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单片机原理与应用8篇

时间:2022-12-30 07:50:10

单片机原理与应用

单片机原理与应用篇1

关键词:单片机;嵌入式系统;检测电路

一、紧紧围绕教学目标修订教学大纲

根据单片机课程的教学目标,本着以学生为本、淡化理论、突出实用、加强实践、力求知识的系统和完整为原则,重新修订了教学大纲。

第一,对教学内容进行了合理的取舍。

第二,重新确定了教学重点内容。既然确定“能够开发简单的开关量”产品并确保理论知识的系统性为本门课程的教学目标,那么理论教学重点就放在开发“开关量控制”所必需具备的基础知识上面,即:单片机的内部结构、指令功能、应用程序的编写、中断系统、定时、计数器等。这些内容融会贯通就必须“精讲多练”,所以我们把删除的知识所占用得课时按照一定比例分配给这些内容的理论课和实验课,突出其重要地位。

二、改革教学方法,提高教学效果

单片机系统有着强烈的现实性,对教学方式不应是单一的固定模式。可以采用:

(一)在课堂上可以将多种教学方式熔融一体,灵活应用

可以采用多媒体、实物教学,从智能控制系统的一个样板实物外型到该电路的原理图,采取部部展开,层层推进,让学生看见实物产生感性认识,联系到原理产生理性认识,由实践上升为理论,又由理论去指导实践,全面向学生传递智能系统中单片机的使用。在课堂的教学中采用讲授式、启发式、讨论式、测验等多种教学方法,根据学生的能力及教学内容的需要灵活使用。在教学中多与学生沟通,了解学生对教材、讲课、实验等的要求,根据教学大纲及时加以调整教学内容及模式,达到教学的目的。

(二)加大学生编程的训练

一是编制有规模的、科学的、实用的学生练习题集与试卷库,定期让学生做书面编程,使得他们对指令的记忆加深,二是加大学生实验室的训练,培养他们的调试程序能力,为学生自主学习创造条件。

(三)推进“学研产”结合

让一部分学生利用各种时间投入到实际的项目工程开发中去,培养学生的工程意识,强化学生的工程训练,使他们了解自动控制系统工程中单片机系统的整个开发过程,保证学生所学的知识与实际社会接轨,让这些学生以点带面促进、带动其他学生的学习兴趣。

三、加强单片机实践教学,培养学生分析问题和解决问题的能力

单片机的实践性较强,对实践教学的改革显得尤为重要。通过改革达到使学生具备科学的思维方式和较强的动手能力,并能运用MCS-51系列芯片进行工程开发和应用的能力。在教学过程中可以用单片机仿真试验系统良好的人机界面,通过单步执行功能让学生在显示窗口上可以看见相关寄存器的变化,并能看到转移位置;碰到中断时程序如何转入中断入口去执行以及中断程序结束后程序如何返回。通过程序分析和观察执行过程,一目了然。

为了使学生具有独立分析、解决工程中遇到的实际问题的能力和独立开发单片机应用系统得能力,我们在理论教学结束后另外可以增加两周集中实训教学环节,以体现出实践教学的重要性。比如:我们在分析单片机应用技能基础上,设计了一个典型系统――单片机温度(压力)检测与监控系统。它由检测系统、信号放大系统、A/D转换器、控制系统及单片机系统等六个部分组成。

具体要求如下:检测系统能把0―100℃的温度转换为0-1V的信号。放大及波形变换电路把信号放大到0―5V的直流信号,经A/D后送入单片机系统,单片机系统对测量信号进行滤波,非线性校准,标度变换,通过人机界面显示出来。报警值可通过人机界面(键盘)设定。单片机系统还能完成对控制量的自动设置。本方案是集电工、模拟电子、数字电子、自动检测、单片机的嵌入式应用于一体的系统,为了提高单片机的应用能力,我们把这个综合项目进行分解,把总的要求分解到各相应课程的实践中完成。如温度检测与监控系统分解为以下几个子项目:1.电源变压器的设计与制作;2.稳压电源的设计与制作;3.放大器与波形变换电路设计与制作;4.非电量(温度)检测设计与制作;5.单片机系统设计与制作。根据各部分之间的接口要求提出相应的指标,把这些项目分配到相应的实训中。例如把电源变压器设计与制作在电工实习中完成;稳压电源、放大器及波形变换电路的设计与制作在电子技术实训时完成;检测系统设计与制作在自动检测实训阶段完成;单片机系统的软、硬件设计在单片机课程设计阶段完成;整个系统的组装及调试在单片机实训阶段完成。通过变压器的制作,学生了解了选用漆包线的方法,学会小型变压器的设计,掌握变压器的绕制工艺。放大器的制作,使学生学会了放大器的设计、制作、调试工艺和电子测量仪器的选择与使用。检测电路的设计,使学生学会了传感器的选择和使用,进一步理解传感器的主要技术对检测结果的影响,学会测量误差的分析方法。单片机系统的设计与制作,使学生能根据工程要求,配置单片机应用系统的硬件电路,完成显示、A/D、键盘、程控等子程序的编写调试,熟练软件编程环境和仿真器、编程器的使用方法。

四、结束语

单片机系统教学应突出教学的自主性、开放性和创新性,有利于新世纪创新人才的培养,符合高校的教育教学规律。在教学过程中,以加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为指导思想、以培养与提高学生的科学实验素质、动手能力和创新能力为目标,建立以学生为主体、教师为主导,以层次化、模块化、全面开放的新的教学模式运作。力争通过单片机系统教学的改革,使学生能理解、掌握实际的单片机应用系统的开发过程,学会掌握及使用新技术的方法,使学生掌握一个实际单片机应用系统的开发模拟过程。

参考文献:

单片机原理与应用篇2

传统的单片机原理与应用课程教学的课堂上,大多单纯依靠老师的讲解。老师为了把一些抽象的概念,难懂的知识点讲解清楚,往往需要花费大量时间。并且,即使花费了大量的时间,有时因为硬件设计、系统开发等内容,也不容易在简单的平面教学中清楚地讲解,不能使学生产生感性认识。运用多媒体课件与传统教学相结合,把传统教学中难讲难理解的知识做成多媒体课件,不仅可以节省大量教学中板书的时间,还可以提高教学的质量和效率。同时老师在课堂上使用的多媒体课件一定要经过精心的准备,内容要选择难讲难理解的典型事例,通过仿真把结果动态演示出来,即能加深学生对问题的理解,又能激发学生的学习兴趣,灵活应用现代教学手段,突出解决该课程中实践性强的知识点,与传统教学相结合,对重点和难点内容进行透彻、清楚的讲解,使表现形式更加形象化,更容易理解,从而提高学生的学习兴趣。除了课堂教学,还可利用网络资源来最大限度的丰富课堂外学习,建立大范围的教学资源平台—教学网站,尽量实现优质教学资源共享,避免不必要的人力物力的浪费。利用教学网站,给学生提供学习与应用单片机技术的网络平台,开成良好地互动,真正实现教与学的有效整合[2]。

