单片机教学改革的研究与实践

摘　要：单片机教学改革的措施是提倡从学生兴趣出发，通过引发学生兴趣来增强学生的动手能力。因此，本文根究单片机教学的特点，通过对单片机教学的内容、方法、手段、教学评价以及教学实践的改进和分析，旨在达到改善教学效果，培养学生学习能力与创新精神的目的。

关键词：单片机；教学改革
　　目前，单片机已经广泛应用于家用电器、工业控制等各个领域，由于单片机具有功能强、功耗低以及性价比高的特点，它的广泛使用在各行各业都有着举足轻重的作用。现在，各高校的机电类专业大多都开设了单片机课程，这门课程对于培养高科技的应用人才起着举足轻重的作用，但是由于这门课程涉及的范围广泛，教学的效果并不乐观。因此，本文结合了现代教学的内容、方法、手段、评价方法以及实践过程展开详细的分析和大胆的尝试。
　　1、教学内容改革
　　单片机教学的改革首先要从教学内容的改革上入手，不仅要加强学生理论知识的学习，而且也要注重学生实践教学方面的有效应用，因此，从以下两个方面分析教学的内容改革：
　　1.1理论教学方面
　　单片机教材的涵盖面广泛，涉及的内容很多又比较复杂，对于软硬件的分布又显得交错纷杂，学生在这种情况下就不容易抓住重点，因此，对于单片机理论教学方面应该进行重新的课程整合，比如说进行模块式教学，这样由易到难，有浅及深的教学方式就能让学生抓重点，破难点的学习，也更容易接受。
　　第一模块的内容主要以软件为主，包括单片机指令系统和汇编语言的设计。第二模块的内容主要以硬件为主，包括单片机的硬件结构的原理分析和存储器的设计。第三模块主要是单片机进行开发时采用的应用模块，包括单片机的定时器和中断系统等。第四模块的内容主要是掌握单片机相关硬件的连接以及根据对应的硬件系统来设计程序和软件。第五模块的内容主要就是阐述单片机应用系统的开发过程和系统的设计方法等。
　　1.2实践教学方面
　　（1）模块式教学与实践的结合
　　单片机教学在理论方面已经划分好模块，让学生可以由浅及深的学习，那么在实际的应用中，就更应该加强理论与实践的结合，才能取得好的教学效果。比如在第一模块中，单片机的指令比较多，程序设计的步骤较多也较为复杂，所以，为了让学生能够更好的理解软件设计方面的知识，就可以先让学生自己根据所学知识进行适合的程序设计，教师可以在学生的设计过程中从旁指点，这样学生就可以在设计的过程中掌握所学的指令和设计的思路，并且能够更深刻的了解其中每个程序的结构，学会程序优化的方法。
　　（2）开放式实验教学
　　任何教学的突破都是要在教学中充分体现学生的主体性，同样，在单片机的教学改革中，应该采用开放式的实验教学方法，让学生成为实验的主体。不仅可以让学生自己选定实验的课题和实验应用的仪器，而且还可以让学生自行设计实验的步骤并分析实验的数据和结果。
　　（3）加强、优化课程设计
　　课程设计是单片机教学的一个重要的组成部分，课程设计必然要将学生平时学到的知识加以综合的运用，并通过课程设计和实际的应用结合在一起，培养学生的专业能力和对单片机工程的应用能力。通过课程设计还可以让学生以最快的速度消化所学的知识，锻炼实际的应用能力，这样有助于提高学生的综合素质。
　　2、教学方法、教学手段的改革
　　随着单片机教学的迅速发展，适合于单片机教学的方式和方法也有很多，但是，如何能将现代的教学技术合理的运用并做好现代技术与传统技术的有效结合是至关重要的。
　　2.1多媒体教学与计算机系统仿真教学模式的结合
　　在现代的教学方式中，多媒体教学的引入已经是非常普遍并且很实用的方式，多媒体技术的引入，使得抽象的理论知识变得更容易理解好接受，除了单一的使用多媒体教学，也可以加入计算机系统仿真技术，这样将二者结合到一起，改变传统的教学方式，可以更进一步的激发学生的求知兴趣，有利于提高课堂教学的效率并促进教学规模的不断扩大。
