浅谈中职学校单片机实验教学的几点看法.doc

中职学校单片机课程教学改革探讨 当阳市职业技术教育中心 杜利红【摘要】 单片机课程是一门实践性很强的技术课程,是电气专业的学生的一门必修课。针对单片机传统教学存在的弊端,提出了相对应的改革方法,对单片机课程的改革进行了探索实践。【关键词】 单片机； 教学方法； 改革方法； 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，许多中职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，是中职计算机和电子类的专业必修课。掌握好单片机技术，对中职生工程素质的培养以及职业技能的提高都大有益处。 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，但中职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，中职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非常难学，因此，中职学校的单片机课程教学改革势在必行。一、制定合理的人才培养目标根据中职生的特点，单片机课程教学应“突出重点、强化实践”，确立重在应用的教学目标，大力培养学生解决实际问题的能力。理论学习以够用为原则，主要引导学生用学过的知识去解决实际问题。因此，单片机课程应从理论知识传授为主转变为以专业技能培训为主，努力培养满足社会需求的高素质技能型人才，与行业岗位需求紧密结合，提高学生毕业后直接上岗的能力。 二、确定合适的单片机型号、程序语言及教材1.关于单片机型号单片机技术发展非常迅速，目前至少有50多个系列300多种型号，但其核心功能基本相同，因此，在教学中应选择通用型的单片机型号。比如，MCS-51系列单片机结构简单，学生容易掌握，教师易于教学，且与生产实践密切结合，适合中职单片机教学之用。2.关于编程语言单片机语言主要有汇编语言和C语言两种。采用C语言编程有较大的优势：首先，目前实际工业生产基本采用C语言，学生用C语言编写单片机程序更方便就业；其次，学生在低年级有C语言的学习基础，写程序更容易上手，给教师的教学和学生的学习都带来很大的方便。3.关于学习教材 关于单片机技术的教材种类繁多，鉴于中职生的学习基础，本科层次或者高职层次的单片机教材是不可取的，教师必须根据学生的实际水平及学校的设备配置，编写或选择一套合适的教材。三、加强实践教学：强调动手能力 单片机是一门实践性很强的课程，其实验和实训部分都是授课过程中十分重要的环节。过去的实验内容多围绕指令和程序设计来开设，而且只是在单片机的实验箱上进行操作。即使是硬件实验，学生也只需要按指示连线就可以完成任务，使得实验的收获不大。经过教学改革后，我校的单片机综合实训的实用性已经得到了重视。但是由于平时的理论教学和实验教学的实用性不够，即使应用性大大增强了，也不能和平时的学习紧密联系，造成了学生无从下手，无法达到实训目的的局面。现建议从以下几个方面加以改革：首先，使实践环节与理论环节紧密结合，并由浅入深、循序渐进地完成教学任务。如讲授第一部分时，就可以先做一个最小的应用系统的电路板，并以此为基础做单个LED的各种点亮，这样的电路比较简单，指令也较短，且效果直观，既容易学会，还能引起学生的兴趣；然后练习单个的LED闪烁，在前一个程序的基础上学习延时子程序的用法；最后练习流水灯的逐步点亮，学习循环程序的设计。在第二部分的讲授时，就可以布置设计一个模拟交通灯的任务。由于学生在硬件方面对于接口和LED的功能和应用已经有所了解，在软件方面对于接口指令、延时子程序和循环程序设计也有了一定的基础，模拟交通灯的设计难度就大大降低了。 其次，由于单片机是一门实践性强的课程，所以必须强调“动手”能力。只有自己动手去做，才会有较深的印象，对单片机的应用才会有一个感性的认识。