2选择合适的多媒体课件以满足教学需求

把多媒体课件应用到单片机课程的教学过程中,使得单片机教学不再枯燥,不仅可以使学生提高对理论知识的认识,而且通过仿真实例可以使学生熟悉单片机系统的开发方法,进而培养学生的动手和实践的能力。但是多媒体课件良莠不齐,必须选择合适的多媒体课件否则事得其反。首先,电子课件的开发工具有很多种,每种工具软件有各自的特点,要合理选择。在单片机多媒体课件的开发过程中,笔者所在教学团队,结合了电子课件开发工具PowerPoint和单片机仿真软件PROTUES,使用PROTUES针对具体实例开发出仿真程序,同时把仿真结果动态的插入到PowerPoint制作的电子课件中,使得多媒体课件能够演示单片机工作的动态及结果,感性且直观,同时又增加了课件的趣味性。其次,要及时更新多媒体课件以适应单片机技术的发展速度。《单片机原理与应用》是一门内容多且杂、实践能力要求高、发展迅速的课程,为了适应数字系统的不断发展,多媒体课件中动态仿真实例要尽可能的选择新事例,一方面能增加知识量,使课程和发展形势紧密结合,另一方面也能调动学生的学习兴趣,从而提高教学效果。

3结束语

单片机原理与应用篇3

Abstract: A teaching philosophy method for improving the student ability and programming ability was proposed. By introducing the proteus and keil software in the classroom, students see the control object in real time and can do it themselves. It helps to lay a solid foundation for students graduating from design and electronic contest.

关键词: proteus;keil;单片机;教学改革

Key words: proteus;keil;single-chip microcomputer;teaching reform

中图分类号:G40 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)07-0219-02

0 引言

《单片机原理与应用》这门课程是一门实用性很强的课程,目前是讲课28学时、实验12学时,一共40学时。以前的教学都是主要讲述单片机的硬件结构以及相关的组成部分的工作原理,对编程的要求不高,而且用的教材一直是以汇编语言为基础的,这样学生学习起来,单片机的汇编语言指令系统容易与另一门课程《微型计算机原理与应用》的指令混淆。而且汇编语言编程对于有些学生而言有些难度,不太容易记住。在《单片机原理与应用》这门课的12个学时的实验中,大部分学生刚对编程环境有些熟悉,刚进入状态,实验就已经完了。很多学生学完《单片机原理与应用》这门课后,让他编写一个简单跑马灯的程序都无法完成。这样对学生后期要参加的一些竞赛活动都会有一些影响,如全国大学生电子竞赛、飞思卡尔电子竞赛等竞赛活动中,都会用到单片机,而且对学生的编程能力有一定的要求。以前参加竞赛的学生都是利用暑假时间来重新学习单片机的编程知识,这样学生就会花一部分时间去补习学过的知识。而且在毕业设计中,很多学生对于课题中用到的单片机的相关的编程也不太会。鉴于目前《单片机原理与应用》这么课程教学与实践中存在着的以上问题,所以《单片机原理与应用》这门课有必要进行课堂教学的改革。我们将通过改变教学观念和模式,注重实验动手能力培养和分析解决能力培养,在考试考核等方面也相应的改革尝试。

1 改革的理念及思路

《单片机原理与应用》这门课程教学改革主要是对教学方式的改革,本次改革的侧重点是学生的动手能力和编程能力的锻炼,选择C51教材。教学方式有两种主要形式:一是以教师为中心的传授知识型教学偏重于原理的论述和编程方法的介绍;二是以学生为中心的探究与体验型教学,重视应用和编程,解决具体问题。探究与体验型教学的特点是:把问题交给学生,在老师引导下收集资料、拟定方案、动手编程实验最终解决问题,实现相关的功能,并进行归纳总结。

基本的思路是:是让学生在探究对象解决“问题”的过程中掌握本课程的知识点和原理。教师在探究式学习中的主要任务是“引导”。让学生围绕问题去琢磨,真正进入到探究的状态。因此实施本项课改探究体验学习的关键:

①是根据教学要求和课程内容,使学生充分了解当前该领域技术发展的现状,以及《单片机原理与应用》相关的知识。

②提供条件动手实验解决具体问题,实现相关功能。

③课堂上引入Proteus和keil软件,使学生在课堂上可以对相关的软硬件有一个直观的了解,并激发学生对该门课程的兴趣。

1.1 具体的实施方案与路径 本课程的教学实施分两步:①课堂教学提出问题,讲授原理要能引起学生思考和探究兴趣。要用调研、查资料的方式让学生获取学科知识体系,引起学生探究热情。在课堂上引入Proteus和keil两种软件,让学生在课堂上对单片机相关的硬件和软件有一个直观的接触和了解。②综合运用计算机技术进行设计方案、电路原理图的绘制、软件的编写和调试、完成任务达到掌握知识的目的。

1.2 考核方式的改革 考核我们从以下几个方面全面综合评价学生成绩:

①采用阶段评价、目标评价、项目评价,理论与实践—体化评价模式。

②结合设计方案答辩、现场解决问题、提交作品、测验、考试等情况,综合评价学生成绩。

③既注重学生在实践中独立分析问题和解决问题能力的考核,又注重学生协同作业的沟通、协作能力和团队精神。

2 预期的成果

《单片机原理与应用》新教学方法的研究和推广,能真正把教师的一言堂变为引导学生积极思考、思想交流的大讲堂,使学生在实践中学会分析思考,掌握科学研究基本方法,在学习实践中唤醒自己的潜能,激发自己最大的创造力。学生自主提出的问题更能引起学生的兴趣和解决问题的欲望。获得深刻的体验。

《单片机原理与应用》这门课是我院自动化、测控、电子信息和通信工程、物理学的重要专业基础课程,每年约有400学生要学习该课程。也可以为相关工科专业的学生开设。

采用与开放性实验、课程设计和毕业设计以及大学生电子竞赛相结合的方式,充分利用现代媒体、实验室和图书馆资源,不仅为学生提供了锻炼动手能力环境,还为不同年级、不同专业的学生提供了交流、探讨和相互学习的机会。使我们的课堂得到延伸。培养学生的协调能力和团队精神。为学生的就业和将来工作奠定坚实的基础。

