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【摘要】《单片机原理与应用》是一门知识性、实践性和综合性极强的课程。文章从单片机教学的实际出发,将科研中的实物用于教学,提高学生的学习兴趣,改革教学内容和教学方法,优化实验和设计环节,以此改善教学效果。
【关键词】单片机 教学改革 EDA 实验
【中图分类号】F642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)02(a)-0158-01
随着科技的发展,单片机已应用在人们生活和科技生产的各个领域,因此,电类、机械类、计算机类等专业都开设了《单片机原理与应用》课程,该课程也由原来的专业课摇身而变为重要的专业基础课,学好单片机对学生掌握先进的专业技术知识、获得实用的职业技能、增强就业竞争力都具有十分重要的意义。然而,相当多的同学反映该课程比较难学,现就自己这几年的教学实践,谈谈《单片机原理与应用》课程教学中的几点探索。
1 生动的开场白引起学生的学习兴趣
《单片机原理与应用》是一门知识性、实践性和综合性极强的课程。所需学习的概念很多,图形很多,例子很多,内容多为抽象;编程语言为低级语言,枯燥无味且难以记忆;各部分知识联系紧密,脱节则难以补上;对于初学者来说这些都难以适应,由此会感觉入门较难,那么一堂精彩的开场白就显得尤为重要。在第一次上课时可以将实物带入课堂,教师将自己设计制作的一个系统实物带到教室,给学生分发相关资料,同时给学生做现场演示,使学生了解到这门课程与实际应用的紧密结合,在对实物作粗线条的讲解,这样就抛开抽象的概念,给学生建立了单片机应用系统的感性认识。由此强调经过理论课和实验课系统地学习单片机后,应达到如何的水平才能顺利地完成毕业设计及获得相应的职业技能,增加就业机会与今后的工作能力,让学生意识到课程的重要性,引导学生产生学习兴趣。
2 简单实物制作引发学生持久的学习热情
《单片机原理与应用》课程中,枯燥乏味的指令学习和程序设计令很多学生早早失去了学习的热情,转向投入各种高级语言的编程学习和相应的证书考试中。这一点教师要尽量引导,在初期应尽量用简短的程序驱动一定的外围部件引起学生的兴趣,比如说用单片机最小系统驱动LED流水灯等,它们的软硬件均简单便宜,主要使学生熟悉整个设计开发的流程,让学生尽早的参与其中,获得学习的乐趣,从而引发学生学习的持久热情。
3 将验证性实验引入理论教学中
《单片机原理与应用》课程的实验分为验证性实验和设计性实验。验证性实验数量可以增加,但是在理论课程讲解时即进行验证,会极大增加学生的感官认识。这样就可以在实验室中节省出大量的时间改做设计性、动手性实验。学生在实验课上由被动转为主动,不再是依葫芦画瓢。 学生学会如何进行资料的检索,参考程序的解读,实验报告或论文的书写,并通过实验的设计与制作,获得动手能力、创造性思维能力的提高,最终激发学生的创新能力。
4 EDA软件的全程介入
现代科技的高速发展,笔记本电脑价格的一路下滑,使得学生每人拥有一台笔记本电脑成为可能,在不久的将来,学生背着笔记本电脑来上课将不再引人瞩目。教师完全可以将EDA软件早早引入教学中,例如PROTEL软件,将学生领入门,这样无论在课内还是课外,学生会利用一切机会去主动学习这些知识。在这样潜移默化的教学中,又为以后的课程打下了基础。
5 单片机仿真软件的全程介入
