合构建单片机虚拟仿真平台[J].现代电子技术,2006,(24):122-127.
[3]李芳,李家庆.基于Proteus+Keil的单片机实验仿真平台[J].中国教育技术装备,2009,(4):60-72.
[4]曹建树,曾林春,夏云生.基于Proteus和Keil接口的虚拟波形发生器仿真[J].北京石油化工学院学报,2008,16(3):15-19.
[5]周灵彬,张靖武.单片机应用产品的PROTEUS设计与仿真[J].今日电子,2008,(1):64-65.
[6]陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报,2008, (2):310-315.
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：单片机；基于工作过程导向；机电专业
作者简介：赵东辉（1979-），男，河北邯郸人，郑州电力高等专科学校机电系，讲师；金长虹（1959-），男，江苏无锡人，郑州电力高等专科学校机电系，副教授。（河南 郑州 450004）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）07-0078-02
“单片机及接口技术”课程在机电类专业中属于较难掌握的侧重控制方面的课程。该课程的特点是不但要熟练掌握编程方法，还要熟悉硬件的电路配置，掌握各类电子元件在控制当中的作用。但目前大多数院校上课的方法是理论课上50个学时左右，然后上实训课。实训课中主要是借助单片机实验箱完成。而单片机实验箱很多电子元件已经焊接好，只需要连接电路和输入程序即可完成操作，不能锻炼学生制作单片机电路板的动手能力，从而导致学生参加工作之后连单片机最小系统的电路板结构都不很清楚。
此外，很多高校在单片机编程教授时还是以汇编语言为主，没有教高级语言，如C语言。而现在很多企业都在用C语言进行单片机方面的编程，汇编语言由于编写复杂程序时比较困难而不再使用。
一、“单片机及接口技术”理论课和实践课融合
在单片机实验室能够满足学生上课的条件下，在“单片机及接口技术”课程的教学过程中可以采用在实验室上课的方法，通过讲解一些典型的单片机案例，让学生把相关程序下载到芯片中，然后连接线路，运行结果，可以大大提高学生学习该课的兴趣。
但是有些学校实验室并不能满足每个学生的需要，当实验箱无法满足学生上课要求时可以考虑在机房上课，通过软件仿真来实现。Keil和Proteus两个软件可以实现联合仿真，用Keil软件来编写程序，用Proteus软件来绘制电路图，然后通过设置把两者联系起来，就可以把Keil软件中编写的程序下载到Proteus软件当中，然后在Proteus软件中实现仿真过程，效果也非常好。可以通过这两个软件锻炼学生编写程序、调试程序和绘制电路图的能力，并且可以很直观地看到仿真效果，可以大大提高学生学习单片机的兴趣。而且，现在很多学生都有自己的电脑，平时在电脑上学习也很方便。
二、“单片机及接口技术”教学内容方案设计
1.教学内容与过程的编排
教学内容方面，主要采取了基于工作工程的教学方法，以来自于工作当中的典型案例进行教学。教学过程中，首先要用8次课讲授单片机的基础知识，如指令系统、编程语言、硬件系统等。然后，基本每两次课讲解一个典型案例。典型案例的讲解过程主要采取了讲授、演示、分组讨论、上机练习（或做实验）等过程。如有必要，还会采取小组代表讲解等多种形式。
目的就是以学生为主体，让学生由被动学习变为主动学习，教师从以前的讲授为主变为以引导教学为主。表1为案例教学的内容。
2.教学方法
在教学方法上先采取演示和讲授方法，再采取案例教学法。在案例教学法中采取提问式和启发式。把一个典型任务交给学生去做，采取分组讨论的形式，老师再用引导的方法进行教学。小组完成任务之后，让小组代表在课堂上进行讲解。然后，在班内进行讨论。在教学过程中采取了讲授、演示、提问式、引导式、小组讨论、启发式多种教学方法，这样有助于提高学生的学习兴趣和教学效果。
3.教学手段
在教学过程中主要还是在多媒体教室、机房和实验室进行教学活动，利用Keil编程软件和Proteus绘制电路及仿真软件进行联合仿真，既节省了硬件成本，又锻炼了学生连接虚拟硬件电路和编程的能力，而且学生们可以一目了然地看到程序运行和电路仿真的过程，效果非常好。此外，在机房中可以用软件进行编程和仿真，在实验室中学生可以认识硬件、编写程序并动手连接硬件、下载程序，最后得出结果。
4.课程实践环节教学方案的设计
在本门课实践与理论结合的教学中，在机房主要是让学生熟悉编程和仿真软件的操作，在实验室主要做中断实验、定时器实验、字模显示实验、LED灯循环点亮实验、电机正反转实验等。教学方法主要采取分组讨论的方法，以4人为一个小组，按题目要求完成实验，完成之后老师进行检查，按完成情况给小组打分。
5.教学评价方案的设计
教学评价方案采取了课程考核的形式，如表2所示。重点考查学生知识掌握的情况、技能应用情况及学习态度问题，应重点侧重于技能和知识的掌握情况。
三、通过技能大赛提高学生应用单片机的水平
现在很多学校开展各种技能大赛以提高学生的动手能力。单片机这门课程非常适合开展这种比赛。在开展该项技能大赛时必须得到学校的资金支持。如购买单片机电路板、各种电子元件、单片机的芯片等等。但是单片机成本较为低廉，总共算下来每个学生所需的成本大概为30元左右，大概1000元的经费就可以举办一次单片机技能大赛。
在单片机技能大赛中，每位选手不仅可以亲自动手焊接电路板，而且可以认识各种电子元件，如晶振、电阻、电容和发光二极管等，掌握如何把程序下载到芯片当中，如何调试程序等等，从而让学生真正体会到学习单片机的乐趣。
四、成立单片机兴趣协会
现在高校中有很多协会，如英语协会、普通话协会等。由于单片机在机电行业中的应用非常广泛，所以在机电专业中有必要成立单片机协会，通过协会可以积累一些设备，并且由协会组织开展一些学习单片机的活动，让学生增强对单片机的学习兴趣。学校可以对类似的协会进行资金和场地等方面的支持，让这种和学习相关的协会能够传承下去。学校通过技能大赛可以从协会中选拔人才，这对培养高素质技能型人才是至关重要的。
五、结束语
总之，“单片机及接口技术”课程的教学改革应该由学校、教师和学生三方面齐抓共管，而不是仅仅依赖教师改变教学方法。该门课程在企业当中应用广泛，只有从根源上进行彻底的教学改革，高校才能培养出真正合格的专业技能型人才。
参考文献：
[1]程兴国.基于Proteus和Keil构建的单片机虚拟实验室[J].福建电脑,2009,(1):135-150.
[2]马刚,李向仓.用Proteus与Keil整合构建单片机虚拟仿真平台[J].现代电子技术,2006,(24):122-127.
[3]李芳,李家庆.基于Proteus+Keil的单片机实验仿真平台[J].中国教育技术装备,2009,(4):60-72.
[4]曹建树,曾林春,夏云生.基于Proteus和Keil接口的虚拟波形发生器仿真[J].北京石油化工学院学报,2008,16(3):15-19.
[5]周灵彬,张靖武.单片机应用产品的PROTEUS设计与仿真[J].今日电子,2008,(1):64-65.
[6]陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报,2008, (2):310-315.
（责任编辑：麻剑飞）