论文部分内容阅读
【摘要】“单片机原理与技术”是一门以实践应用为主的课程，教学内容主要包括单片机内部电路工作原理、外围接口电路设计和软件设计，目的是为了培养学生运用所学知识进行工程应用。在教育部提出地方高校向应用型转型的今天，单片机课程的实验教学向我们提出了更高的要求。本文以“单片机原理与技术”这门课程的教学改革为主要内容，在分析了教学现状和问题的基础上，根据专业实际需要，紧紧围绕培养目标进行实验教学的新手段、新方法的探索。
【关键词】单片机原理与技术 新方法的探索 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）12-0025-02
一、存在的问题
1.教学内容缺少“系统”的概念
“单片机原理与技术”课程的教学侧重于理论和实践，将单片机分成数个部分进行工作原理的讲授和验证性实验，这样做不能将单片机系统级设计的概念完整的提出来，所以大部分学生学完课程之后还是很迷茫，不能做到学以致用。
2. 实验设备陈旧
单片机技术的发展日新月异，从这个角度来说，实验设备不适合购买成套的实验台、实验箱等。一方面这些设备通常比较昂贵，购置后两三年就会发现其实验内容与最新的技术不匹配；另一方面，这些设备通常只能做一些固定的实验，缺少灵活性，学生按照实验讲义连好线缆，下载编写好的程序就可以成功的完成实验，这样的过程无法让学生对接口技术和电路的制作产生直观的理解。由于我校单片机实验台购置于2003年，使用的主控芯片是ATMEL公司的AT89系列，这块单片机内部硬件资源较少，和现在内置AD转换器、SPI通信端口等硬件资源的单片机相比在性能上具有较大差距，学生学习本课程之后拿到当前主流的单片机进行开发时会感到无从下手。
二、教学改革探索
针对目前的现状，“单片机原理与技术实验”应该从教学内容、方法、考核方式等方面进行改革。
1.教学内容
首先为了强调单片机系统设计的概念，学院在原有36课时理论课，18课时实验课时的基础上，增加了为期两周的单片机系统设计实训这一实践环节。实训过程要求学生制作一件完整的基于单片机技术的电子作品。为了更好的让学生完成实训这一环节，编写了单片机实训案例，案例的选题除了依据学校现有条件外，还要考虑趣味性和实用性。
其次在理论教学环节大量增加Proteus仿真验证的示例，在讲完一部分硬件模块工作原理后当堂演示相关的Proteus仿真示例。
最后依据学院现有条件编写适合本院学生使用的实验讲义，实验讲义的内容与理论课紧密衔接。
2.教学方法
教学方法的优劣直接影响到学生参与学习的积极性和主动性。教学中根据学生的特点不断的改进教学方法，丰富教学手段，逐步提高学生的设计能力。
由于学院单片机实验室设备过于陈旧，因此选择合适的实验设备开展实践教学成为当务之急。考虑到我院学生电子计算机配置率已达到50%以上，选择一款价格低廉、具有良好便携性的单片机开发板成为可能。我院在“单片机原理与技术”课程开设之初会给每位上课的学生下发一块开发板，在学期末再进行回收。学生拿到开发板可以进行预习、验证、自学等各项工作。
单片机开发板的优势在于具备完整的硬件电路，学生只需考虑程序的设计方法。为此，在实验课的教学过程中应该重点凸显电路设计与制作这部分内容，实验内容除了要做到和理论课紧密衔接以外，还要做到模块化，这样可以更好的支持课程设计的环节，我院自编实验讲义内容如下所示。学生在每次实验课之前需要先按照实验讲义的要求自行制作相关电路，可以采用手工焊接的方法，也可采用印制电路板的方法完成，這个环节所需耗材由学院无偿提供。
实验一 单片机最小系统的设计与制作 内容：制作单片机最小系统，含电源、震荡电路、复位电路、下载电路等。
实验二 LED扩展板的设计与制作 内容：制作8位LED扩展板，配合实验一的电路板完成闪烁灯、流水灯等实验。
实验三 独立、矩阵按键扩展板的设计与制作 内容：制作4位独立按键、4*4矩阵按键的扩展板，配合实验一、实验二的电路板完成独立按键识别，矩阵按键识别等实验。
实验四 数码管扩展板的设计与制作 内容：制作4位数码管驱动电路，配合实验一、实验三的电路板完成数码管驱动实验。
实验五 定时器实验 内容：使用实验一、实验三、实验四制作的电路板完成秒表的设计。
实验六 中断实验 内容：使用实验一、实验三、实验四制作的电路板完成定时器中断、外部中断实验
实验七 AD转换实验 内容：制作温敏电阻、光敏电阻扩展板，配合实验一、实验四的电路板完成温度、光照测量实验。
实验八 串行通行实验 内容：使用实验一、实验四制作的电路板配合电脑完成穿行通信实验
3.考核方式
考核是检验学生学习效果的一种方式。采用科学的考核形式，准确而又公正地评价学生，是改进教学工作的重要内容。在实际操作中，可将考核分为平时成绩、实验成绩、考试成绩和课程设计成绩4个部分，需要强调该课程实践的重要性，适当调整实践环节分值在总成绩中所占比重。平时成绩占总成绩10%；实验成绩占总成绩20%，这里主要以实验报告的质量为评分依据；考试成绩占总成绩50%，这里主要是指卷面成绩；课程设计成绩占总成绩20%，这里主要以电子作品质量，撰写设计报告质量为评分依据。
三、结语
对教学内容、教学方法和考核方式等几方面的综合改革，提高了学生单片机系统设计和应用的能力。单片机课程教学改革是一个长期的过程，必须不断积累经验，不断完善，只有这样，才能真正达到向应用型转型这个目标。
参考文献：
[1] 陈伦琼，范力昊.“单片机课程设计"教学改革的探索[J].常州工学院学报，2008（1）：94-96.
