楊立生

正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇南京 211106

單片機(jī)教學(xué)方法研究

楊立生

正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇南京 211106

本文在分析單片機(jī)課程教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合授課的實(shí)際情況，提出了適合的教學(xué)方法和原則，改善了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生應(yīng)用能力。

單片機(jī)；教學(xué)方法；應(yīng)用能力

單片機(jī)以其低廉的價格和優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，如智能儀表、工業(yè)控制、家用電器等方面，可以說單片機(jī)無處不在。由于其體積小、功能強(qiáng)、可靠性好、性價比高，所以應(yīng)用也日益廣泛深入。社會對單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用人才也保持著較高的需求，因此高等院校的電類、機(jī)械類和計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)都開設(shè)了單片機(jī)原理及應(yīng)用課程。單片機(jī)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用單片機(jī)的能力，包括單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，還要熟悉單片機(jī)的開發(fā)流程，涉及的知識面比較廣，因此單片機(jī)教學(xué)必須在實(shí)踐中不斷摸索，探尋出一條學(xué)用結(jié)合的道路。本文在分析單片機(jī)教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐，對這門課的教學(xué)方法做深入探討。

一、枯燥的傳統(tǒng)教學(xué)方式

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)，均以單片機(jī)結(jié)構(gòu)為主線，一開始就提出總線、地址的概念，初學(xué)者難以理解這些抽象的概念。第二部分指令部分又是脫離具體任務(wù)的獨(dú)立部分，學(xué)生不易理解指令的用途，更不用說掌握和運(yùn)用了。第三部分是接口的原理應(yīng)用和擴(kuò)展，需要學(xué)生在全面理解前面兩部分的基礎(chǔ)上會設(shè)計(jì)匯編程序和C程序。單片機(jī)的各部分協(xié)同工作，最終才會形成一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生如果不能充分理解這些，單靠片面地學(xué)習(xí)一些概念和原理是很難掌握的。因此，學(xué)生在剛接觸到單片機(jī)時都反應(yīng)無法入門，學(xué)到后來基本放棄了。其實(shí)單片機(jī)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，也很有趣味性，所以如果能改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從趣味入手，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，一定可以提高教學(xué)效果?，F(xiàn)在各所高校幾乎都認(rèn)識到這一點(diǎn)，都在進(jìn)行各種教學(xué)改革的探索，筆者在教學(xué)過程中的一些做法如下。

二、培養(yǎng)學(xué)生興趣

學(xué)生之所以對單片機(jī)學(xué)習(xí)缺乏興趣是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的原理和指令等知識都很抽象，對學(xué)生來說單片機(jī)就是一些看不見摸不著的概念，很難產(chǎn)生興趣。如果能讓學(xué)生一開始就對單片機(jī)有感性認(rèn)識，再從感性到具體應(yīng)用，效果會好很多。

1.從感性認(rèn)識入手

我們在第一次上課時會準(zhǔn)備單片機(jī)的芯片實(shí)物、各種接口芯片和輸入輸出設(shè)備的實(shí)物，如單片機(jī)AT89C51、小鍵盤、發(fā)光二極管、數(shù)碼管、液晶屏、溫度傳感器18B20等，然后結(jié)合實(shí)際對這些實(shí)物的功能進(jìn)行介紹，以日?？梢姷南匆聶C(jī)、冰箱、熱水器和空調(diào)等家用電器為例，說明這些器件的使用場合，再用仿真軟件或開發(fā)板演示由這些器件組成各個實(shí)用的電子系統(tǒng)，比如一般人比較容易理解的測溫系統(tǒng)，包括數(shù)碼管及液晶顯示、輸入按鍵識別、發(fā)光二極管控制等。這樣學(xué)生對單片機(jī)的功能和使用情況有了感性認(rèn)識，同時從芯片角度了解單片機(jī)，使單片機(jī)不再是抽象的概念和名詞術(shù)語。

2.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

學(xué)生通過第一次課對單片機(jī)的應(yīng)用廣泛性有了認(rèn)識，這只是培養(yǎng)興趣的第一步，接下來還需要對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的問題找到合適的解決途徑，方便學(xué)生自己解決問題，這就是合理利用網(wǎng)上資源?，F(xiàn)在網(wǎng)上資源非常豐富，尤其是一些單片機(jī)初學(xué)者的論壇，基本上討論的問題都是剛接觸單片機(jī)會遇到的問題，如什么是總線，什么是地址，為什么要劃分地址總線和數(shù)據(jù)總線，內(nèi)存單元和寄存器的區(qū)別等，論壇里的解釋一般都采用舉例子的方式，從初學(xué)者易于理解的角度來解釋這些基本概念，通俗易懂，可作為課堂教學(xué)之外的有益補(bǔ)充。

