尹勇　劉嵐　周榮

摘 要 從《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》具體的教學(xué)活動(dòng)出發(fā)，讓學(xué)生打好創(chuàng)新基礎(chǔ)，形成創(chuàng)新性思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力并引導(dǎo)學(xué)生保持創(chuàng)新毅力。所采用的方法和手段能積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的能動(dòng)性和創(chuàng)造性，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的氣氛，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 教學(xué)

中圖分類號：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的新形勢下，大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高關(guān)系到我國創(chuàng)新型國家的建設(shè)。如何提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力是一項(xiàng)重要職責(zé)和歷史任務(wù)。盡管眾多文獻(xiàn)探討了提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的方法、策略和手段，然而這些文獻(xiàn)均是站在宏觀的角度，給出的建議均比較抽象，沒有把如何提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力與課程的具體教學(xué)活動(dòng)結(jié)合起來，因而收效有限。本文結(jié)合《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程，以培養(yǎng)“創(chuàng)新型”的新世紀(jì)大學(xué)生為目標(biāo)，通過通信工程專業(yè)學(xué)生必修的《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程作為平臺，對如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型的《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行探討。

1面向“創(chuàng)新”的《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)

1.1引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新性思維

要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，就需要不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)他們?nèi)ハ胂蠛屯评怼Ｔ谶M(jìn)行《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)時(shí)，教師可以舉一些現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際例子以激發(fā)學(xué)生的興趣。如導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置、計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸、電扇遙控、電子寵物等等，這些設(shè)備里面都有一顆單片機(jī)芯片。筆者在上《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí)曾經(jīng)舉一個(gè)例子。我們在學(xué)習(xí)模擬電子時(shí)，學(xué)習(xí)了P-N結(jié)，在P-N結(jié)的基礎(chǔ)上構(gòu)成了二極管和三極管。然后我們學(xué)習(xí)了三極管的特性，并且知道當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時(shí)形成各種形式的放大電路，然后在放大電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成各種集成電路（芯片），如運(yùn)放、穩(wěn)壓電源、各種CPU芯片等。這些芯片都是由半導(dǎo)體構(gòu)成，進(jìn)一步說是由由半導(dǎo)體構(gòu)成的P-N結(jié)構(gòu)組成，再進(jìn)一步說是由P-N結(jié)構(gòu)成的三極管組成。再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思維，如既然現(xiàn)在所有的芯片都是由半導(dǎo)體作為基礎(chǔ)材料，那么這種材料的特性可能會限制芯片的使用溫度和工作速度，能否尋求一種更好的可以替代半導(dǎo)體的材料（比如納米材料）來制造芯片，讓芯片的工作溫度更高、功耗更低、速度更快？這些芯片與未來的量子計(jì)算機(jī)有什么關(guān)系？這樣通過引導(dǎo)進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

1.2激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力

教師在進(jìn)行《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意從學(xué)生的內(nèi)在和外在兩方面不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力。

為了激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)新動(dòng)力，教師應(yīng)從“以教師為中心”的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變到以學(xué)生自學(xué)為中心、以指導(dǎo)和服務(wù)學(xué)生為中心的教學(xué)方法上來。比如在上“定時(shí)器/計(jì)數(shù)器”章節(jié)時(shí)，可以利用多媒體手段，形象的解釋定時(shí)器和計(jì)數(shù)器有什么不同。同時(shí)還進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，單片機(jī)的計(jì)數(shù)器和大一時(shí)學(xué)習(xí)的數(shù)字電路基礎(chǔ)中的定時(shí)器有什么區(qū)別？更進(jìn)一步，教師還可以將《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的“定時(shí)器/計(jì)數(shù)器”與常用的PC機(jī)和手機(jī)中的“定時(shí)器/計(jì)數(shù)器”進(jìn)行比較，單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器與PC機(jī)中的計(jì)數(shù)器是總是對著干，比如單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器是加法計(jì)數(shù)器，而PC機(jī)中的計(jì)數(shù)器屬于減法計(jì)數(shù)器。如此等等。