3 实际效果和存在的问题

从目前的教学效果来看,比以前取得比较好的教学效果。由于在讲课过程中,当讲到具体实例时,都会用Proteus给出仿真的电路图和实际运行的效果图,这样学生可以很直观的看到单片机具体的控制过程,而且让学生参与互动,充分调动了学生的积极性,学生通过在课堂上自己动手编写和修改程序来控制一个具体的例程,这样大家可以把学的知识马上进行应用,可以看到实际的控制效果,学生都愿意参与。而且,我们每4人为一个学习小组,有一个开发板,大家学完相关的知识点后可以在宿舍自己互相讨论,这样可以把相关的知识点学得更加的牢靠,而且动手能力差的学生可以通过其他同学的指导也可以很快上手。这样学完这门课后整个班级没有一个不会编程的学生。如果大家有问题不清楚的可以通过电话或者QQ的方式与老师联系,可以及时的解决学习中遇到的问题。学生学完后,都不再惧怕编写程序了。

当然也存在一些问题,如刚开始的时候大家互动不是很积极,但是通过几次鼓励以后大家逐渐的积极参与到互动环节中来,还有就是我们的开发板是用串口线进行下载的,但是现在很多学生都是用的笔记本电脑,没有附带串行口,调试起来不方便,就让大家通过Proteus先仿真,通过后再到有台式机的同学那调试具体的程序。后期将通过修改开发板下载模式或加usb转串口线的方法来改变这个问题。

4 结束语

通过这次教学改革,《单片机原理与应用》这门课从原先的汇编语言教学模式转变成现在的C51编程教学模式,并通过KEIL和Proteus软件的引入,使学生在课堂上可以比较直观的看到单片机对具体硬件的控制实现的现象,加深对单片机的认识和理解。使学生学完这门课后可以自己独立的设计一些简单的单片机控制系统,为学生后期的毕业设计、参加大学生电子竞赛等打下坚实的基础。

参考文献:

[1]马忠丽.影响教学改革的因素及对策思考.甘肃科技纵横,2004,6:154-155.

[2]陈桂友,柴远斌.单片机应用技术.北京:北京工业出版社,2008:20-35.

[3]黄秀海,滕清秀.教学改革效果的实证研究.当代教育理论与实践,2012,1:111-113.

单片机原理与应用篇4

[关键词] 改革必要性、单片机、项目教学、教考分离

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0引言

《单片机原理及应用》课程是一门理论与实践性均很强的学科,是工科电子类专业一门很重要的专业基础课,把汇编语言、微机接口、通信技术知识等综合在一起,属于技术性、工程性、实践性很强的一门课程[1]。该课程作为电子、通信、自动化等专业最重要的核心课程之一,它是“电子、通信、自动化”高素质复合技能型人才所需知识结构的载体,占据着相当重要的地位[2]。 然而,传统的单片机教学一般均以学科体系为出发点,注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系,但却忽略了“可学性”,致使学生学得吃力,老师教得辛苦,教学效果也不好[3]。为了适应新形势下职业教育的培养目标,近年来,我一直致力于改革传统的教学模式研究,本文就单片机的教学改革作了一定的探索与创新构思。

1《单片机原理与应用》课程教学现状

传统的单片机教学,以单片机的结构为主线,先讲单片机的硬件结构,接着是指令和软件编程,然后是单片机系统的扩展和各种器件的应用,最后再讲一些实例。学生对课程内容理解不深,感觉枯燥无味,从而产生厌学的心理,教学效果往往并不理想。实践教学主要采用验证性实验,学生通过VM,Keil uVision等仿真软件机械的输入抄袭来的程序,验证硬件上结果,其实践能力和创新能力都不可能得到有效的提高,也不能完成实践教学的最终目标。

2《单片机原理与应用》课程教学改革的具体措施

2.1教学内容的改革

教学内容的改革主要是在现有教材的基础上适当增加单片机软件开发平台Keil uVision的内容,同时对当前流行的单片机仿真软件Proteus也应该增加一定的介绍[4],这样做到学以致用,从而增强学生的学习兴趣。

汇编语言具有精简、高效及实时控制的特点,成为单片机开发的主要工具,但是汇编语言程序的代码可读性差、移植性不好,也是学生不能深入掌握单片机编程的重要原因[5] 。而Keil uVision开发平台由于支持C语言开发、提供良好的集成开发环境、支持的单片机厂商众多等因素得到了广泛应用,成为当前最流行的单片机应用系统开发工具[6]。与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用,从而大大的提高了工作效率和项目开发周期,它还能嵌入汇编,可以在关键的位置插入汇编程序,使程序达到接近于汇编的工作效率。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。

在课堂上,教师可以通过Protel软件绘制电路原理图,用Proteus软件绘制出仿真电路图,用WAVE软件或Keil软件输入程序并编译程序,然后对程序和电路进行仿真调试运行,这样学生在课堂上通过教师直观的演示就能掌握单片机应用电路的搭建,还熟悉了仿真软件的使用及程序的调试方法,加深了学生的印象。

2.2教学方法的改革

在我的实际工作经验中,我发现在讲解指令时,学生经常通过死记硬背的方式记住指令,但在实际运用中又发现自己背下来的指令成了乱码,不知道在什么时候用什么指令,还有一些学生能读懂程序的意思,但当自己写程序时就不知从何下手了,针对这种情况,教师可以通过“项目模块引导”的教学方式,在讲解项目的过程中引出指令的使用方法,这样学生可以在实践中学会蕴含其中的抽象理论,自主的构建学习内容。学习了指令后,教师应该就所学的指令给学生布置由易到难的程序编写任务,便于学生记忆也激发了他们学习单片机的兴趣,使学生在从知识到技术的转化过程中不断学习知识、巩固知识、应用知识,大大缩短了从学到用之间的距离。

在理论教学中,实行多媒体教学、网络教学和课堂教学相结合的教学模式,应用MCS—51仿真软件直接在课堂上对程序进行调试、演示与理论配套的相关器件(如芯片、数码管、按键等)等。基本的重要的概念反复强调,贯穿整个教学活动。在实践教学中,教师要对学生实验过程中的重点、难点、关键点、及学生操作过程中存在的问题进行实时点评。并要求学生在实验任务电路和程序的基础上,进行适当修改,培养其独立进行电路和程序的设计能力。课余时间要求学生对实验任务进行印制电路板设计制作,并将任务程序下载到单片机中,实现任务功能。

2.3改革考核方式培养创造性思维

目前,单片机课程的考核常常是平时成绩与考试成绩各占一定的百分比,实验成绩计入平时成绩,期终考试重点考核理论知识,通常采用闭卷笔试的形式。学生经常是在考试前两周死记硬背知识原理,考试结束后就忘得一干二净了。这种考核方式既不能很好地反映出单片机课程实践性强的特点,也很难考察学生的分析、应用和创新能力。因此,应采取与教学内容相适应的多样化的考核方式,通过增加实验考核的分量,以促进学生应用能力和创新能力的培养与提高。例如,我们首先对考核的方式方法进行了改革,考核包括三个方面,综合能力的考核,占总成绩的40%;实训过程的考核,占总成绩的40%;平时实验、作业、课堂表现的考核,占总成绩的20%。