单片机仿真软件强大的仿真功能和良好的人机界面为教师讲解课程中的难点提供了很好的帮助。其中WAVE软件就是一种比较理想的仿真软件。在源程序编译连接后,学生可从CPU窗口中清楚地看见程序每条指令的地址、机器码和源代码,从而了解各条指令占用的空间大小。通过单步运行,还可看见特殊功能寄存器的变化,定时器的值逐步增加,一旦溢出,程序指针自动指到定时器中断服务程序入口地址上,进人中断服务程序后相关寄存器的变化都及时反映在窗口上,中断返回到什么地方也一目了然。从而明确了定时器、中断向量、中断调用的概念。仿真软件的功能还不仅这些,还可以连续执行,执行到光标处,设置断点,查看片外存储器等。通过这样的方式必然引导学生的听课思路与教师的讲课思路一起活动,并启发学生进行思考,透彻地理解硬件与程序。同时教师在课堂上运行程序,可教给学生一些必要的调试手段,课后是检查他们作业和练习的有效工具,实验中可增强他们自主分析问题和解决问题的能力。
6 课程考核改革
《单片机原理与应用》课程的考核采用平时成绩占20%、实验成绩占20%和闭卷考试成绩占60%的形式。并在此基础上适当增加平时成绩和实验成绩的份额,缩小闭卷考试成绩的份额,利于学生将兴趣和精力放到平时的学习上。
7 及时引入单片机的新技术
《单片机原理与应用》课程的教学大纲中对单片机教学的重点和难点都作了较明确的规定,但是单片机的型号很多,新系列也在不断涌现,其具体结构也各不相同,学生以后接触的也不一定是现在学习的MCS一51系列单片机。教师应时刻关注单片机技术的发展趋势和应用热点,在讲课过程中及时给学生补充一些新的知识、新的技术和新的应用,开阔学生的知识面。并就各类单片机之间存在的共性问题,如结构原理,基本功能电路,以及由它们组成的典型应用系统做出一定的介绍,让学生真正掌握一种有代表性的机型,以后在实际工作中就能举一反三,灵活应用。
8 结论
在《单片机原理与应用》课程教学改革的探索中,笔者的经验还在逐步积累,目前只能说是初步的尝试,但是教学质量已获得了明显的提升,学生的上课热情日渐高涨、主动参与实验的学生人数逐步提高和单片机毕业设计的选题人数也在增加,可以说是获得了不错的初期成绩。
参考文献
[1] 丁元杰,单片微机原理及应用[M].北京:机械工业出版社.1999.
[2] 张友德,单片微型机原理,应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,2000.
[3] 范力旻,单片机原理及应用技术[M].北京:电子工业出版社,2009.
【关键词】单片机 教学改革 EDA 实验
【中图分类号】F642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)02(a)-0158-01
随着科技的发展,单片机已应用在人们生活和科技生产的各个领域,因此,电类、机械类、计算机类等专业都开设了《单片机原理与应用》课程,该课程也由原来的专业课摇身而变为重要的专业基础课,学好单片机对学生掌握先进的专业技术知识、获得实用的职业技能、增强就业竞争力都具有十分重要的意义。然而,相当多的同学反映该课程比较难学,现就自己这几年的教学实践,谈谈《单片机原理与应用》课程教学中的几点探索。
1 生动的开场白引起学生的学习兴趣
《单片机原理与应用》是一门知识性、实践性和综合性极强的课程。所需学习的概念很多,图形很多,例子很多,内容多为抽象;编程语言为低级语言,枯燥无味且难以记忆;各部分知识联系紧密,脱节则难以补上;对于初学者来说这些都难以适应,由此会感觉入门较难,那么一堂精彩的开场白就显得尤为重要。在第一次上课时可以将实物带入课堂,教师将自己设计制作的一个系统实物带到教室,给学生分发相关资料,同时给学生做现场演示,使学生了解到这门课程与实际应用的紧密结合,在对实物作粗线条的讲解,这样就抛开抽象的概念,给学生建立了单片机应用系统的感性认识。由此强调经过理论课和实验课系统地学习单片机后,应达到如何的水平才能顺利地完成毕业设计及获得相应的职业技能,增加就业机会与今后的工作能力,让学生意识到课程的重要性,引导学生产生学习兴趣。
2 简单实物制作引发学生持久的学习热情
