高职单片机课程改革浅析.doc

高职单片机课程改革浅析张晓艳 天津电子信息职业技术学院摘要：本文针对单片机的教与学的特点，改变传统的教学模式，以一个项目为主线，将整门课的知识点穿插其中，为单片机课的改革进行了探索。关键词：高职单片机教学；项目；教学改革；学习兴趣 在当今社会，单片机应用非常广泛，从工业产品到家用电器无处没有其身影。单片机课是一门应用性较强，难度较大的课程，大部分学生感觉学习枯燥，有些学生甚至学习后不知单片机为何物。实际上，单片机即为集成在一片芯片上的计算机。英文“Single Chip Microcomputer”。一、 传统教学方式已不适应高职教学的特点。 传统的教学方式是先讲单片机的内部结构组成，再讲指令系统及编程，再讲各部分结构及接口，并配以验证性试验。这种方法思路清晰，结构严谨，但在高职教学中存在着一些弊端：1） 高职教育是有别于普通高等教育的另外一种类型，普通高等教育培养的是研究型人才，其课程内容的选择和组织要求理论性和学科性较强，而高职教育培养的是应用型人才，其教学内容的选择应侧重能力的培养和技能的训练，对理论的学课性、系统性要求不高，理论教学以够用为度，不必面面俱到。2） 指令系统放在一起讲，100多条指令学生觉得很枯燥，而且不知用在什么地方。在实验箱上做的都是验证性实验，激发不了学生的学习兴趣。我曾在三个班进行过调查，42%的学生学到指令系统时就产生了厌烦情绪，87%的学生学到定时器、中断就对这门课失去了信心。学生是学习的主体，必须激发学生的主体意识，教师要改变教学观念，强化学生的“学习最终必须靠学习者自己完成”的观念。激发学生的学习热情，让他们自己想学。3） 单片机的应用系统包含两方面的设计即硬件和软件设计，硬件设计是基础和基石，软件设计是使硬件发挥作用的源动力。传统教学模式注重软件方面的教学，在现成的硬件电路即实验箱上做一些验证性的实验，主要是软件的编程。 针对上面几方面的原因，传统的单片机教学方式已不适应高职的教学，教师应从这门课的本身特点即实践性强出发，将硬件设计加入到课程中，以培养学生的动手能力为目标，进行课程的改革。二、 改革教学内容和方法，培养学生的创新能力。 我们尝试的方法是整门课围绕一个项目展开，讲课顺序是以项目的开发步骤为顺序，将单片机的各个知识点拆开，插入到开发项目的过程中。引导学生边干边学，在动手中学习这门课。图1即为我选择的一个小项目，单片机控制的电子钟。我选择89C51为单片机，其内核和指令系统与8051完全一样，因其内部有4KB的Flash Memory，可随时改写程序，很适合初学者练习、编程。HD7279为LED和键盘的驱动芯片，可直接驱动8个LED数码管和64按键键盘。DS12887为时钟芯片，内部有锂电池，保持长时间不掉电。其工作过程为从DS12887中读出时间，在LED上显示,通过键盘可以修改DS12887中的时间。在这个项目中，89C51和HD7279是串行通信，和DS12887是并行传输，并包含键盘和显示电路。在这个项目中包含了单片机和单片机系统的基本知识点。这门课要求每个学生有一块面包板，最终目的是做出电子钟。在这一过程中，要经历板上布线，焊接，编程，调试，修改，调试，修改的整个过程，使他们真正了解单片机开发是怎样进行的。整门课的知识点都穿插在这一过程中，并不要求学生对这知识点全面 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 89C51X1 P0口 X2 DS12887AD口HD7279CSCLKDATAKEY显示电路键盘晶振电路图1了解，而是让他们先见到现象，培养出兴趣，再深入学习，从现象到理论，在从理论到现象。这样学生学习是主动的，探索性的。例如讲单片机的内部结构和引脚后，就让学生在面包板上焊上89C51，同时根据其引脚要求接上电源电路、晶振电路、复位电路。见图2，学生真正是根据单片机的引脚要求搭电图2路，而不是象以前只是在理论上讲引脚，而学生连引脚在哪都不知道。为了验证单片机能否工作，可在P1.0上接一个发光二极管，通过几条指令就可以 让二极管亮，学生就会感觉指令很神奇，在这里就可以讲授传送指令，要求学生编程控制二极管闪。当学生自己编程使二极管闪了，他的成就感就有了，他的学习兴趣也有了。整个授课过程都是依照这个思路，讲到哪部分，就设计这部分的电路，然后把这部分焊到面包板上，然后讲与其有关的指令，让学生练习编程控制这部分，从而达到设计要求。这样当这一题目完成时，这门课的主要知识点也都讲授了，学生是在主动的学完了课程。在这一过程中，对这门课有兴趣并动手能力强的学生就会脱颖而出，教师就可以指导这部分学生深入研究，让他们加入到教师的研究课题中，培养学生的科研和创新能力。 这门课一般安排两周的课程设计，按硬件设计，制板，软件设计，调试几部分进行。（1）硬件设计：学生在教师的指导下明确设计要求和目的，按照要求查阅资料，设计硬件电路，用PROTEL画出原理图和接线图。（2）制板：在印刷电路板上插接各种元器件，焊接。这一过程中要求学生仔细、认真。（3）软件设计：在硬件电路的基础上，学生按照模块化的设计方法，编程控制硬件。（4）调试：调试就是使各部分都满足设计要求。课程设计是学生所学知识的综合应用，可培养学生独立思维的意识和科学工作方法并提高学生的动手能力。教师在这一过程中既要耐心指导又要大胆放手，指导学生独立完成设计。 高职单片机课的改革势在必行。应把培养学生的实际动手能力