為了激發(fā)學(xué)生外在的創(chuàng)新動(dòng)力，教師在教授《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí)，有意識地引導(dǎo)學(xué)生與考研、就業(yè)等結(jié)合起來。比如現(xiàn)有的《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》教材內(nèi)容安排中，對并口擴(kuò)展和RS232串口總線講得多，對I2C總線、CAN總線及USB接口技術(shù)卻很少涉及。然而現(xiàn)在企業(yè)里面對I2C總線、CAN總線及USB接口的開發(fā)和應(yīng)用比較多。為此教師可在課堂上適當(dāng)向?qū)W生補(bǔ)充當(dāng)前企業(yè)和社會使用比較熱門的硬件接口和軟件編程技術(shù)。教師需要收集一些與《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》相關(guān)公司企業(yè)的招聘信息，然后引導(dǎo)學(xué)生，告訴學(xué)生學(xué)好了《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程，一定會找到相應(yīng)的崗位。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新動(dòng)力自然就具備了。同時(shí)可通過歷屆電子設(shè)計(jì)大賽中的優(yōu)秀作品及創(chuàng)作者的介紹，或者成功校友的一些經(jīng)歷作為動(dòng)力來激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新動(dòng)力。

1.3培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新毅力

為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新毅力，教師在講解《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí)，可以列舉一些例子。比如第一臺計(jì)算機(jī)是機(jī)械計(jì)算機(jī)，是一種系列齒輪組成的裝置，它需要使用種鑰匙旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能夠做加法和減法，功能非常弱小，而且無法普及使用，怎么辦？需要一顆永不放棄的恒心繼續(xù)創(chuàng)新。于是人們又發(fā)明了電子管計(jì)算機(jī)，但是電子管計(jì)算機(jī)體積龐大，而且速度太低，還是無法普及，怎么辦？于是晶體管計(jì)算機(jī)又被發(fā)明了。晶體管比電子管小很多，不需要暖機(jī)時(shí)間、消耗能量較少、處理更迅速、更可靠，但是由于晶體管計(jì)算機(jī)價(jià)格太昂貴，主要用于商業(yè)、大學(xué)教學(xué)和政府機(jī)（下轉(zhuǎn)第86頁）（上接第80頁）關(guān)，還是無法普及使用，怎么辦？大規(guī)模集成電路（芯片）計(jì)算機(jī)又被發(fā)明了，包括現(xiàn)在的PC機(jī)、服務(wù)器、單片機(jī)、DSP和手機(jī)等，都屬于大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)?？墒侨藗冞€沒有停止探索創(chuàng)新的步伐，功耗更低、速度更高的量子計(jì)算機(jī)正在研究和實(shí)驗(yàn)中。

另外，教師在講解《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí)，可通過加強(qiáng)學(xué)生在動(dòng)手能力上的培養(yǎng)，以增強(qiáng)他們的創(chuàng)新毅力。有科研課題的老師，盡量讓學(xué)生參與，編寫一些簡單的程序模塊，焊接一些簡單的芯片和分離元件，讓學(xué)生不要怕幸苦、不要擔(dān)心失敗。哪怕只是跑腿買元器件、畫原理圖和PCB圖等，學(xué)生也能從中得到很大的收獲。通過這些具體的動(dòng)手，讓學(xué)生不斷的嘗試，不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力。

2結(jié)語

通過通信工程專業(yè)學(xué)生必修的《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程作為平臺，結(jié)合具體的教學(xué)過程，從引導(dǎo)學(xué)生打好基礎(chǔ)、形成創(chuàng)新性思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新毅力等角度多方面出發(fā)，積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的能動(dòng)性和創(chuàng)造性，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的氣氛，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。所培養(yǎng)的學(xué)生在課外科技活動(dòng)、開放實(shí)驗(yàn)室課題、電子設(shè)計(jì)競賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)中具備了創(chuàng)新意識，并多次在國家大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃、挑戰(zhàn)杯、節(jié)能減排比賽中獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，取得一定效果。

基金項(xiàng)目：2014年，湖北省教育廳，湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目（2014126）：以“人人卓越”為目標(biāo)的《單片機(jī)原理與通信接口》教學(xué)改革與實(shí)踐。

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