高职教育单片机技术课程教学改革.docx

高职教化单片机技术课程教学改革与实践摘要”单片机技术”课程是一门专业技术课程，是一门工程实践性 很强的课程，也是高职高专电气、电子、信息技术、计算机等专业的必 修课。但因其理论性、综合性过强，学生在学习的过程中，普遍感觉内 容枯燥，难以理解和应用。文章结合教学实践阅历，对单片机技术课程 教学提出了一些实践分析和改革建议。关键词单片机技术课程教学实践性改革与实践单片机具有体积小、功能强、应用面广等特点，目前正在快速地取代着 传统数字电路与模拟电路，完成以前由硬件完成的工作。单片机技术是 现代电子工程领域一门飞速发展的技术，广泛应用于机电、自动限制以 及电子等多个领域，它是自动化智能限制装置的核心技术。“单片机技术” 课程是高职高专电气、电子、信息技术、计算机等专业的必修课，为从 事机电产品、电子产品生产与开发的企业培育具有单片机应用产品设计、 分析、调试和制作实力的实践型人才，对学生职业岗位实力培育和职业 素养提高有着重要支撑作用。在单片机课程的学习过程中，涉及的学问点比较多，既有数字电路和模 拟电路的基础学问，又有以汇编和C语言为代表的程序设计学问。同时, 由于现在超大规模集成电路的迅猛发展，单片机的工艺也得到了很大的 改进，其型号层出不穷，更多新的学问须要学习。因此，不管是老师还 是学生，在教学过程中都没有太多固定的阅历可以借鉴。基于以上现状, 作者针对高职高专相关专业对单片机技术课程的要求，并充分考虑该课 程具有内容多、更新快、学时少的特点，对单片机技术课程从理论教学、 实践教学、教学方法和教学手段三个方面对单片机技术课程的改革与实 践进行了相关探析。一、理论教学的改革与创新1 .传统教学的弊端分析。传统的单片机教学长期受一般教化的影响，注 意课程本身的学问结构,过于讲究系统性和完整性以及前后的逻辑联系, 忽视了教学的对象和对象的接受实力，因此，许多初学者尤其是职校的 初学者，在学习过程中感到很困惑吃力。总体来看，职校学生学习单片 机觉得困难，主要体现在以下三方面：首先，单片机课程本身具有综合 性，整合度高。其次，教材不适合高职高专学校的学生。最终，传统单 片机教学中理论和实践不能紧密结合。2 .改革与创新。第一，依据高职特点，优化教材。目前，大部分高职高 专的单片机教材都是参照高校教材或技术书籍编写的，以单片机原理和 应用理论作为学习重点，缺少实际的操作环节。针对高职高专学生基础 学问薄弱、理解实力较差的特点，我们经过广泛调研与论证，本着学问 够用、学问点新、技能应用性强、利于理解和自学的原则，编写了相应 的教材。本教材联合多家职业院校以及相关企业编写而成，由河南科学 技术出版社出版。该教材将单片机技术整合为两大主线：一是单片机硬 件资源部分；二是单片机接口及外围电路部分，最终结合程序的设计编 写而成。本教材的首要特点是“教、学、做” 一体化。每章都配备实训模块，每 个模块的选择都配有普遍易懂的实例，教师在教授过程中可以先从实训 模块入手，调动学生的学习爱好和主动性，将每章的学问点讲解融入浅 显生动的实例中。其次，反映了单片机技术的新发展，在介绍常用机型 时，适当介绍了新机型的发展和应用。第三，以汇编语言为主进行讲解, 考虑到C语言的应用越来越广泛，适当介绍了 C语言的应用。第四，内 容编排上依次合理，力求简明扼要，深化浅出，通俗易懂，可读性强， 便利读者学习和驾驭。第五，教材正文与例题、习题紧密协作。习题除 了配备与正文学问点相对应的题目以外，还增加了拓展环节，增加了一 些小的实训设计，为动手实力较强的同学供应了帮助。其次，理论和实践相结合，引入情境教学。单片机应用技术强调硬件与 软件的结合。