综合能力的考核采用“闭卷考试”的形式,实行教考分离。试卷内容包括基本概念以及汇编指令和接口等知识的应用。实训过程的考核就是在实验室根据给定的实验项目现场调试结果,教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。通过这种方式不但可以了解学生理论知识的掌握程度,而且还考查了学生的动手实践能力。

3总结

本文针对传统单片机教学模式的不足,结合教学实践,提出了“单片机原理及应用”课程改革的一些思路和做法,教师只有不断调整教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,才能有效的调动学生学习单片机的兴趣,才能培养出适应时展的高职生。

参考文献

[1]刘守义.单片机应用技术,西安电子科技大学出版社,2007

[2]杨金岩.郑应强,张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[3]李秀忠.单片机应用技术.人民邮电出版社,2007

[4]张永枫.单片机原理与应用实训教程.西安电子科技大学出版社,2007

[5]董普松.Proteus在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术,2008,(14):153-154.

单片机原理与应用篇5

关键词:单片机原理与应用;课程教学;改革;创新

中图分类号:TP368.1-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 18-0000-01

"MCU Theory and Applications"Curriculum Reform and Innovation

Wu Xiaochun

(Jiujiang Vocational College,Jiujiang 332000,China)

Abstract:In this paper,"Microcontroller Theory and Applications"curriculum content,teaching methods and curriculum assessment problems in the teaching experiment on the basis of the analysis to explore the teaching of the reform program,the case study,experiment and conduct in-depth course evaluation research to improve the quality of curriculum and teaching effectiveness,to stimulate student interest in learning and innovation,students learn the scientific way of thinking and research methods.

Keywords:MCU Theory and Applications;Teaching;Reform;Innovation

单片机是为满足测控领域的需要而诞生的,以为它具有小体积、低功耗、易于产品化、耐干扰、适用温度范围广、易于实现多机及分布式控制等优点,被广泛应用于各种控制系统中。作为一门实践性强的专业基础课,“单片机原理及应用”课程在电气、机电一体化专业中占据重要地位。因此在学时紧、内容多的情况下,如何通过单片机课程教学的改革与创新,搞好课堂教学、实验教学及课程考核,提高教学质量,激发学生的学习兴趣,提升学生的动手能力及创新能力,是我们亟待解决的问题。

一、课程教学现状分析

(一)课程教学分析。在教材选择上,随着电子技术的快速更新换代,单片机发展也得到急速提升,产品日新月异。当下,大部分高校仍以传统的MCS-51单片机作为教材进行讲授,但却因为限于该单片机的典型性,致使学生对单片机技术的更新及更新单片机缺乏了解,狭隘了学生对单片机技术了解的视野。

(二)实验教学分析。单片机实验是为配合理论教学进行设置的。用于实验的试验箱多是为了对教材理论进行验证,可见,在课程教学中的实验教学多为验证性试验,试验箱的优点在于电路板板上只需用几根线连接少数接口,抑或不需要连线,进而导入已编好的程序便能完成实验,无法对单片机的运行原理进行升入了解。因而学生不能真正地了解具体的程序编译和内部线路连接过程,缺乏对教材教学内容的反思和应用了解,根本无法对所学知识进行巩固及加深,更是无法调动学生的思考创新的积极性及创造性。

(三)考核方式存在弊端。对于当下高校的考核制度,为达到检验学生对单片机知识的真正掌握程度,仅仅依靠笔试是无法收效显著。面对单片机知识掌握的深度和广度要求,试题无法以上要求,自然无法检测出学生的真实知识掌握程度;单片机技术重在实际的生产应用,笔试则无法考察学生实际动手实践能力,达不到确保学生能将知识运用于实践的效果。

二、教学改革与创新的措施

(一)以案例法促进理论教学。有机地将实验融入课堂理论教学中来,将抽象的知识直观化,通过案例法教学,把单个的知识点有机串联起来,使单片机的教学立体化,提高学生对存储器、指令系统等抽象的知识的学习兴趣,最终发挥案例法教学的最大效益。比如,在移位控制指令的讲解时,通过依次点亮实验板上的小灯,让学生直接地理解移位指令;在寻址方式的讲解时,比较直接寻址与立即数寻址间的区别,让学生在案例发现两种寻址方式的不同之处,使其对抽象寻址的认识上升到感性认识,进而促进其对相关知识的了解通透。

(二)实验教学模式改革。单片机课程重点在知识的实践性运用,学生必须将理论知识应用到现实的实践中。因此,必须打破传统的实验教学模式,不断改革试验模式,通过基础实验、研究型实验、创新性实验等一体化实验,有机地将理论知识融入到实验中,让学生通过实践的总结掌握知识运用的要领。

1.基础实验。基础实验是理论教学初级实验,侧重于知识的验证性。通过实验,可使学生理解单片机的工作原理及常用芯片的功能、使用方法及调试方法。通过基础实验,加深对理论知识的理解,有助于理论知识的巩固。2.研究型实验。实验要以理论教学为基础,通过让学生独立设计实验来对知识加以验证。让学生独立通过实验直观地找到实际问题的答案,使之不断掌握问题的本质,从而更好地解决单片机运用过程中的难题。3.创新性实验。以知识创新为导向的实验。让学生按小组进行实验,通过小组合作完成简单的综合性课题实验,创新性实验对学生具有较强的吸引力,能使学生在主动参与中掌握实验的各个环节的要领,既提高了学生的基本操作技能,又有助于学生的自主性和创造性的激发。

(三)课程改革要以知识的拓宽为基准。以全方位涉猎促进知识全面拓展。讲课时要以点带面不断拓宽知识面,通过邀请从事单片机的专家、学者以专题讲座的方式给广大学生上公开课,使学生了解单片机的运用领域,使之看到掌握单片机核心技术的市场前景,通过对技术运用的憧憬引导学生通过网络等多途径获取前沿性较强的知识。

以综合考核确保课程改革的成效。采用综合考核的方式有助于确保单片机课程的教学改革的成效,综合考核侧重于考核学生对知识的深层理解,考核的重点是学生的实践能力,让学生通过实际动手模拟、参与软件编程和调试,不断锻炼动手能力和解决问题的能力,通过实践最终加深对单片机知识的理解与灵活运用。

三、小结

单片机的课程改革需要从理论、实践以及知识面的拓宽等方面进行全方位的革新,理论教学与实际应用结合,通过案例教学、刻板演示、课外实践、综合考核等方式,突破传统教学存在的教学瓶颈,以激发学习兴趣为起点,不断提高学生单片机知识运用能力,最终培养精通单片机各种功能操作、具备单片机技术研发创新的实用性人才。

