高职教育中的单片机教学改革研究_论单片机教学改革
时间：2019-01-24 03:25:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：单片机在嵌入式方向是一门基础的必须学科，但是，高职学生普遍感到该课程难学，原理难懂，灵活应用很难。在当前的职业教育及学生的生源特点，必须改变传统的教学方式，本文引入项目化教学的观点，将单片机的知识点，组合抽象到具体的项目中来完成教学，提高了学生的学习兴趣，促进了教学效果。
关键词：单片机教学；改革
中图分类号：G718.5 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0222-01
一、引言
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。单片机具有体积小、可靠性高和价格便宜等优点，在工厂自动化各控制领域、仪器仪表、家用电器等应用广泛，在职业教育中是一门重要的专业技术课。
二、单片机的工作过程
单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件――存储器中。程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC之中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。
三、传统单片机原理与应用课程中教学的特点
（一）课程单元内容设置不合理。传统教学注重知识体系的传授，老师花大量时间讲解单片机的结构原理、指令系统、中断系统和定时器，其都是以单片机本身的工作原理为主线讲解，学生对单片机的学习局限于一个个模块，理论与实际联系差，综合运用知识能力差，继而形成对单片机“抽象、难学”的思维，学生学习兴趣下降，教学效果差。（二）硬件与软件脱节。传统单片机教学采用先理论后实践的方法，并且实践教学采用实验板或实验箱来完成，学生按照实验指导书编写代码、下载程序和观察效果。这种方法学生不清楚单片机程序的编写流程，对整体电路感到迷惑，难以深入的理解程序及单片机工作原理，看上去鲜活的实例，却难以激发学生的学习兴趣，软件与硬件的脱节，学生并不能真正理解到单片机的工作原理。（三）缺少综合能力的训练。对单片机的实践学习局限于一个个模块，缺少综合性的项目，将各个模块串联起来，使得学生往往学到后面忘了前面，综合运用知识、创新能力差，不利于学生的可拓展发展。
四、改进单片机原理与应用的教学方法
单片机是一门实践性要求很高的课程，将理论学习与实践结合起来，充份调动学生的兴趣和学习积极性，将理论学习嵌入到实践教学中，调动学生的创造性，综合运用知识能力，借助PROTEUS和实验箱，将硬件电路设计与编程实践结合起来，使理论活起来。
（一）内容设置改革。给合项目化来改革课程单元教学内容，将单片机原理寄托于项目任务中，从诱导学生兴趣着手，开设教学内容。设计跑马灯的设计、秒表的设计、可调电子钟的设计、电子密码锁、数字温度计等项目来组织教学。
（二）教学方法改革。在高职单片机教学中，减少理论的讲解，加强实践的引导对学生的学习大有裨益。因而将Proteus仿真软件和单片机开发板引入到单片机的教学课堂，充分实现理论与实践一体化，硬件与软件一体化，首先利用仿真软件学习单片机电路基本原理，程序的实现与调试。然后到实物（开发板）进行验证。
五、教学情境设计研究
下面以电子钟设计为例讲述单片机原理与应用的教学方法。
第一步：项目引入：电子钟的设计。要求：利用数码管显示一个能够调时的电子钟。第二步：学生讨论：分析任务要求包括数码管显示，按键调时。第三步：教学讲解知识。按键的检测原理，数码管的显示原理，定时器的工作原理，中断的工作原理。第四步：课堂分模块搭建电子钟的实现电路，并编程实现电子钟效果。
结束语：改革单片机教学的内容和传授的方法，对提高学生的学习兴趣、课程的教学效果有很大的好处，提高了学生综合运用知识的能力，解决问题的能力，为深入学习嵌入式打下了良好的基础。
作者单位：湖南科技职业学院软件学院
参考文献：
[1]孙亮.单片机课程的教学改革[J].实验室与探索.2008.9.
[2]季涛.小项目教学法在单片机课程教学中的研究与实践[J].机电技术.2008.7.
[3]蒲珊珊,孙超.高职单片机项目化教学的探讨[J].机电技术,2011.6.