《单片机原理与应用》课程中,枯燥乏味的指令学习和程序设计令很多学生早早失去了学习的热情,转向投入各种高级语言的编程学习和相应的证书考试中。这一点教师要尽量引导,在初期应尽量用简短的程序驱动一定的外围部件引起学生的兴趣,比如说用单片机最小系统驱动LED流水灯等,它们的软硬件均简单便宜,主要使学生熟悉整个设计开发的流程,让学生尽早的参与其中,获得学习的乐趣,从而引发学生学习的持久热情。
3 将验证性实验引入理论教学中
《单片机原理与应用》课程的实验分为验证性实验和设计性实验。验证性实验数量可以增加,但是在理论课程讲解时即进行验证,会极大增加学生的感官认识。这样就可以在实验室中节省出大量的时间改做设计性、动手性实验。学生在实验课上由被动转为主动,不再是依葫芦画瓢。 学生学会如何进行资料的检索,参考程序的解读,实验报告或论文的书写,并通过实验的设计与制作,获得动手能力、创造性思维能力的提高,最终激发学生的创新能力。
4 EDA软件的全程介入
现代科技的高速发展,笔记本电脑价格的一路下滑,使得学生每人拥有一台笔记本电脑成为可能,在不久的将来,学生背着笔记本电脑来上课将不再引人瞩目。教师完全可以将EDA软件早早引入教学中,例如PROTEL软件,将学生领入门,这样无论在课内还是课外,学生会利用一切机会去主动学习这些知识。在这样潜移默化的教学中,又为以后的课程打下了基础。
5 单片机仿真软件的全程介入
单片机仿真软件强大的仿真功能和良好的人机界面为教师讲解课程中的难点提供了很好的帮助。其中WAVE软件就是一种比较理想的仿真软件。在源程序编译连接后,学生可从CPU窗口中清楚地看见程序每条指令的地址、机器码和源代码,从而了解各条指令占用的空间大小。通过单步运行,还可看见特殊功能寄存器的变化,定时器的值逐步增加,一旦溢出,程序指针自动指到定时器中断服务程序入口地址上,进人中断服务程序后相关寄存器的变化都及时反映在窗口上,中断返回到什么地方也一目了然。从而明确了定时器、中断向量、中断调用的概念。仿真软件的功能还不仅这些,还可以连续执行,执行到光标处,设置断点,查看片外存储器等。通过这样的方式必然引导学生的听课思路与教师的讲课思路一起活动,并启发学生进行思考,透彻地理解硬件与程序。同时教师在课堂上运行程序,可教给学生一些必要的调试手段,课后是检查他们作业和练习的有效工具,实验中可增强他们自主分析问题和解决问题的能力。
6 课程考核改革
《单片机原理与应用》课程的考核采用平时成绩占20%、实验成绩占20%和闭卷考试成绩占60%的形式。并在此基础上适当增加平时成绩和实验成绩的份额,缩小闭卷考试成绩的份额,利于学生将兴趣和精力放到平时的学习上。
7 及时引入单片机的新技术
《单片机原理与应用》课程的教学大纲中对单片机教学的重点和难点都作了较明确的规定,但是单片机的型号很多,新系列也在不断涌现,其具体结构也各不相同,学生以后接触的也不一定是现在学习的MCS一51系列单片机。教师应时刻关注单片机技术的发展趋势和应用热点,在讲课过程中及时给学生补充一些新的知识、新的技术和新的应用,开阔学生的知识面。并就各类单片机之间存在的共性问题,如结构原理,基本功能电路,以及由它们组成的典型应用系统做出一定的介绍,让学生真正掌握一种有代表性的机型,以后在实际工作中就能举一反三,灵活应用。
8 结论
在《单片机原理与应用》课程教学改革的探索中,笔者的经验还在逐步积累,目前只能说是初步的尝试,但是教学质量已获得了明显的提升,学生的上课热情日渐高涨、主动参与实验的学生人数逐步提高和单片机毕业设计的选题人数也在增加,可以说是获得了不错的初期成绩。
参考文献
[1] 丁元杰,单片微机原理及应用[M].北京:机械工业出版社.1999.
[2] 张友德,单片微型机原理,应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,2000.
[3] 范力旻,单片机原理及应用技术[M].北京:电子工业出版社,2009.