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摘要：本文从当前嵌入式技术迅猛发展对高技能、高素质、创新人才的需求出发，为提高学生职业技能能力，对单片机教学创新进行了探究。
关键词：单片机；创新；仿真；立体化
中图分类号：G42文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-01-0-01
一、单片机教学的重要性
随着物联网的兴起，嵌入式系统技术的迅猛发展，单片机系统作为一种典型的嵌入式系统在机电设备、智能仪表、医疗电子、家用电器、汽车电子、通信设备等领域得到了广泛的应用。同时单片机课程在数控、自动化、机电、应用电子、计算机应用等专业的课程体系中处于承上启下的核心地位。但是，单片机应用技术是一门综合性课程，它涉及电子技术、计算机技术、控制技术等多个学科领域；基于“以知识点为序”的传统学科体系，使学生觉得单片机课程学习抽象，越学越糊涂，所学知识与工程实际相差太远，走向工作岗位之后，还需重新回。
由此可见，建立突出职业能力培养的单片机课程标准，改革教学内容和教学方法手段，根据工程实际要求，以开发实际产品为轴，将单片机应用技术的基本知识和基本技能融合到产品开发中的教学内容体系。使学生在完成产品开发的过程中不知不觉地学会单片机的应用技术，培养了学生的动手能力，提高了学生的创新意识，达到了良好的教学效果。
二、创新教学内容
与企业联合，将单片机应用技术课程内容作了较大幅度的修改，教学内容来源于我院李文华教授开发的“数控配料机械控制仪”和“ZRB汽车仪表”，无论是器件的选型、还是电路的设计以及程序的编写，都按照工程上的实际需求来设计。
我们从“数控配料机械控制仪”中精心挑选出课程的主要内容，讲解单片机应用系统的开发过程、设计方法和基本技能。按产品划分为六大项目，每一个项目包括了若干个实例，每一个实例实际上就是一个任务，是完成设计制作的某个小任务。将单片机应用系统设计的基本知识和基本技能穿插在各个任务完成的过程中讲解，每一个实例则只讲解完成本任务所需要的基本知识、基本方法和基本技能，从而将知识化整为零，降低了学习的难度。
三、构筑立体实训平台
为了解决课内单片机实验的局限性，我们从二个方面创造良好的学习环境。一、对电子创新实验室的全天24小时开放，为学生提供了进行单片机综合性、设计性实验的条件；二、我们在“MFSC-3实训平台”的基础上研制并推出了“MFSC-1设计平台”、“MFSC-2课外平台”，从而构筑了立体实训平台系统。“MFSC-3实训平台”适用于课堂教学实训；“MFSC-2课外平台”适合于学生课外训练；“MFSC-1设计平台”用于课程设计、产品开发、毕业设计等自主创新开发中。从而克服了课时限制，学生动手机会受限，实验效果不佳的弊端。实现了以学生学习为主体，教与学互动、讲与练结合，从丰富多样的工程实例中增加实践经验，从而缩短了与企业人才要求的距离。
四、创新教学方法
课程融“教、学、做”于一体，培养学生从工程的角度去分析问题、解决问题及创新设计，为迅速地开发和调试产品打下了坚实的基础。每一个实例都是按以下方式组织编排的：1、提出任务目标：给出本次课要解决的一个具体的产品功能要求；2、分析任务特点：分析解决本任务的方法及步骤，选出符合工程实际的最优方案；3、相关知识：掌握相关实现本任务所需的知识；4、软硬件设计：硬件的搭建，和软件程序编写；5、应用小结及扩展：对本任务所涉及到知识和技能小结，并在本实例的基础上提出比本实例难度高的任务，让学生课外自己设计。
例如，在系统程序设计过程中，不仅仅是介绍系统功能的实现问题，还详细地介绍了硬件抗干扰和软件抗干扰方法，不仅仅是介绍单个状态的应用系统的设计，更重要的是用实例讲解了具有多个状态的应用系统的设计方法。从在软件程序编写上，强化了对工程的实用方法的介绍，避免了理想化的设计。
五、创新教学手段
为了降低实验和开发的成本，拓展学生学习空间，提高学生的学习效果，我们引入了proteus仿真软件。该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模数电路仿真、单片机以及外围电路组成的系统的仿真、键盘和LCD系统仿真的功能；提供了多种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，便于调试；支持主流单片机系统的仿真。同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil等软件；具有强大的原理图绘制功能。学生在Keil上完成单片机软件设计调试，在Proteus上可以很方便地进行硬件的设计和仿真测试，观察电路的工作状态及软件运行的变化情况。这对于学生深入学习有极大的帮助。
构筑了立体化的教学环境，我们建立了开放的单片机学习教学网站，网站有丰富的内容：课程的教学内容的视频、全国电子设计大赛的项目设计视频、产品“数控配料机械控制仪”的软硬件设计思路和源程序、交互式教学论坛等配套资源。
六、结束语
我们在教学过程中，本着以学生为中心的理念，培养学生的可持续发展的能力，提高学生的职业能力和素质能力为目标，做了一些探索。改进后的单片机教学，内容由浅入深，工学结合。提高了学生的学习兴趣和学习的主动性，使学生能够更好的掌握单片机软硬件设计。
参考文献：
[1]李文华.单片机技术应用与系统开发[M].大连:大连理工大学版社,2008.
