仝戰(zhàn)營 郭課 河南機(jī)電高等專科學(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453003

高職高專單片機(jī)課程一體化教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

仝戰(zhàn)營 郭課 河南機(jī)電高等專科學(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453003

針對(duì)高專高專對(duì)人才的基本要求，分析了當(dāng)前高職高專單片機(jī)課程教學(xué)中存在的典型問題，有針對(duì)性地提出了改革的思路和方法，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)教學(xué)中理論、實(shí)踐的有機(jī)融合和相互促進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

高職高專;單片機(jī);教學(xué)改革;Proteus

High vocational colleges； Microcontroller；Teaching reform； Proteus

單片機(jī)課程是高職電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門理論與實(shí)踐性均很強(qiáng)的學(xué)科，是工科電類專業(yè)一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它把匯編和C語言知識(shí)、電子技術(shù)、微機(jī)接口知識(shí)、通信技術(shù)知識(shí)等綜合在一起[1]，屬于技術(shù)性、工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程。該課程作為電類最重要的核心課程之一，是高職高專高素質(zhì)復(fù)合技能型人才所需的全部自動(dòng)控制類知識(shí)結(jié)構(gòu)的載體，占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。然而，該課程的教學(xué)效果卻不甚理想，學(xué)生學(xué)完該課程后仍然無法具備單片機(jī)的簡單應(yīng)用和開發(fā)工作的能力。針對(duì)這一現(xiàn)象，筆者從兩個(gè)方面做了分析，并提出改進(jìn)的方法。

1 存在的問題

1.1 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互脫節(jié)

大多數(shù)單片機(jī)課程的教學(xué)，還是采用傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式：先原理后設(shè)計(jì)，先理論后實(shí)驗(yàn)。在教室進(jìn)行理論教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在不同時(shí)間不同空間完成各自的教學(xué)內(nèi)容，其中課堂教學(xué)占主導(dǎo)地位。這種模式將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)隔離，致使有些抽象的東西，不能及時(shí)消化吸收，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心都有很大影響[2]。

這種單片機(jī)教學(xué)一般均以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn)，注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯聯(lián)系，但卻忽略了“可學(xué)性”，致使學(xué)生學(xué)得吃力，老師教得辛苦，教學(xué)效果也不好。大部分學(xué)生在學(xué)完單片機(jī)后，只能應(yīng)付簡答的理論考試，卻不能實(shí)際應(yīng)用。

1.2 學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)少，實(shí)踐技能難以提高

單片機(jī)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)對(duì)整個(gè)單片機(jī)課程的教學(xué)效果起了至關(guān)重要的作用。實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)最重要的就是實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅停留在在實(shí)驗(yàn)箱上完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，硬件電路都是模塊化的，學(xué)生僅需進(jìn)行簡單的連線和編程，屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[3]，難以對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的單片機(jī)系統(tǒng)有直觀清晰的認(rèn)識(shí)，這與現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)，也與高職的培養(yǎng)理念相背離。

此外，由于實(shí)驗(yàn)室管理和師資配備等方面的問題，實(shí)驗(yàn)室平時(shí)不開放，也使得學(xué)生在課后很難再得到實(shí)踐學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)[4]。

2 對(duì)策分析

2.1 課程教學(xué)應(yīng)用Proteus和Keil軟件工具，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的融合

Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件，是一種方便直觀的教學(xué)工具，能夠真實(shí)地演示單片機(jī)運(yùn)行的過程和現(xiàn)象[5]，Keil是一種使用最廣泛的匯編語言和C語言的編譯軟件，Proteus和Keil的有機(jī)結(jié)合，可進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、測試與驗(yàn)證等綜合性仿真[6]。

在理論教學(xué)時(shí)，通過Proteus仿真演示設(shè)計(jì)效果，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)從感性到理性的認(rèn)識(shí)平臺(tái)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)習(xí)的透明度。例如，在講解定時(shí)器的相關(guān)知識(shí)時(shí)，可以用定時(shí)器0定時(shí)產(chǎn)生方波為例，利用Proteus軟件設(shè)計(jì)硬件電路如圖1所示，然后依據(jù)定時(shí)器的理論知識(shí)在Keil中編寫簡單的C程序如下，然后進(jìn)行編譯，運(yùn)行得到輸出波形如圖2所示。

