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【中国分类法】：G420
0引言
传统的单片机教学采取先基础后应用的模式，即先讲授单片机的硬件结构，再讲指令、编程、系统扩展和各种器件的应用，最后讲一些实例，按照这种教学结构，往往使学员感觉枯燥无味，学习兴趣不浓，有的学员甚者认为单片机用处不大，体会不到单片机在实际应用中的重要作用。怎样才能激发学员对单片机课程的兴趣和积极性呢？我认为单片机理论知识教学中应紧密联系实际，使抽象知识形象化，同时在教学手段上也要进行改革，如在实践教学中采用在实验室上课的方式，通过课程设计和毕业设计的教学实施来提高学员对单片机的应用能力。
1 教学方法的改进
在课堂教学中，利用多媒体作为教学的辅助手段，与传统的教学手段相结合。对于需了解的内容，采用多媒体教学可以提供更多的教学内容，对于需要理解和掌握的内容，则采用传统教学和多媒体教学相结合的方式。因多媒体教学只能在形象上方便学员的认识与理解，不能代替课堂上理论和概念上的训练过程，所以教学中采用两种方法相结合的教学方式，通过发挥其各自的优势，是提高教学质量的好方法。
在理论知识教学中紧密联系实际，使抽象知识形象化。如可以这样介绍单片机中的“堆栈”：如在仓库里存放货物时，最先存放进去的货物总是最后才能取出，反之最后存进去的货物总是最先取出，这种存取货物的规则就是“先进后出，后进先出”，在单片机中把这种存放数据的操作为“堆栈”。为什么要这样存放数据呢？当存放一批数据时，通过堆栈定义可知用户只需知道第一个数据的地址单元即可，简化了数据存放操作。那么堆栈位于单片中的哪个区域？在单片机中采取用户根据需要自己确定堆栈区域，即通过设定堆栈指针sp的值来实现，如sp的值等于66H，即堆栈指针指向66H单元？在51单片机中，sp所指位置并非就是数据存放位置，而是数据存放的前一个位置，如指针指向66H单元，那么第一数据的位置是67H单元，而不是66H单元，为什么会这样？教员可在讲堆栈命令时再详细的将其原因。介绍单片机理论知识时引入生活中的实例，可使学员把难想象、难理解的内容变得易于理解。
2 在实验室现场教学
实验课是强化锻炼学员实际动手能力的重要手段，可巩固对理论知识的理解，让学员在实验中体会到单片机应用的重要性。如在讲解单片机的结构和应用时，可选择在实验室讲课，通过单片机实物和各种实际单片机系统，加深学员对单片机的内部结构、外部结构及其应用的感性认识；讲解繁多的指令时，可以利用多媒体讲述指令及相关的编程技巧，让学员熟悉指令的功能与基本用法；指令的执行情况和执行结果不好理解，到实验室可以熟悉编程软件，另一方面可以初步了解指令的运行方式且能够对自己编写的程序进行初步验证；可以激发学员的兴趣、增强感性认识、开阔学员的想象力，有利于对知识的理解。在实验教学中，教员的指导作用主要体现在工作方法和思维方法的引导上，通过实验使学员对单片机有较为深入的认识，让学员充分体会到单片机应用领域是十分广阔的，拓宽学员视野。
实验室现场教学法可以弥补多媒体教学的不足，两种方法相互结合，发挥各自的优势，能最大的提高教学效果。
3 增大实践教学环节
学员在教员的指导下进行课程设计，通过学员独立完成课题达到对学员的综合性训练。在设计中既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能，在设计中可以使学员对所学的内容的掌握逐层递进、逐渐深入，最终达到融会贯通，有利于培养学员运用课程中所学的理论知识独立分析、解决实际问题的能力。
在课程设计中，教员的指导作用也是主要体现在工作方法和思维方法的引导上，应以学员为主体，充分发挥其自主性和创造性，达到培养学员创新能力的目的。
4 结语
在教学中把一些典型的例子引入课堂，使学员更容易理解所学的知识，增强学员的学习兴趣，促进学员学习的自觉性和主动性，使学员能够感受到主体地位，就能更好的发挥学员的主观能动性并激发他们强烈的求知欲；此外加强实践环节的教学，比如实验、课程设计和毕业设计，这种将灵活的授课方式融于教学之中，有利于培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力和独立思考能力。