　　2.2将多媒体教学与传统教学手段有机结合
　　先进的教学技术必然会使单片机的课堂教学有一个智的飞跃，但是在采用新技术的同时，也不能完全忽略传统的教学手段，毕竟教师在传统的教学模式中积累的丰富的教学经验也是非常重要的。因此，能够将先进的多媒体教学与传统的教学经验紧密的联系在一起就能更好的促进课堂效果的提高，不仅能够对提高教学质量起到至关重要的作用，而且还能够促进师生之间的互动和感情的交流。
　　3、教学评价的改革
　　单片机的教学改革中，教学评价的改革也是一个非常重要的环节，而教学评价的核心主要是以学生的应用能力和基本技能为主要内容。
　　3.1理论部分
　　对于理论部分的考核主要应该以闭卷的形式进行，试题的内容主要是检验学生对硬件方面知识的理解和记忆，在笔试时应该选取有侧重点的试题，要考重点、考基本原理和基础知识，这样才能更深入的了解学生对理论知识的掌握。
　　3.2创新实验部分
　　理论部分只是占据考核的一小部分，最重要的还是创新实验部分的考核，从这个测试中，可以充分检测出学生的动手操作能力和实际的应用能力。在教师设置实验操作题目的时候，可以制定一些数量的小型设计题目，学生们可以自行选择不同的题目，然后自己查资料、设计电路并编制程序，也可以让学生们自行组成团队，分别承担一部分的设计项目，也可以从中看到学生们的协作能力。
　　4、教学实践的应用
　　4.1项目教学的实践
　　通常单片机的教材中都是以多个章节构成的，而每个章节都是单片机应用系统的一个部分，学生只有在对每个章节都有系统的学习时才能够掌握单片机的应用，但是这样的学习过程的效率很低，因此，在单片机的教学改革中就使用了项目教学的新方法，也就是将企业中的项目引入到教学中，并且每一个项目都是一个完整的单片机的应用过程。比如说点亮一个发光二极管，这样一个比较简单的项目就能激发学生的兴趣，通过一个个项目的结合和贯穿，增强学生的应用能力。
　　4.2C语言编程的实践
　　在以往的单片机教学中，常常采用汇编编程的方法，这种方法虽然对程序的执行效率高，但是不同型号的单片机的指令系统不完全相同，因此不利于学生的记忆。因此，在新的教学实践中，就采用了C语言编程的方法。C语言是高级语言，它 不需要了解单片机的不同的指令系统，只需要对单片机有一定的内部资源的认识，就能将程序模块化，它的高移植性已经使C语言教学成为单片机实践教学中的主流模式。
　　4.3仿真实验平台的实践
　　在过去的单片机教学中，单片机实验箱实验是在全国范围内都比较普及的教学方式，实验箱实验的可靠性强，学生能够比较集中的将精力放在单片机的系统构架上，但是实验箱的功能有限，不利于学生发散思维的训练。因此，在新的教学实践中就大胆采用了仿真实验平台，也就是采用现在比较流行的单片机仿真软件Proteus作为实验平台进行仿真实验。该软件支持的单片机类型很多，也可以在没有硬件电路的情况下完成对单片机软硬件的开发、测试和调试，有助于学生了解单片机系统的开发和应用。
　　5、小结
　　随着单片机技术的迅速发展，单片机教学的改革也势在必行，教师也应该通过不断的调整教学内容，改进教学方法并采用先进的教学手段来适应时代的发展与时代的要求。除此之外，在教学评价体系不断更新的研究和实践中，现代的单片机教学已经取得了较好的教学效果和较高的教学质量，因此，教学的改革应该更加努力的实践，要充分调动学生的积极性，从而培养学生的创新能力和实际的应用能力，有助于教与学的和谐统一和共同发展。　　
　　参考文献：
　　[1]李朝青，《单片机原理及接口技术》[M]，北京航空航天大学出版社，2008年
　　[2]卢艳军，《单片机基本原理及应用系统》，机械工业出版社，2009年
　　[3]徐德勇，《探讨通过单片机实验培养学生的能力》[J]，《电脑知识与技术》，2009年第4期