首先，要驾驭大量的硬件资源，对单片机的硬件结构特别 熟识，诸如存储方式、接口电路、定时'计数器的选择、串口通信等资源, 而且还要对其进行合理的硬件电路设计。其次，要完成软件部分的工作, 也就是在硬件电路设计的基础上完成软件编程及外围资源的运用。最终, 在完成了硬件和软件的基础上，还要实现软硬件的联调工作，因此，假 如能结合一个综合实例来进行教学，就可以达到一个比较好的教学效果。 针对于此，我们引入了智能小车限制系统作为载体，该产品以单片机作 为限制核心，包括电机驱动模块、显示模块、语音模块、遥控模块、液 晶显示模块以及多种转换模块，从多个角度达到对单片机学问的深化学 习。各个模块的限制方式敏捷，可以通过多种方式实现。例如，显示模 块可以选择数码管、液晶等方式；语音模块可以采纳蜂鸣器或语音芯片 等，所以选用智能小车作为载体有很好的可选性和可扩展性。本课程共设计了以下几个学习情境。时间模块设计：依次利用单片机的 软件延时实现；再利用单片机定时器实现。显示模块设计：依次用发光 二极管、数码管、字符液晶、图形液晶实现。限制模块设计：依次练习 独立式按键、矩阵式按键、无线遥控实现。电机驱动模块设计：主要练 习直流电机的转速、方向的限制；步进电机的换相。语音模块、通信模块设计：是该项目产品的扩展性模块，当然还可以扩展其他更丰富的功第三，完善教学资源，供应自学环境。（1）制作教学录像。制作完整的 视频录像资料以便于课程教学，学生依据须要，可重复观看教学录像， 以更好地驾驭单片机技术应用课程的相关学问和技能。视频指导学生学 习的形式是将整个试验、实训过程播放出来，相当于老师在试验室手把 手地指导，起到示教的作用，学生因此可以在课前课后参照视频进行试 验实训的操作。（2）完善教学课件。制作了理论课、实践课教学用课件 后，为了解决教学中重点、难点问题，可通过图片、动画、视频使教学 内容以直观、生动的形式表现出来，提高教学效率和质量，促进学生的 学习。（3）刚好更新习题、教学资源库。结合课程内容，完成多媒体课 件的制作，建立试题库，完成全部试验实训及教学视频的制作，实现课 程网络教学。同时，课程的电子教材、教案、学习指导、习题库等都可 在网上操作，为学生创建自主学习平台。二、实践教学的改革与实践1 .改善试验条件，更新试验设备。单片机试验室近几年来取得较大的发 展，对外沟通合作也得到了不断扩展。2009年引进了浙江天煌公司 thwskw-2型单片机开发综合试验装置和thgdk-2k型单片机限制对象试 验箱。其中thwskw-2型试验装置是针对各大中专院校开设的单片机课程而设 计的试验装置，本试验装置供应了 75个试验项目，既有软件编程，又有 硬件仿真，还有cpld试验。既增加了试验的敏捷性和生动性，使学生从 抽象的软件编程中解脱出来，加深对单片机和cpld的相识，同时还提高 学生的学习爱好。thgdk-2k型单片机限制对象试验箱则可以gps、位置 限制、航模舵机限制、伺服电机等综合性设计，帮助学生完成单片机课 程的试验进阶，提高学生对于单片机综合学问的应用。2 .注意创新，自主开发好用型学习板。为切实提高学生的动手实力，可 依据课程实践性强的特点，在课程教学过程中，给学生供应较为完善的 自主学习平台，使课内教学与课外自学相互结合，相得益彰。针对市场 中单片机试验、实训装置费用较高，我们开发设计了基于51单片机最小 系统的开发学习板,每个学生只需花费50元左右就可以拥有一套试验实 训装置，有效地打通了课内与课外的局限，为学生供应了 “做中学”的 空间。3 .组织学生开展电子设计竞赛。