参考文献:

[1]石建国.以工程素质培养为目标的单片机教学改革探讨[J].茂名学院学报,2009,19:3

单片机原理与应用篇6

关键词:单片机类课程 实践教学 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(a)-0127-01

随着人民生活水平的提高和相关技术的发展,单片机技术在工业控制领域和消费电子领域等方面得到了广泛的应用。作为高校相关学科的专业基础课,“单片机原理应用”课程也得到了越来越多的重视,本课程的理论性和实践性都很强[1-2]。要使学生真正学好本课程,不仅要让学生深刻理解单片机的相关理论知识,重点在于要让学生学会怎么用好单片机,因此在高校的教学中,必须做到理论教学与实践教学并重,通过实践教学带动和促进理论教学,不断提高学生的动手能力和创新能力[3]。

1 当前实践教学现状

当前的实践教学中存在的问题可以从以下三方面分析。

1.1 试验课时和试验设备不足

以我校电气工程及其自动化专业本科生的培养方案为例,单片机原理与应用理论教学共76课时,其中含有60个理论学时和16个实验学时,另外设有一周单片机原理与应用课程设计。从学时分配上,实验课时占总课时的21.05%,比例偏低。为了在有限的实验学时内完成教学任务,试验指导教师只能安排一些基础性或验证性实验,学生缺乏足够的锻炼,达不到实验教学的最终目的。另外,受实验室中设备数量限制,实践教学中出现“抱大腿”现象,即一部分同学认真做,一部分同学玩的现象。

1.2 实践教学内容缺乏创新性

传统的单片机实验教学内容中基础性、验证性内容多,综合性、设计性实验少。课程设计中选题限于试验箱和试验台资源,题目内容很难跟踪当前技术发展的热点。为了达到实物设计的目的,课程设计中题目偏重于实验台(箱)上能进行的实验项目,限于资源,题目难度总体来说偏低,实践教学过程演变成了对实验课内容的简单综合。且选题陈旧,一题多届,多人一题现象普遍,缺乏综合性、新颖性,难以激发学生学习的兴趣,更无法培养学生的创新能力。

1.3 实践教学考核体系

传统的实践教学的成绩考核包含:课程设计报告,设计过程考核和作品设计考核。由于实践教学内容缺乏创新,容易出现投机取巧的现象,使得考核过程流于形式,难以区分学生在实践教学过程中取得的成果,也就调动学生在实践教学过程中的积极性。

2 实践教学改革内容

传统的单片机原理与应用的实践教学无法达到培养学生创新能力和综合应用能力的要求,需要进行改革。针对这些问题,实践教学改革在以下几个方面展开。

2.1 实验室建设

良好的实验室条件是能够开展实践教学的基础条件。在实验室建设中不再选用试验台或试验箱这些昂贵的试验设备,而是以单片机开发板作为实践教学的平台。单片机开发板价格较低,但资源却非常丰富,可以最大程度上满足实践教学的需要。而且可以随着技术的发展不断更新教学资源,甚至部分学生会自行购买。

2.2 项目驱动式实践教学

实践教学中不再由指导教师给定题目,而是由同学们自选题目,指导教师审查题目。项目的设计既要完全包含本课程的知识点和技能要求,还要与实际相联系。所选项目可以源自日常生活中遇到的问题,也可以是自己感兴趣的课题。所选题目由指导教师审查题目难度及可行性,并给出建议后形成一个小项目。这种选题方法可以最大程度上避免选题陈旧等问题。变抽象为具体,激发学生的学习兴趣。

2.3 实践教学组织

试验资源增加后,在组织实施实践教学中,鼓励单人单组,最多两人一组。利用兴趣引导学习,激发学习的主动性,从而可以最大程度上避免“抱大腿”现象。而且因为试验资源不再局限于实验室,可以更充分的利用利用课余时间。在开设课程设计的学期内完成,参加学期末的课程设计答辩。从思想上不再把单片机课程设计当做某一段时间内需要完成的任务。通过长时间的锻炼可以取得更好的实践锻炼效果。

2.4 开发工具多样化

实践教学中坚持开放工具的多样化,不限定使用仿真器调试。实践教学前期可以使用仿真器调试,锻炼学生的编程与调试能力。到实践教学后期,因为大部分程序已经调试完成,此时引导学生脱离仿真器调试程序,锻炼学生的分析问题和解决此类问题的逻辑思维。

2.5 以知识竞赛引领创新

鼓励以实践教学的作品参加部级或者省级电子设计类比赛。参加这类比赛以增强动手能力为主要目的,同时也会保证作品的实用性、新颖性和知识的综合性。激发学生之间的竞争意识,促进实践锻炼的教学效果。

2.6 实践教学的考核体系建设

学期末组织课程设计答辩,根据所选题目难度、任务工作量、完成情况、答辩表现、课程设计报告给出最终实践教学的基本成绩。根据参加各类大赛的获奖情况给出创新成绩,这两个成绩按一定比例确定最终成绩,在我校目前实施的考核体系中,竞赛成绩所占比例为30%。增加的答辩环节,既可以鉴别该同学是否真正完成了相应的实践教学锻炼,避免抄袭现象和“抱大腿”现象,还可以锻炼学生相应的逻辑思维能力。

3 实践教学改革的成效

从2012年开始在电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程三个专业进行实践教学内容及方法的试点改革,约有1000名学生接受了新的实践教学内容和方法。通过实践教学改革,激发了学生学习的主动性与积极性,培养了学生的创新意识和综合运用知识的能力,提高了学生的动手能力。学生参加电子类大赛的人数和获奖人数以及获奖等级逐年提高,2012年,在山东省大学生电子设计大赛中参赛的8只代表队全部获得山东省一等奖,2013年,在全国大学生电子设计大赛中有两个不同的题目获得全国一等奖,还有2个队伍获得全国二等奖,剩下的9只代表队获得了山东省一等奖。这些数据充分说明学生学习的积极性得到了激发,实践动手能力得到了明显的进步。

参考文献

[1] 李洁,李卫兵.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术,2012(4):92-94.