此外，當(dāng)學(xué)生對某個問題不了解時不要直接給出答案或結(jié)論，而應(yīng)該啟發(fā)學(xué)生自己解決，比如需要查閱什么資料可以解決這個問題，到哪里去查閱等，給學(xué)生提供實(shí)用的網(wǎng)址，當(dāng)學(xué)生閱讀資料遇到問題時再給以具體指導(dǎo)。學(xué)生在查閱資料的過程中既解決了問題，獲得了成就感，又學(xué)會了獨(dú)立解決問題的方法，會增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。同時引導(dǎo)學(xué)生自己看芯片資料，做到單片機(jī)學(xué)習(xí)中的舉一反三，避免學(xué)了一種型號的單片機(jī)就只會這一種，而是應(yīng)該在接觸其他單片機(jī)的過程中通過比較更加深入地理解單片機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)的今天，豐富多彩的單片機(jī)論壇為我們提供了極大的便利。豐富的單片機(jī)軟硬件資源、案例、經(jīng)得起推敲的典型電路和程序模塊都非常值得我們?nèi)W(xué)習(xí)。我們應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生去挖掘、消化和運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源，它的意義超出了教學(xué)過程本身。單片機(jī)教學(xué)應(yīng)以教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法而不單單是知識。

三、增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)動手能力

單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要想學(xué)好單片機(jī)，一定要多動手，多實(shí)踐。如果不注重實(shí)踐，學(xué)完課程后學(xué)生很可能不懂單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)，沒達(dá)到實(shí)用的目的。針對這種情況，我們從兩方面入手，一是把實(shí)驗(yàn)安排在理論教學(xué)的過程中，而不是所有理論講完之后才去實(shí)踐；二是通過開放實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)。

1.理論與實(shí)踐緊密結(jié)合

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)是前面先講理論，把所有理論課上完再集中做實(shí)驗(yàn)。如果能改變這種方式，在學(xué)完基礎(chǔ)知識后就做第一個入門實(shí)驗(yàn)，這樣效果會比較好。這個實(shí)驗(yàn)有兩個目的：一是讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)操作步驟，二是通過軟件仿真加深對前面所學(xué)知識的理解，對內(nèi)存單元、寄存器、數(shù)據(jù)處理等方面的知識產(chǎn)生感性認(rèn)識。然后再講各個接口電路的原理、應(yīng)用及編程方法，每講一部分硬件知識，就安排1～2個相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，比如講完基本I/O口的操作就安排跑馬燈實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上修改程序達(dá)到靈活運(yùn)用I/O口的目的。再比如講完鍵盤識別的方法，就安排按鍵識別實(shí)驗(yàn)，并設(shè)計(jì)一定的附加內(nèi)容，達(dá)到根據(jù)按鍵輸入情況完成某些功能的目的。所有的接口都通過這種方式來進(jìn)行，具體情況可根據(jù)各自的課時調(diào)整。

2.通過開放實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

在單片機(jī)教學(xué)中，常規(guī)教學(xué)一般是完成知識講授、學(xué)生在已有硬件平臺上完成既定實(shí)驗(yàn)的過程，而系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)得不到鍛煉，這一點(diǎn)可以依靠開放式教學(xué)來彌補(bǔ)。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)也包括課內(nèi)內(nèi)容沒掌握好的學(xué)生利用課余時間來補(bǔ)充，我們這里只探討實(shí)驗(yàn)室開放對培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的作用。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)涉及內(nèi)容很多，單從教學(xué)內(nèi)容上來講，我們的做法是鼓勵學(xué)生的自主創(chuàng)新性和積極性，允許學(xué)生自選題目，經(jīng)指導(dǎo)教師審核同意后，學(xué)生自己擬定工作計(jì)劃，包括查閱資料、方案論證、軟硬件設(shè)計(jì)和最后系統(tǒng)調(diào)試，整個過程在指導(dǎo)教師監(jiān)督下完成。這種方式既鞏固了學(xué)生課堂所學(xué)的知識，又激發(fā)了他們對所學(xué)知識如何應(yīng)用的好奇心，引導(dǎo)他們將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐項(xiàng)目，非常適合于對基礎(chǔ)較好、希望進(jìn)一步提高的學(xué)生。

四、結(jié)束語

在單片機(jī)教學(xué)中,教與學(xué)同樣重要。改善教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生興趣,引導(dǎo)學(xué)生自己動手、動腦,以達(dá)到使學(xué)生主動學(xué)習(xí)的目的。實(shí)踐證明,這些方法能調(diào)動學(xué)生積極性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,取得了較好的教學(xué)效果。

The teaching method research on MCU

Yang Lisheng
Zhengde college, Nanjing, 211106, China

The paper analyzes MCU teaching features and proposes appropriate teaching principles and concrete methods. Both of the principles and methods are based on my real MCU teaching experience, which can not only improve the teaching effectiveness, but also enhance student’s capabilities of MCU application.

MCU; teaching method; capabilities of MCU application

book=84,ebook=783

2010-04-21

楊立生，碩士，助教。