綜上，整個(gè)教學(xué)過程簡潔、直觀，充分把理論和實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合起來，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，提高了教學(xué)效果。

圖1 單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生方波的硬件電路

圖2 方波輸出顯示

2.2 采用“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

單片機(jī)是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，入門較難，課程前后聯(lián)系緊密，在傳統(tǒng)的“理論—實(shí)踐”的教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)單片機(jī)原理很難有深入的理解和掌握，久而久之，學(xué)生就容易厭學(xué)。

興趣是最好的老師，在教學(xué)過程中，可采用“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的教學(xué)模式。首先將生產(chǎn)生活中隨處可見的事物引入課堂，通過演示、參觀等方式讓學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一定的感性認(rèn)識(shí)，再讓學(xué)生帶著在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)的問題去聽課和理解，最后讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中。如在學(xué)習(xí)串行通信的內(nèi)容時(shí)，可以用Proteus仿真電腦的9針com口與單片機(jī)之間全雙工通訊并給學(xué)生進(jìn)行演示，傳遞的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)顯示，這樣學(xué)生會(huì)有很大的興趣，然后教師進(jìn)行誘導(dǎo)，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，接下來講解串行通訊的理論，然后編寫程序再次進(jìn)行驗(yàn)證，從而完成了“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”教學(xué)過程。對(duì)于大部分知識(shí)點(diǎn)，不需要到實(shí)驗(yàn)室就可以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的緊密銜接，提高了課堂教學(xué)的效率；把傳統(tǒng)的教室變成了教、學(xué)、做一體化教室。

2.3 充分利用Proteus的便利性，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐培養(yǎng)

高職高專教學(xué)的基本特點(diǎn)理論適度、夠用，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能，而單片機(jī)課程本身的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果的好壞在很大程度上取決于能否靈活使用單片機(jī)。經(jīng)過前述一體化的課堂教學(xué)，學(xué)生掌握了一定的理論基礎(chǔ)，也有很大的學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)按照由易到難的原則，在Proteus環(huán)境下實(shí)驗(yàn)練習(xí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、程序編寫、測試和完善等綜合實(shí)踐，有效提高其實(shí)踐動(dòng)手能力。

在課程課程環(huán)節(jié)，教師向?qū)W生推薦一些有代表性的難易適中的題目，或?qū)W生自己查找資料和指導(dǎo)教師一起確定實(shí)用課題，確定具體的控制要求，學(xué)生自己在Proteus下完成硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，調(diào)試成功后可進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)際的Protel硬件設(shè)計(jì)和制板，可極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)習(xí)效率，提高其實(shí)踐應(yīng)用技能。

3 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)當(dāng)前電類專業(yè)單片機(jī)原理課程教學(xué)模式的不足之處，有針對(duì)性地提出了課程改革的一些思路和具體做法。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，教師應(yīng)不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，豐富教學(xué)手段，增強(qiáng)課堂教學(xué)的新穎性和吸引力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和整體素質(zhì)，不斷探索出一種培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新途徑。

[1]淡海英.關(guān)于高職單片機(jī)課程教學(xué)的分析與探討[J].陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(4)

[2]鄭小梅,擺銀龍,趙方.Proteus和Keil軟件在單片機(jī)教改中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù),2011(4)

[3]陳立.《單片機(jī)原理》教學(xué)做一體化教學(xué)的探索與實(shí)踐[J]. 科技信息, 2010(17)

[4]沈培鋒.Proteus仿真軟件在單片機(jī)教學(xué)和系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J]. 中國科技信息,2010(11)

[5]姜穎.Proteus軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào),2010(03)

[6]黃如陽.單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的Proteus仿真應(yīng)用研究[J]. 信息與電腦(理論版),2010(05)

Exploration and Practice of Integrative Teaching Reform of the Microcontroller Curriculum of Vocational

Tong Zhanying Guo Ke Henan mechanical and electrical engineering college HeNan Xinxiang,453003

According to the basic requirements of high vocational colleges for talent, analysing of typical problems in the teaching of MCU Course that exist in the current vocational, targeted reform ideas and methods to achieve the organic integration of theory and practice of MCU instructionand mutually reinforcing, and fully mobilize the enthusiasm, initiative and creativity of the students.

G718.5

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.093