单片机原理与应用篇7

关键词:单片机;教学改革;实践

中图分类号:TP434 文献标识码:A 文章编号:16727800(2013)002018202

0 引言

随着微电子及计算机技术的迅速发展,单片机以体积小、功能强和性价比高等特点,在工业控制、通信技术和数据采集等领域获得了广泛应用。目前,许多学校都开设了《单片机原理与应用》,这门课程将程序语言、串口通信、模拟电路和数字电路等知识综合起来,是一门理论性、技术性、工程性和实践性都很强的课程,是计算机、电子类、机电一体化、自动化等专业的专业必修课。掌握好单片机技术对高职生工程素质的培养以及职业技能的提高都大有益处。

1 目前《单片机原理及应用》课程教学的不足

自20世纪80年代后期,我国的高等院校工科专业开始开设单片机课程,至今有20多年了。这期间,在教室讲授理论,到实验室利用实验箱做实验的教学模式一直沿用至今。由于单片机技术涉及到硬件电路设计和软件设计两方面的知识和技能,学习难度较大,致使初学者上课犹如听天书,时间不长多数学生就懵懵然而放弃了,入门者寥寥。出现这些问题的原因主要是教学方法上存在一些不足。

(1)理论与实践教学比例分配不当,重理论轻实践。目前的单片机课程教学多以理论课为主,实践课为辅。教材理论体系严谨,教师教学思路清晰,但学生往往感觉内容枯燥、概念抽象、指令难记。课堂教学按照教材内容的编排顺序、相关知识的逻辑关系进行,学生刚刚接触数字电路,缺乏编程语言及计算机结构的相关知识,难以顺利入门并对课程产生浓厚兴趣。同时,大部分教师的教学方法通常以讲授为主,缺乏直观形象的实际操作。这些原因导致学生普遍认为单片机的课程非常难学。

在教学过程中,往往理论教学的学时远远多于实验教学的学时,并且实验教学一般在“汇编语言设计”讲完之后开始进行。这种教学体系的不足之处在于:①以大量的原理介绍引导学生入门,学生理解苦难,学习过程也感觉枯燥乏味;②教学过程中“重理论轻实践”,实验只是点缀,造成学生的应用能力培养缺乏,对培养应用型人才的培养目标十分不利;③软件和硬件介绍时分开,对单片机系统软硬件结合的设计方法介绍不足,学生在实际工作中缺少系统化的思路。

(2)教学方法老套,无法激起学生的学习兴趣。目前,大多数高校的理论教学过程都是采用先基础后应用的模式,即单片机硬件结构、指令系统、汇编语言设计、外部系统扩展、接口技术和应用系统设计,这种方法虽然思路清晰,但是存在着过于机械性的弊端,缺乏生动、直观的实物等辅助教学手段,这样便使学生觉得学习单片机枯燥乏味,没有现实意义、缺乏兴趣,严重影响了教学效果。实践教学形式单一且受重视不够。当前的实践课教学大多以单片机实验箱为实验平台,而开设的也多为验证性实验。观察中不难发现,学生在做实验时大都是用实验指导书上已经写好的程序资料,几乎没有多少同学去分析程序的流程,更不用说去研究读懂那些代码了。另外,对于用到电路硬件的实验,也只是按实验指导书要求在实验箱上做简单的连线,没有一个整体的电气原理图概念,再加上实验条件的有限,不可能每个同学都能得到老师的辅导,导致学生过度追求实验结果,而忽略了硬件设计、软件调试等过程。

2 《单片机原理与应用》课程教学改革的思路与措施2.1 以“任务驱动”为主要方法的教学内容

任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念;将再现式教学转变为探究式学习,使学生处于积极的学习状态,每一位学生都能根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。

在实际教学中,以学生为主体,项目、工作任务为载体,学生在教师的引领下,由浅入深、由易到难,学习单片机控制系统的设计和制作。为取得良好的学习效果,在课堂上由老师先对学生提出一个课内任务,老师不会完整的告诉学生怎么完成任务,而是只提供知识点,由学生课外完成此任务,并根据任务完成的质量进行考核和评分。

从学生的角度说,任务驱动是一种有效的学习方法。它从浅显的实例入手,带动理论的学习和应用软件的操作,大大提高了学习的效率和兴趣,培养他们独立探索、勇于开拓进取的自学能力。一个“任务” 完成了,学生就会获得满足感、成就感,从而激发了他们的求知欲望,逐步形成一个感知心智活动的良性循环。伴随着一个跟着一个的成就感,减少学生们以往由于片面追求信息技术课程的“系统性”而导致的“只见树木,不见森林”的教学法带来的茫然。从教师的角度说,任务驱动是建构主义教学理论基础上的教学方法,将以往以传授知识为主的传统教学理念转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念;将再现式教学转变为探究式学习,使学生处于积极的学习状态,每一位学生都能根据自己对当前任务的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。这为每一位学生的思考、探索、发现和创新提供了开放的空间,使课堂教学过程充满了民主、充满了个性、充满了人性,课堂氛围真正活跃起来。

2.2 变革传统的实验模式

(1)设立虚拟仿真实验室。单片机课程内容抽象,教师操作实验开发板时演示效果不太好,学生较难理解,因此,计算机虚拟仿真软件演示起着非常重要的作用。虚拟仿真系统具有以下优势:①组织单片机实验的环境简单,只要有电脑即可进行;②由于只涉及到软件,不会有硬件损坏的问题,可以避免由于设计错误导致的硬件投入浪费,降低使用成本;③绘制原理图、编制程序均在软件上实现,程序执行中各元件的运行状态直观明了,调试方便。因此,在单片机教学中引入Proteus和Keil C编程调试软件,采用多媒体教学方法,能在课堂中完成软件、硬件的调试和系统集成等内容的教学。

(2)利用单片机实验开发板进行教学。实验开发板应用十分方便,目前已经集成了键盘、流水灯和LED显示器等通用设备,线路连接简单,可以进行多个基本项目的实训。通过开发板的学习实践,运用项目教学法进行多个项目的操作,能让学生熟悉单片机及其设备的硬件知识,系统地掌握单片机P0-P3口、串口通信和中断控制的工作原理。

(3)结合多学科进行综合实践。很多学生在学习了单片机课程后,即使掌握了单片机知识,但还是不能融合其他课程的知识进行综合应用,因此,教师应将其他课程的知识与单片机的相关内容联系起来。比如,与Protel课程相结合,要求学生利用Protel设计开发板的PCB图,并制作出PCB开发板,同时自己动手焊接所有的元器件,然后进行系统调试。在此过程中,学生可以享受到自己的劳动成果,更加熟练地掌握Protel知识,更加熟悉元器件之间的硬件连接,对数字电路、模拟电路的工作特点更加了解,对单片机C语言有了更深入的认识,锻炼了各学科的综合实践能力。

2.3 考核方式的改革

与以往传统单片机原理及应用课程的教学采用纯理论的考核方式不同,考试成绩由平时考核、实践技能考核、综合能力考核3个部分组成。其中,平时考核占30%,包括平时作业、课堂表现和平时测验,作业和课堂表现侧重于知识的掌握,平时测验侧重于知识的运用。实践技能考核占30%,包括实验、企业实训和技能竞赛,在每个模块的项目实践过程中考核学生解决实际问题的能力;综合能力考核占40%,包括理论知识和实际应用两部分,理论知识考核采用“试题库”,实行开卷考试,主要考察学生对基本概念、基本原理和基本器件的掌握和理解情况,实际应用部分教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。这种考核形式注重考察学生的知识迁移能力和融会贯通能力,优于一次期末考试决定结果的传统考核办法,在贯彻执行过程中效果较好,反映出了学生的真实水平。