[2]刘心红,郭福田,孙振兴，曾丽.Proteus仿真技术在单片机教学中的应用[J].实验技术与管理,2007,24,(3):96-98.
关键词：单片机；创新；仿真；立体化
中图分类号：G42文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-01-0-01
一、单片机教学的重要性
随着物联网的兴起，嵌入式系统技术的迅猛发展，单片机系统作为一种典型的嵌入式系统在机电设备、智能仪表、医疗电子、家用电器、汽车电子、通信设备等领域得到了广泛的应用。同时单片机课程在数控、自动化、机电、应用电子、计算机应用等专业的课程体系中处于承上启下的核心地位。但是，单片机应用技术是一门综合性课程，它涉及电子技术、计算机技术、控制技术等多个学科领域；基于“以知识点为序”的传统学科体系，使学生觉得单片机课程学习抽象，越学越糊涂，所学知识与工程实际相差太远，走向工作岗位之后，还需重新回。
由此可见，建立突出职业能力培养的单片机课程标准，改革教学内容和教学方法手段，根据工程实际要求，以开发实际产品为轴，将单片机应用技术的基本知识和基本技能融合到产品开发中的教学内容体系。使学生在完成产品开发的过程中不知不觉地学会单片机的应用技术，培养了学生的动手能力，提高了学生的创新意识，达到了良好的教学效果。
二、创新教学内容
与企业联合，将单片机应用技术课程内容作了较大幅度的修改，教学内容来源于我院李文华教授开发的“数控配料机械控制仪”和“ZRB汽车仪表”，无论是器件的选型、还是电路的设计以及程序的编写，都按照工程上的实际需求来设计。
我们从“数控配料机械控制仪”中精心挑选出课程的主要内容，讲解单片机应用系统的开发过程、设计方法和基本技能。按产品划分为六大项目，每一个项目包括了若干个实例，每一个实例实际上就是一个任务，是完成设计制作的某个小任务。将单片机应用系统设计的基本知识和基本技能穿插在各个任务完成的过程中讲解，每一个实例则只讲解完成本任务所需要的基本知识、基本方法和基本技能，从而将知识化整为零，降低了学习的难度。
三、构筑立体实训平台
为了解决课内单片机实验的局限性，我们从二个方面创造良好的学习环境。一、对电子创新实验室的全天24小时开放，为学生提供了进行单片机综合性、设计性实验的条件；二、我们在“MFSC-3实训平台”的基础上研制并推出了“MFSC-1设计平台”、“MFSC-2课外平台”，从而构筑了立体实训平台系统。“MFSC-3实训平台”适用于课堂教学实训；“MFSC-2课外平台”适合于学生课外训练；“MFSC-1设计平台”用于课程设计、产品开发、毕业设计等自主创新开发中。从而克服了课时限制，学生动手机会受限，实验效果不佳的弊端。实现了以学生学习为主体，教与学互动、讲与练结合，从丰富多样的工程实例中增加实践经验，从而缩短了与企业人才要求的距离。
四、创新教学方法
课程融“教、学、做”于一体，培养学生从工程的角度去分析问题、解决问题及创新设计，为迅速地开发和调试产品打下了坚实的基础。每一个实例都是按以下方式组织编排的：1、提出任务目标：给出本次课要解决的一个具体的产品功能要求；2、分析任务特点：分析解决本任务的方法及步骤，选出符合工程实际的最优方案；3、相关知识：掌握相关实现本任务所需的知识；4、软硬件设计：硬件的搭建，和软件程序编写；5、应用小结及扩展：对本任务所涉及到知识和技能小结，并在本实例的基础上提出比本实例难度高的任务，让学生课外自己设计。
例如，在系统程序设计过程中，不仅仅是介绍系统功能的实现问题，还详细地介绍了硬件抗干扰和软件抗干扰方法，不仅仅是介绍单个状态的应用系统的设计，更重要的是用实例讲解了具有多个状态的应用系统的设计方法。从在软件程序编写上，强化了对工程的实用方法的介绍，避免了理想化的设计。
五、创新教学手段
为了降低实验和开发的成本，拓展学生学习空间，提高学生的学习效果，我们引入了proteus仿真软件。该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模数电路仿真、单片机以及外围电路组成的系统的仿真、键盘和LCD系统仿真的功能；提供了多种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，便于调试；支持主流单片机系统的仿真。同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil等软件；具有强大的原理图绘制功能。学生在Keil上完成单片机软件设计调试，在Proteus上可以很方便地进行硬件的设计和仿真测试，观察电路的工作状态及软件运行的变化情况。这对于学生深入学习有极大的帮助。
构筑了立体化的教学环境，我们建立了开放的单片机学习教学网站，网站有丰富的内容：课程的教学内容的视频、全国电子设计大赛的项目设计视频、产品“数控配料机械控制仪”的软硬件设计思路和源程序、交互式教学论坛等配套资源。
六、结束语
我们在教学过程中，本着以学生为中心的理念，培养学生的可持续发展的能力，提高学生的职业能力和素质能力为目标，做了一些探索。改进后的单片机教学，内容由浅入深，工学结合。提高了学生的学习兴趣和学习的主动性，使学生能够更好的掌握单片机软硬件设计。
参考文献：
[1]李文华.单片机技术应用与系统开发[M].大连:大连理工大学版社,2008.
[2]刘心红,郭福田,孙振兴，曾丽.Proteus仿真技术在单片机教学中的应用[J].实验技术与管理,2007,24,(3):96-98.