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摘要: 单片机课程是一门多理论、实践性较强的课程,在教学中要把握好理论教学、实践教学、考核各个环节。本文从这三个方面对单片机课程的教学模式进行了分析。
关键词: 单片机课程 理论环节 实践环节 考核环节
随着电子技术和计算机技术的迅速发展,单片机具有体积小、性价比高、可靠性好等优点,已被广泛应用于工业控制、智能化仪器、数据采集、通信及家用电器等领域,其在教学及产业界的技术推广是当今科学技术发展的热点。单片机技术是现代电子技术中的一项不可缺少的重要技术,是电子类专业和机电类专业学生必须掌握的一门技术,同时也是一门非常重要的专业课。掌握有关单片机的组成和工作原理以及系统的扩展和接口技术,能够为从事和开发与电子信息和通信领域相关的嵌入式系统的研究工作打下较为扎实的基础。
单片机课程是一门多理论、重实践的课程,其理论知识和实践能力对于单片机课程的学习都非常重要,因此在教学过程中如何将这两个环节把握好就显得尤为关键。
一、理论教学方面
单片机课程是一门实践性很强的课程,它主要体现在硬件和软件的紧密结合,要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构,所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。
在传统的教学模式下,教师习惯于以“单片机简介→硬件结构→编程指令→系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解,这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题,如:单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题,很难提高学生的实践能力,导致学生失去学习兴趣。
为了提高学生的实践能力,可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性,一个模块可以是一个单元的知识,可以是几个单元的组合,甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块,大模块可以组成更大的模块,一环套一环,这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈,有利于教师对学生进行有效的指导。比如说,我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块,在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明,存储器结构,指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识,然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块,使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器,并学会用指令对接口进行编程。
总的来说,模块化教学的含义及特点是详细分析、概括、总结了单片机课程的所有内容,改变了原有课程体系的束缚,打破了原有章、节的顺序,根据高职学生的素质和能力,根据理论和实践相统一的特点,把单片机课程分为若干个主模块,每个主模块下又分为不同的子模块,并根据不同的模块采取了与之相应的教学方法和教学手段。与传统的理论教学模式相比,模块化教学模式能更好地使学生掌握单片机的理论知识。笔者通过一段时间的教学尝试,取得了较好的成效。
二、实践教学方面
实践教学一般分成实验教学和课程设计两个阶段,实践教学穿插在理论教学阶段中,通过一定数量的实验课,学生不仅能很好地掌握课堂上所学的理论知识,而且能达到举一反三的目的,因此也达到了理论教学的目的。对于实验课的内容应该选择一些实用性强的内容进行实验教学。为增加学生的主动性,实验指导书一般只给出简单的实验内容和要求,以及基本的硬件接线图,其余的环节就由学生自己在实验课中独立完成,如程序设计和上机调试。
传统的单片机程序设计工具为汇编语言,使用汇编语言编程的优点是代码紧凑,运行效率高,可直接对单片机硬件进行控制;缺点是对单片机硬件结构的依赖,语句抽象不易理解,编程功能弱,编程效率低等。过去单片机的教学和实际开发中更多地使用汇编语言,但是由于单片机的运行速度的提高,以及存储器成本的降低,汇编语言的优势不再明显,大有被高级语言取代的趋势。基于此形势,在教学中使用的开发语言已实现从纯汇编语言向以C语言为主而汇编为辅的转变。如可以使用keil C51uVision集成开发环境来进行调试,同时可以结合Proteus软件进行仿真,使学生了解单片机开发的软件仿真流程,也可以配合硬件实验箱,完成硬件仿真。
由于实验学时的限制,师生在实验课中只能做一些验证性和熟悉所学知识的实验,大型的综合性和研究性实验只有在课程设计中完成,因此课程设计就是实践教学的一个重要环节,一般在两到三周的时间内由学生完成从硬件设计到软件设计、仿真、做出实物的全过程。在课程设计过程中,教师应鼓励学生利用学校图书馆的资源,查阅电子或纸质资料,独立设计系统方案,利用实验室开放时间,进行硬件环境的构建和软件的调试。在调试过程中,教师可采用启发式的方法,引导学生自己发现问题和解决问题。总之,课程设计的教学目的是加深学生对单片机系统的理解,补充理论教学和实验中的不足,既有助于学生单片机系统概念的建立,又培养了学生独立开发与应用单片机系统的能力。
三、考核方面
对于单片机这种实践性强的课程,不应该仅仅使用一张试卷考试的这种形式,而应该使用理论考核与实践考核两方面相结合的方式。理论考试可以通过试卷的形式进行考核,实践考核应结合学生平时的实验成绩,课程设计的作品,以及口试的形式来完成。口试主要体现学生的表达能力,了解学生对知识的掌握程度。最后将学生两部分的成绩进行综合。通过这种考核方式可以全面了解学生对所学知识的应用能力、实践能力、创新能力。
四、结语
单片机课程作为一门重要的专业课,对于大多数学生来说是有难度的,但是只要我们根据学生的实际情况以及学校的教学资源合理地安排教学计划,应用更好的教学模式,相信一定会取得较好的教学效果,既可以让学生很好地掌握课程内容,又可以使单片机课程成为学生最感兴趣的专业课。
参考文献:
[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[2]陈贵银.高职院校《单片机原理及应用》课程模块化教学讨论[J].武汉船舶职业技术学院学报,2007.2.