3 改革效果

这种单片机教学方法为学生提供了很好的实践空间,能充分吸引学生兴趣,大大提高了学生学习的积极性和主动性。很多学生主动要求延长学习时间,利用周末到实验室动手练习。在每次上实训课时,学生都特别积极,不完成任务不下课,这在以往单片机教学过程中很少见到。通过调查发现,学生对这种教学方法的改革都很认可和喜欢,教学效果得到了很好的改善。

这种教学方法既锻炼了学生的动手能力,又提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时还培养了学生的信息检索能力。实践证明,该教学方法切实有效,对高职院校单片机教学改革有一定借鉴作用。

参考文献:

\[1\] 屈莉莉,等.单片机课程实践性教学环节的建设与改革[J].中山大学学报论丛,2004(3).

\[2\] 刘桂敏.高职单片机教学改革问题探讨[J].鞍山师范学院学报,2004(2).

单片机原理与应用篇8

[关键词]单片机;创新能力;教学改革

[中图分类号]G40―057

[文献标识码]A

[论文编号]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《单片机原理及应用》课程是向学生传授单片机技术的基础课程,它综合了多门基础课和专业基础课的知识,主要培养学生进行智能化电子系统整体设计的能力,培养强电专业学生的弱电控制能力。通过学习,使学生掌握单片机应用系统的硬件设计和软件编程技术,可为后续更高层次专业课程的学习、毕业设计、参与实际的综合设计课题和将来参加工作打下良好的基础。因此搞好《单片机原理及应用》课程的教学工作,提高学生的创新能力,对提高教学质量有着非常重要的现实意义。

一 目前教学中创新能力培养存在的主要问题

我院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程三个电类专业均开设了《单片机原理及应用》课程,学生在学习了电路基础、数字电子、模拟电子、微机原理等基础课程的基础上,再学习《单片机原理及应用》课程,在整个教学安排上是非常合理的。然而通过40学时的教学和一周的课程设计,最终对学生的学习情况考核时发现学生对该课程的掌握情况并不十分理想,尤其是创新能力较差,主要表现在:

1 学生主动学习的意识不够,缺乏创新思想,学习过程中一旦碰到问题,很难认真思考、探索研究、积极主动地解决问题。

2 在《单片机原理及应用》的教学过程中,传统的教学还是以理论为主,以课堂授课为主,学生很少有应用具体电路解决实际问题的机会,不利于创新思维的培养。

3 目前实验课程体系验证性实验过多,综合性、启发型实验不够,没有大型设计性和综合性实验,基本没有对学生动手能力训练,更不用说培养学生的创新能力。

4 在传统的教学思想和方法引导下,学习成绩主要是以考试成绩确定的,因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就学生对实践环节学习的轻视心理,即是以成绩合格为目标,而不是能力获得为标准,限制了学生的创新能力。

二 改革思路和方案

针对以上问题,在单片机教学中,根据学生、教材、教学设备等实际情况,将授课内容进行全面、合理的整合优化。减少冗余,加强综合性、创新性内容,在对整个课程链研究的基础上进行了课程改革,改革后的讲课学时分配如表1所示:

在对整个课程链研究的基础上进行课程改革,可以避免学生反复学习同一内容,但又学得不够深入等问题。对照以前的教学大纲,了解当前学生所学课程,对单片机的大纲做了更改,利如增加了单片机应用典型案例、接口部分知识,删除了同步、异步通信概念、进制部分知识等。

这种改革符合目前国家教育教学改革基本方针,可以减轻学业压力,用有限的课时学习尽可能多的知识,做到“厚积”。在改革过程中注意积极开展教育创新。为培养创新意识,积极探索具有创造性的教学方法和手段,在授课中改变老师唱主角,学生当观众的教学模式:改变学生静态、被动接受的地位,建立以学生为中心的实践性教学模式。利用学生对新事物感兴趣的心理特点,鼓励学生积极、主动地去探究知识,教会学生进行创新的科研方法和在自主的学习中学会创新。另外在现行开设单片机课程中,实践内容所占比例偏少,实验设备陈旧,内容跟不上时展,因此进行了实践性教学环节改革,改善教学与实践脱节的现状,使各环节相互衔接,增加创新实验,通过加强动手能力的培养,提高了学生的综合素质和创新能力,培养应用型本科人才。

三、为提高创新能力所采取具体措施

1 提高学生学习单片机的兴趣,培养学生创新意识

兴趣是最好的老师,只有有了学习兴趣,才能够在学习中创新,喜欢创新,注意创新,发挥自身的创造性。为激发学生的学习兴趣,在开课之后,我们首先向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景,让学生明白学什么、为什么学和学会后能做什么,并利用图片、录像和实物等介绍一些当前的单片机先进科技和教师相关单片机科研成果;邀请一些单片机科技公司的技术人员、知名教授来校作单片机知识专题讲座;请一些已毕业从事与单片机技术有关的学生来现场指导教育,使他们了解单片微机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用及学好单片机的重要性和必要性,激发他们的学习兴趣,鼓励他们动脑思考有哪些领域或哪些与我们日常生活相关的电器或仪表等设备适合用单片机控制,从而使学生具有初步的创新意识。

2 鼓励学生进行单片机应用系统开发,培养学生的创新能力。

不断鼓励学生利用课余时间进行单片机应用系统开发,制作自己兴趣的产品,编写单片机程序。由于初学者一般没有开发板和仿真器这些设备,为了给学生创造条件,我们采取了以下措施:

(1)给学生提供一些单片机仿真软件,让学生在电脑上模拟实际系统,编写软件。例如提供了proteus仿真软件,它可以仿真51系列、AVR,PIC等常用的MCU及其电路,还可以和keil软件互联,可以像使用仿真器一样调试程序。又不需要任何费用,特别适合学生在单片机学习的起步阶段使用。我们在实验室里安装了这个软件,并在教学过程中向学生演示它的功能和使用,鼓励有电脑的学生安装这个软件,让他们利用课余时间自己动手做做电子表、步进电机、直流电机控制、LED显示,AD、DA转换,交通灯设计等方面的模拟实验。

(2)鼓励有一定经济条件的学生买一些小型的单片机学习开发板。目前市场上有很多专门为在校大学生学习单片机量身定做学习开发板、主控芯片。包括凌阳、51系列、AVR系统等,它们价格低,特别适合于学生利用课余时间学习单片机开发。而实验室也购置一部分这样的开发板,对学生开放,给学生创造自主学习和开发单片机系统的环境,从而培养了学生的创新能力。