作者简介：衡晓，（1989-）女，汉族，新疆，硕士研究生，伊犁职业技术学院，研究方向：电气自动化。
【关键词】单片机原理与技术 新方法的探索 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）12-0025-02
一、存在的问题
1.教学内容缺少“系统”的概念
“单片机原理与技术”课程的教学侧重于理论和实践，将单片机分成数个部分进行工作原理的讲授和验证性实验，这样做不能将单片机系统级设计的概念完整的提出来，所以大部分学生学完课程之后还是很迷茫，不能做到学以致用。
2. 实验设备陈旧
单片机技术的发展日新月异，从这个角度来说，实验设备不适合购买成套的实验台、实验箱等。一方面这些设备通常比较昂贵，购置后两三年就会发现其实验内容与最新的技术不匹配；另一方面，这些设备通常只能做一些固定的实验，缺少灵活性，学生按照实验讲义连好线缆，下载编写好的程序就可以成功的完成实验，这样的过程无法让学生对接口技术和电路的制作产生直观的理解。由于我校单片机实验台购置于2003年，使用的主控芯片是ATMEL公司的AT89系列，这块单片机内部硬件资源较少，和现在内置AD转换器、SPI通信端口等硬件资源的单片机相比在性能上具有较大差距，学生学习本课程之后拿到当前主流的单片机进行开发时会感到无从下手。
二、教学改革探索
针对目前的现状，“单片机原理与技术实验”应该从教学内容、方法、考核方式等方面进行改革。
1.教学内容
首先为了强调单片机系统设计的概念，学院在原有36课时理论课，18课时实验课时的基础上，增加了为期两周的单片机系统设计实训这一实践环节。实训过程要求学生制作一件完整的基于单片机技术的电子作品。为了更好的让学生完成实训这一环节，编写了单片机实训案例，案例的选题除了依据学校现有条件外，还要考虑趣味性和实用性。
其次在理论教学环节大量增加Proteus仿真验证的示例，在讲完一部分硬件模块工作原理后当堂演示相关的Proteus仿真示例。
最后依据学院现有条件编写适合本院学生使用的实验讲义，实验讲义的内容与理论课紧密衔接。
2.教学方法
教学方法的优劣直接影响到学生参与学习的积极性和主动性。教学中根据学生的特点不断的改进教学方法，丰富教学手段，逐步提高学生的设计能力。
由于学院单片机实验室设备过于陈旧，因此选择合适的实验设备开展实践教学成为当务之急。考虑到我院学生电子计算机配置率已达到50%以上，选择一款价格低廉、具有良好便携性的单片机开发板成为可能。我院在“单片机原理与技术”课程开设之初会给每位上课的学生下发一块开发板，在学期末再进行回收。学生拿到开发板可以进行预习、验证、自学等各项工作。
单片机开发板的优势在于具备完整的硬件电路，学生只需考虑程序的设计方法。为此，在实验课的教学过程中应该重点凸显电路设计与制作这部分内容，实验内容除了要做到和理论课紧密衔接以外，还要做到模块化，这样可以更好的支持课程设计的环节，我院自编实验讲义内容如下所示。学生在每次实验课之前需要先按照实验讲义的要求自行制作相关电路，可以采用手工焊接的方法，也可采用印制电路板的方法完成，這个环节所需耗材由学院无偿提供。
实验一 单片机最小系统的设计与制作 内容：制作单片机最小系统，含电源、震荡电路、复位电路、下载电路等。
实验二 LED扩展板的设计与制作 内容：制作8位LED扩展板，配合实验一的电路板完成闪烁灯、流水灯等实验。
实验三 独立、矩阵按键扩展板的设计与制作 内容：制作4位独立按键、4*4矩阵按键的扩展板，配合实验一、实验二的电路板完成独立按键识别，矩阵按键识别等实验。
实验四 数码管扩展板的设计与制作 内容：制作4位数码管驱动电路，配合实验一、实验三的电路板完成数码管驱动实验。
实验五 定时器实验 内容：使用实验一、实验三、实验四制作的电路板完成秒表的设计。
实验六 中断实验 内容：使用实验一、实验三、实验四制作的电路板完成定时器中断、外部中断实验
实验七 AD转换实验 内容：制作温敏电阻、光敏电阻扩展板，配合实验一、实验四的电路板完成温度、光照测量实验。
实验八 串行通行实验 内容：使用实验一、实验四制作的电路板配合电脑完成穿行通信实验
3.考核方式
考核是检验学生学习效果的一种方式。采用科学的考核形式，准确而又公正地评价学生，是改进教学工作的重要内容。在实际操作中，可将考核分为平时成绩、实验成绩、考试成绩和课程设计成绩4个部分，需要强调该课程实践的重要性，适当调整实践环节分值在总成绩中所占比重。平时成绩占总成绩10%；实验成绩占总成绩20%，这里主要以实验报告的质量为评分依据；考试成绩占总成绩50%，这里主要是指卷面成绩；课程设计成绩占总成绩20%，这里主要以电子作品质量，撰写设计报告质量为评分依据。
三、结语
对教学内容、教学方法和考核方式等几方面的综合改革，提高了学生单片机系统设计和应用的能力。单片机课程教学改革是一个长期的过程，必须不断积累经验，不断完善，只有这样，才能真正达到向应用型转型这个目标。
参考文献：
[1] 陈伦琼，范力昊.“单片机课程设计"教学改革的探索[J].常州工学院学报，2008（1）：94-96.
作者简介：衡晓，（1989-）女，汉族，新疆，硕士研究生，伊犁职业技术学院，研究方向：电气自动化。