[3]周立功.单片机实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.
关键词: 单片机课程 理论环节 实践环节 考核环节
随着电子技术和计算机技术的迅速发展,单片机具有体积小、性价比高、可靠性好等优点,已被广泛应用于工业控制、智能化仪器、数据采集、通信及家用电器等领域,其在教学及产业界的技术推广是当今科学技术发展的热点。单片机技术是现代电子技术中的一项不可缺少的重要技术,是电子类专业和机电类专业学生必须掌握的一门技术,同时也是一门非常重要的专业课。掌握有关单片机的组成和工作原理以及系统的扩展和接口技术,能够为从事和开发与电子信息和通信领域相关的嵌入式系统的研究工作打下较为扎实的基础。
单片机课程是一门多理论、重实践的课程,其理论知识和实践能力对于单片机课程的学习都非常重要,因此在教学过程中如何将这两个环节把握好就显得尤为关键。
一、理论教学方面
单片机课程是一门实践性很强的课程,它主要体现在硬件和软件的紧密结合,要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构,所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。
在传统的教学模式下,教师习惯于以“单片机简介→硬件结构→编程指令→系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解,这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题,如:单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题,很难提高学生的实践能力,导致学生失去学习兴趣。
为了提高学生的实践能力,可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性,一个模块可以是一个单元的知识,可以是几个单元的组合,甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块,大模块可以组成更大的模块,一环套一环,这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈,有利于教师对学生进行有效的指导。比如说,我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块,在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明,存储器结构,指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识,然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块,使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器,并学会用指令对接口进行编程。
总的来说,模块化教学的含义及特点是详细分析、概括、总结了单片机课程的所有内容,改变了原有课程体系的束缚,打破了原有章、节的顺序,根据高职学生的素质和能力,根据理论和实践相统一的特点,把单片机课程分为若干个主模块,每个主模块下又分为不同的子模块,并根据不同的模块采取了与之相应的教学方法和教学手段。与传统的理论教学模式相比,模块化教学模式能更好地使学生掌握单片机的理论知识。笔者通过一段时间的教学尝试,取得了较好的成效。
二、实践教学方面
实践教学一般分成实验教学和课程设计两个阶段,实践教学穿插在理论教学阶段中,通过一定数量的实验课,学生不仅能很好地掌握课堂上所学的理论知识,而且能达到举一反三的目的,因此也达到了理论教学的目的。对于实验课的内容应该选择一些实用性强的内容进行实验教学。为增加学生的主动性,实验指导书一般只给出简单的实验内容和要求,以及基本的硬件接线图,其余的环节就由学生自己在实验课中独立完成,如程序设计和上机调试。
传统的单片机程序设计工具为汇编语言,使用汇编语言编程的优点是代码紧凑,运行效率高,可直接对单片机硬件进行控制;缺点是对单片机硬件结构的依赖,语句抽象不易理解,编程功能弱,编程效率低等。过去单片机的教学和实际开发中更多地使用汇编语言,但是由于单片机的运行速度的提高,以及存储器成本的降低,汇编语言的优势不再明显,大有被高级语言取代的趋势。基于此形势,在教学中使用的开发语言已实现从纯汇编语言向以C语言为主而汇编为辅的转变。如可以使用keil C51uVision集成开发环境来进行调试,同时可以结合Proteus软件进行仿真,使学生了解单片机开发的软件仿真流程,也可以配合硬件实验箱,完成硬件仿真。
由于实验学时的限制,师生在实验课中只能做一些验证性和熟悉所学知识的实验,大型的综合性和研究性实验只有在课程设计中完成,因此课程设计就是实践教学的一个重要环节,一般在两到三周的时间内由学生完成从硬件设计到软件设计、仿真、做出实物的全过程。在课程设计过程中,教师应鼓励学生利用学校图书馆的资源,查阅电子或纸质资料,独立设计系统方案,利用实验室开放时间,进行硬件环境的构建和软件的调试。在调试过程中,教师可采用启发式的方法,引导学生自己发现问题和解决问题。总之,课程设计的教学目的是加深学生对单片机系统的理解,补充理论教学和实验中的不足,既有助于学生单片机系统概念的建立,又培养了学生独立开发与应用单片机系统的能力。
三、考核方面
对于单片机这种实践性强的课程,不应该仅仅使用一张试卷考试的这种形式,而应该使用理论考核与实践考核两方面相结合的方式。理论考试可以通过试卷的形式进行考核,实践考核应结合学生平时的实验成绩,课程设计的作品,以及口试的形式来完成。口试主要体现学生的表达能力,了解学生对知识的掌握程度。最后将学生两部分的成绩进行综合。通过这种考核方式可以全面了解学生对所学知识的应用能力、实践能力、创新能力。
四、结语
单片机课程作为一门重要的专业课,对于大多数学生来说是有难度的,但是只要我们根据学生的实际情况以及学校的教学资源合理地安排教学计划,应用更好的教学模式,相信一定会取得较好的教学效果,既可以让学生很好地掌握课程内容,又可以使单片机课程成为学生最感兴趣的专业课。
参考文献:
[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[2]陈贵银.高职院校《单片机原理及应用》课程模块化教学讨论[J].武汉船舶职业技术学院学报,2007.2.
[3]周立功.单片机实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.