3 在实验中培养创新思维

改变原有的实验教学模式,减少验证性实验,增加设计性、综合性实验,并开放实验室,随时恭候学生的来临。在整个实验进行过程中,以学生为实验的主体,最大限度地调动和发挥学生的主观能动性,引导学生积极对待实验中出现的问题,并自己动手解决这类问题。指导教师在实验的组织管理上起主要作用,而在实验中仅起指导作用,给学生指明方向,避免多走弯路,并解答实验当中出现的一些疑难问题。例如:在彩灯移动实验中,鼓励学生编写不同的移动花样,采用多种不同方法编程,并设计电路图,这样将生活中常见的小产品与课程实验结合起来。使同学们加深对理论知识的

理解,学到了实际知识,培养了分析问题、解决问题的能力,培养学生的创新思维。

4 通过课程设计改革培养工程素质,强化创新能力。

创新能力不仅仅体现在一些制作发明上,更重要的是要有必要的工程素质。在课程设计过程中,注重培养学生的工程素质。从课程设计选题开始,就要求学生注意收集相关资料、作好分工、做好实验记录、总结调试心得等。使学生熟悉从立项、方案论证、软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、到安装调试等电子设计的全过程,系统地培养学生的学习能力、交流能力、合作能力,使学生理解并认识了良好的工程规范。在设计阶段,引导学生从不同角度观察问题、提出问题、解决问题,注意实现创新性设计。在报告整理阶段,引导学生对设计过程进行总结。从方案设计到器件选型,从程序开发到调试。都要求学生将实践中获取的经验总结文字材料,使学生在设计过程逐步体验本课程的系统性。例如,选择电子时钟系统作为课程设计的同学,其硬件电路尽管相对简单,涉及的单片机资源并不多,大部分同学都能够很快的实现基本功能,但在此基础上,引导学生进行创新设计,在硬件电路基本不变的情况下,通过重新规划设计软件,实现许多如计时器、万年历、秒表、定时报警器等附加功能。

每年课程设计的题目既可从教师给定的题目中选择,也可以自行拟定,自行拟定的题目在做之前要提交可行性报告。这就进一步锻炼了学生的创新能力。2007―2008学年我专业的课程设计的可选题目如表2所示:

而课程设计评分依据学生的实际完成情况和文字报告等进行评价。例如,确定若干个基于单片机实现的仪器系统如时钟、点阵显示器等基本功能供学生选题。在指定的时间范围内,提交完成基本功能的仪器系统、相关文字报告等,最后进行答辩。毕业设计得分由设计产品功能和质量分(40%)、毕业设计报告分(30%)、答辨分(15%)、特色与创新分(15%)等部分组成,并要答辨。

5 通过考核方法改革考核学生的创新能力

考核方法作为课程教学的最后环节,它直接检验教和学双方的效果,间接指导着学生的学习。目前《单片机原理及应用》课程使用比较普遍的考核方法仍然是闭卷笔试。应该说,闭卷考试在基础理论类课程教学中,在强化学生学习和掌握知识的作用是不可替代的,但《单片机原理》课程应用性、实践性都很强,如果仍以闭卷考试作为主要评价方法,则不能较好检验学生的实践能力和创新能力。因此对当前的考核方法进行了改革,并拟建立一种长期的跟踪考核制度,将考核重点放在学生在实践中发现问题的能力考核上。即将原来的纯笔试改成了设计报告、机考和笔试相结合评分的方法。在课程结束后学生要提交一个设计报告,设计一种产品,该报告的评分标准为:报告(50%)+创新意识(30%)+程序调试(20%)。而机考指的是在实验室里现场考核,主要考核学生动手能力和程序调试能力。而笔试试卷在考核学生的基础知识的基础上,更强调学生的创新性思维,在题型上进行了改革。减少了一些需要死记硬背的客观题,增加了灵活多样的程序设计,电路设计等题型。充分考核了学生的学习情况和创新能力。最终成绩测评比例为设计报告(30%)+机考(20%)+笔试(50%)。

6 开展第二课堂,培养学生的创造能力

为加强对学生学习的引导,我们将课堂教学延伸到课外,注意对学生参与实践活动兴趣的培养。将学生的课外科技活动纳入到创新能力培养的过程中来,成立了创新电子社团,以电气工程及其自动化、电子信息工程专业学生为主,其他专业学生也可自愿参加。由《单片机原理及应用》课程的主讲教师作为主要指导教师,每周辅导1―2次,并提供不同层次的实践内容,组织多种形式的实践活动,提出灵活多样的实践要求,吸引学生主动地、有选择地参与这些实践活动,让学生根据自己的发展方向,结合自己的兴趣和需求,选择适合自己的题目或感兴趣的产品设计。在设计和制作过程中,教师给予适度的指导,使学生能够独立、主动、保质保量地完成自己的设计目标和任务,把学生被动地学习变成积极主动地学习,把依赖于老师的学习变成独立的学习和思考。设计题目和产品的实现也增强了学生独立解决问题的自信心,进一步提高学习的兴趣。在教师的指导下,学生可以通过第二课堂对课堂教学内容进行补充和提升,可以根据自己的兴趣进行选题、完成自己感兴趣的课外实验项目、设计和电子制作,可以自己设计电子作品等,这样就使他们在完成学习任务的基础上,使自己的创新思想得以实现。大大激发了学生的课外学习兴趣和主观能动性。也为学生提供了自由发展的空间,提高了学生的创造能力。

7 依托各种竞赛,推进课程改革,提高创新能力

积极参加全国大学生电子设计竞赛、盛群杯单片机竞赛,飞思卡尔智能车竞赛等各类比赛。这些竞赛既培养了学生电子设计能力,提高了实践能力,也锻炼了学生的团队合作精神。通过各类竞赛,掊养一部分学生的动力创新能力,再通过宣传,使其它学生对单片机学习产生兴趣,为参加这些竞赛而努力,从而进一步提高了学生的创新能力。

四 结束语

在进行了课程改革以后,学生的学习热情受到了很大的激发,出现了自主式学习的热潮。由于课程的改革,使理论教学的时间大大缩短,学生有了更多动手和思考的时间,在课程结束时,大多数同学提交了自己的作品,更有部分同学在单片机比赛中取得了优异的成绩。我们将以此为契机,积极、主动地促进单片机课程的进一步改革,使单片机课程跟上时展的潮流,使学生学完单片机后,不仅仅具有初步单片机应用系统的设计和开发能力,还具有了一定的创新能力,有效的提高了学生的综合素质。

参考文献

[1]江世明,刘湘涛,申寿云等.省级重点建设课程《单片机原理及应用》的创新与实践[J]怀化学院学报,第2006,25(8):162―163.

[2]龚益民.《单片机原理及应用》教学改革与实践[J].2007,(5):119―120

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