实现试验室对外开放，让学生可以在业 余时间内，在老师的指导下，选择一些趣味性、好用性强的项目（如智 能时钟、温度计、智能风扇等）。自己购买元器件，完成硬件焊接与调试、 软件编程以及软硬件联调等工作。学生还可以分组合作，分模块设计， 既能加深对所学学问的理解，增加学生的动手实力，同时还增进学生之 间的团结协作实力。学院每学年都组织一次电子设计大赛，并设置肯定 的奖项。一方面，可以提高学生的学习主动性；另一方面，也为学生供 应了参与全国电子设计大赛的参赛资格。三、教学方法与教学手段的改革与实践在教学过程中，坚持“以老师为主导，以学生为主体”的教学理念。针 对课程内容和学生特点，敏捷采纳讲演教学、启发探讨、案例教学、任 务驱动、交互式等多种教学方法，以启发学生思维，提高其分析问题、 解决问题的实力。1 .讲演教学。这一教学方法主要通过老师的课堂讲授完成。在教学中， 强调与其他相关学科之间的亲密联系，细心梳理学问系统的逻辑性，便 于理解与驾驭；充分利用多媒体课件，增加课程的形象性、直观性，拓 宽学生思路。同时，注意师生互动，通过讲授、提问、启发探讨等方式 活跃课堂气氛，激发学生思维，增加学生学习的主动主动性。2 .启发探讨。讲解学问点时，老师提出问题，启发学生思索并绽开探讨、 归纳总结出一般规律。比如老师在讲单片机定时器概念时，让学生以简 易秒表为例来进行探讨，秒、分钟的计数如何解决，秒的进位如何实现。 先让学生先分组探讨，然后给出答案，这样既能帮助学生驾驭学问点， 又能充分发挥学生的主动性，激发其学习爱好。3 .案例教学。案例教学法是体现理论与实践、学问与实力、教学与探讨 相结合的一种方法。老师借助生产实践中的案例，对限制对象某一功能 的背景和过程进行全面描述，将学生融于特定的单片机技术情境之中， 进而组织学生对相关技术问题进行探讨、分析，解决理论学问与实践应 用之间的冲突，注意学生创新实力的培育与提高。4 .任务驱动。通过实践教学中各关键学问点的单项应用、综合应用，提 高学生的实践动手操作实力，培育学生独立分析问题、解决问题的实力。 老师通过布置任务、答疑、辅导，起“引导”作用，学生也可充分利用 单片机diy教学平台、试验实训仪器设备、相关专业网站等各项资源， 完成项目任务。5 .交互式教学。利用校内局域网，将课程的学习指导、试题库、实训指 导书、多媒体课件等教学协助资料全部放在网上建立起翔实的教学资源。 学生可在课余时间上网，进行自学或提出疑问，老师在网上进行答疑， 实现师生交互式教学与学习。四、改革考核方式，促进教学单片机技术课程是一门实践性很强的课程，首先，学生要驾驭单片机的 硬件资源，并能合理地调配硬件资源，完成元器件的焊接和调试工作； 其次，学生要驾驭软件编程实力，即以C语言或汇编为基础的编程实力; 最终，在硬件和软件实现的基础上进行软硬件联调。所以，单片机课程 的考核假如仅仅依靠试卷考核的方式根本不能满意教学的要求。于是， 我们将该课程的考核方式进行了改革，将课程的考试分成三大模块，理 论成果、实训成果和平常成果。学生期末的试卷成果占总成果的40%左 右。学生的实践动手实力即实训成果占总成果的40%左右。平常成果中 可以包含提问、出勤和作业以及试验等，占总成果的20%左右。另外， 老师可以依据自己学校的实际状况，结合自己学生的特点安排各考核项 所占的比例。参考文献1刘守义.单片机应用技术m .西安：西安电子科技高校出版社， 2007.2唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革口 .试验 室探讨与探究，2010 (5).3谢伟红，章健军.高职单片机原理与应用“主体一主导”教学 设计口.职业技术教化，2010 (20).