提高单片机课堂教学效果的研究和探索.doc

提高单片机课堂教学效果的研究和探索单片机课程是一门理论性和实践性都很强的课程，是计算机、自动控制、应用电子、通信工程、机电一体化等多个专业的专业必修课。在多年的教学中，学生普遍反映单片机太抽象、概念多、入门难、指令不易记等等。学生感到枯燥乏味，学习难度很大，教师的课堂教学效果也不够理想。为了改变目前的现状，作者在单片机教学改革中探索了一些做法，积累了一定的经验。一、培养学生学习兴趣在单片机课堂教学过程中，教师应注重与实际应用结合，给学生展示单片机广阔的应用前景，激发学生的学习兴趣。教师在讲述具体抽象内容之前，可以列举大量单片机的应用实例，如日常可见的洗衣机、冰箱、热水器和空调等家用电器的智能化控制，广泛使用的各种智能IC卡，各类汽车的车身控制系统和安全保障系统，工业自动化过程的实时控制和数据处理，计算机的网络通讯与数据传输，这些都离不开单片机。更实际的例子,比如多媒体教室使用的投影仪，甚至是学生们最常用的PC机的键盘,里面也有一枚小小的单片机芯片在控制。抽象的教学内容与这些活生生的现实应用实例相结合,给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标，大大提高了学生学习单片机的兴趣。在单片机理论知识传授过程中，教师可以穿插介绍相关行业的招聘信息，如：“要求掌握C或C+、ARM汇编语言、要求掌握ARM以及单片机开发工具”等，将课堂教学内容与就业前景相联系。使学生了解到在对就业热点嵌入式系统的学习过程中，单片机是学习DSP、ARM等高性能微处理器的必经阶段，学好单片机既能为低端应用打下坚实基础，又将为学好DSP、ARM等高端处理器做好准备。这样，学生将学习单片机与自己的就业前景相结合，学习的积极性得以大大增强。二、优化教学内容在课堂教学中，教师应选用新版的、内容丰富的优秀教材。力求做到纵观全书，抓住关键，勤于总结，对实际应用中的重难点内容进行精讲，提出一些与工程实际应用密切相关的问题来引导学生积极思考，鼓励学生发表见解，活跃课堂氛围。同时还向学生介绍单片机应用的优秀网站，引导学生充分利用丰富的网络资源,了解当前有关单片机的新书讯、新技术和新发展，以此来拓宽学生知识面，延伸和补充课堂之外的教学内容，丰富和拓展单片机课程的学习，为学生将来独立进行软硬件设计打下良好基础。传统的单片机课堂教学一般注重基本原理的讲解，通常采用纯汇编语言教学。而目前在企业的单片机应用项目开发中,使用较多的开发语言是C51。同汇编语言相比，C51具有上手容易、开发效率高、开发周期短、易读和易改等特点。因此，教师可以在学生掌握汇编指令及程序开发的基础上，在教学过程中引入对单片机C51的介绍与讲解，以标准C语言为基础，特别要注意C51与C语言的区别。通过课程设计或毕业设计积极引导学生使用专门针对51单片机的软件开发平台KEIL-C，以加强培养学生对C51的编程能力。实践表明，学生普遍反映使用C51开发语言进行相关软件设计，设计难度明显减小，程序更加简洁清晰。在现有的教学内容安排中，对并口扩展和RS232串口总线介绍较多，对I2C、SPI、CAN总线及USB接口技术却很少涉及。为此,教师可根据实际需要，在课堂上适当向学生补充当前企业和社会使用比较热门的硬件接口和软件编程技术，让学生紧跟时代步伐。此外， 在单片机教学过程中，教师应当注重作为主导8位单片机与ARM等高端微处理器的承上启下关系。目前ARM嵌入式技术和产品已经广泛渗入到工业测控系统、仪器仪表、信息家电、通信设备、军事技术以及人们日常生活的各个领域，为了让学生能够适应社会需要，可以在有限的课时内对32位嵌入式系统的基本技术做一个概括介绍。比如，ARM微处理器的基本构架，Bootloader作用和过程，裸机操作，嵌入式操作系统，以及与8位单片机在设计和应用上的差异，使学生初步了解从事嵌入式系统开发应该具备的知识储备，为学生做好继学好单片机之后的进一步学习规划。三、丰富教学手段单片机课程信息量大，要在有限的课时内讲深、讲透课程内容，教师备课时可以精心设计讲解内容，制作生动形象的多媒体课件；在教学过程中，教师采用计算机辅助教学手段和板书相结合，用文字、图像、声音等多种信息表达形式，将传统课堂教学中抽象难懂的概念具体化、形象化，单调枯燥的理论多样化、生动化，将重难点知识内容通过多媒体演示，可以随机重复,便于记忆。实践表明，多媒体的恰当运用，丰富了单片机课程的教学过程，提高了教师的教学效率，增强了学生的学习积极性，教学效果良好。另外，在单片机应用开发过程中，更重要更基础的是硬件设计。而单片机教学过程中，由于硬件条件或时间不允许，教师在课堂上很难向学生直接展示硬件设计过程。KEIL-C51和Proteus Professional的出现可以满足对单片机进行随堂编程和电路仿真的需求。利用KEIL-C51与Proteus相结合，教师可以在教学过程中对教材中的实例（如图1所示）进行讲解，现场编程及绘制电路图，进行仿真和验证，大大提高了学生学习单片机的积极性和主动性，有助于学生牢固掌握相关知识。图1基于AT89C51单片机和数字温度传感器DS18B20设计的温度报警器同时，学生还可以通过Proteus构建个人实验平台，不再受限于传统的实验箱，在课下也可进行丰富不受限制的实践，培养自己的设计能力和工程素养。四、结束语本文针对“单片机原理及应用”课程的特点，从课程教学内容、教学方法和手段、实践教学体系等方面进行了教学改革的研