例如，在完成最小的应用系统的设计时，由学生自己焊接一个带接口电路的最小应用系统的电路板，就能了解单片机的工作条件和环境，还能以这个电路板为基础，进行其他实验及实训项目。通过这个实验，能让学生产生一种“自己的单片机”的感觉，从而提高了学习的积极性。 再次，培养学生的整体设计能力。教师应把这个理念贯穿在平时的讲课中。在理论环节就以任务设计的步骤讲授，在实践环节时则应按照设计步骤先进行示范。教学过程中，教师要详细介绍方案分析、总体设计、硬件以及软件设计方案、调试方法以及注意事项等，如总体设计时，分配内部资源和引脚的应用；比较硬件设计中各种方案的优缺点，并根据任务选用合适的方案；软件设计时，首先设计流程（画出清晰的流程图），然后将各子程序模块化，以便于理解、编写、移植及调试。此外，实验报告也应该尝试摈弃以往的书写方法，改用任务书的方式书写，进一步强化设计理念。由于大部分学生没有学习过类似的课程，对于学生来说，整体设计的要求过高，因此，教师要在学生尝试制作时，给予耐心指导，让学生按照一示范、二模仿、三自主设计的顺序进行制作。 最后，综合实训环节。这一环节是为了培养学生独立思考的能力、独立分析解决问题的能力和设计能力。可以将学生分组，分配设计题目，并要求他们完成总体设计、方案论证、硬件设计、软件设计、实物制作并调试以及实训报告等。在实训过程中，教师应辅导学生完成实训项目，引导他们拓宽思路，尝试不同方案，还要鼓励他们耐心分析，改正调试中的错误。通过综合实训，可以使学生掌握单片机的硬件设计调试和软件开发能力。此外，还能使他们了解单片机方面的新资讯。例如，我校学生曾参加过全国大学生电子设计大赛，并取得了很好的成绩，学生在之前就了解了大量与竞赛有关的信息，就是成功的一个重要原因。要鼓励学生参加单片机为控制主体的电子设计大赛，以提高他们的实践能力、应变能力和创新能力。 四、改革考核方式：理论考试与实践考试结合 考试是衡量教学成果的重要手段。如果采用合理的考核方式，就能促进学生学习的积极性，达到检验教学成果、教学目标的完成情况的目的。此外，教师也要根据考核结果的分析，改进教学手段和质量。单片机的考试分为理论考试和综合实训两部分，并分别鉴定成绩。 1.理论考试，笔试占主要部分，分为客观题和主观题这两种题型。客观题为填空题、选择题和判断题等，答案唯一，这部分主要考查学生对基础知识的应用能力；主观题为分析题和编程等，主要考查学生的分析和设计能力。笔者认为，笔试在理论考试中还是很重要的，它考查了学生的理论基础。尤其是当教师采用了任务驱动式教学法时，基础的理论知识没有进行模块化讲授，因此，可能会出现理论知识欠缺的现象，笔试正是检验这部分学习成果的重要工具。此外，还应将实验课程的成绩归到理论考试部分，从而弥补了理论考试的不足，还可以考查、锻炼学生的逻辑思考能力、调试程序的能力、解决问题的能力。 2.综合实训考试，则按照实训过程、设计成果和实训报告来计算成绩。实训过程是对学生的学习态度和独立完成任务的能力进行考核；实训结果是对学生作品的质量进行考核；实训报告要求学生以书面形式，清晰、完整、系统地表达自己的研究内容、方案、原理及实现方法，所以，它能够反映学生的整体设计能力和表达能力。此外，学生按照规范书写设计报告，其本身就是能力培养的重要的一环。教师在最后要根据学生的平时表现、实训作品、实训报告的完成质量对他们进行综合评定，考核学生对所学知识的应用能力、实践能力和创新能力等。 在教学工作中，教师要以提高学生的知识能力和创新能力为目标，继续改进教学方案和实践方式，提高教学质量。 五、小结 单片机原理是一门不断更新的课程，教师应该转变观念，切实改进教学手段和教学方法，有步骤有计划地过渡到“教师指导下的以学生为中心”的教学模式上，充分调动学生的能动性，使学生主动建立起知识和能力个人结构。结合单片机理论性和实践性很强的特点，要在教学中选择一套适合高职学生的教材，教师应全面掌握教材，采用灵活的教学手段，筛选出教学的重点、难点，精心组织教学内容，反复练习，选择合适的辅助教学软件，联