一、引言
《单片机原理及应用》课程是一门实用性强、应用面广，将计算机技术与电子技术紧密结合、硬件与软件相联系的计算机应用专业核心课程，是一门理论与实践并重的计算机技术应用课程。《单片机原理及应用》课程以C语言、数电、模电课程为基础，融合了计算机控制技术、软件编程等知识与技能，在培养学生的逻辑思维、编程思想、软硬件结合、模块化设计思想以及任务分析、方案确定、任务分解、综合技术应用能力方面起着重要的作用。
为适应高职教育培养“高素质技能型专门人才”的宗旨，本课程的体系、内容、方法等均面向实践、面向应用、面向就业。课程定位在“以培养生产第一线的高技能人才为主，尽可能多的培养出具有一定开发能力的设计人才”上，强调突出实践、突出实用和能力培养。
二、课程改革思路
《单片机原理及应用》课程改革的基本思路是：“以职业和就业为导向，构建新的工程实践化课程体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。”该课程比传统课程的主要特点是：教材结构体系严谨，教学内容全面，工程应用实例丰富。
通过到企业的调研，与企业工程师一起讨论研究，收集和分析计算机应用职业岗位（群）的工作任务以及完成这些工作需要的知识与技能，进行了单片机课程开发，开发过程如图1所示。构建新的工程实践化课程体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。课程开发改革后比传统课程的主要特点是：增加技能项目减少理论知识。技能项目内容是“校―企”合作共同完成确定的，教学体系按照“理实一体化”的教学方式安排，在课程内容安排上，采用“项目―知识点”的形式，可采用边解讲、边思考、边训练的教学模式，便于激发学生的学习兴趣，使课程做到“教、做、学、思”的统一协调，删除了部分理论知识。
图1：《单片机原理及应用》课程开发过程
三、教材的建设
在课程建设过程中，我们与企业工程师们一起编写了《单片机原理及应用（基于C语言）》项目教程，2014年2月清华大学出版社出版。本书重点放在“基础+项目（任务）实训+项目开发过程”上（基础指的是课程的基础知识和重点知识，以及在项目（任务）中会应用到的知识，基础为项目（任务）服务，项目（任务）是基础的综合应用，项目（任务）开发过程指的是从接受到项目，如何去组织、如何去读项目要求、如何去分工、如何去开发、如何去管理、如何去考核、如何去配合等等，基于工作过程的全新的教学模式）。根据高职院校单片机课程标准和教学大纲要求。教学内容分为7模块，着重讲授了解单片微型计算机、认识80C51单片机的结构、认识C51程序设计、认识单片机定时器/计数器、认识单片机中断系统、认识80C51单片机串行通信技术和认识80C51单片机接口技术等知识。
课程内容是“校―企”合作共同完成的，教学中的45个项目提供了PROTEUS ISIS软件仿真，有助于学生动手能力的培养和锻炼。课程体系按照“理论实践一体化”的教学方式编写，可将班级分组教学，采用边解讲、边思考、边小组讨论、角色扮演、边训练、边考核的基于工作过程的全新教学模式，便于激发学生的学习兴趣和素质提高，使教材做到“教、做、学、思”的统一协调。单片机原理及应用课程总体架构如图2所以。
四、教学方法改革
（1）灵活运用启发式教学方法，引导学生自觉学习的主动性和积极性，保证教学过程良好有序地进行。针对单片机原理及应用课程的授课对象具有量大面广的特点，首先给学生介绍本课程与相关专业的关系和与学生专业知识整体性的关系，强调理论学习的重要性和实际动手操作的必要性。鼓励学生自主学习，培养主动学习的积极性，保证了整个教学过程在自觉学习中进行。
（2）树立以学生为中心的教育思想，在课堂教学中，以教师为主导，学生为主体，互动和谐。教师主导，体现为“引”和“导”，教师变“主宰”为“循循善诱”。同时，灵活应用多种教学方法，在讲授课程中，采用回忆提问、理解提问和应用提问等多种提问方式，引导、激发学生的学习兴趣、动机和思路，进而深化理解、正确应用，变教师中心角色为引导性，完全改变了原来“填鸭式”的教学方法。
（3）推广边学边做的教学模式，单片机原理及应用技术是一门实战性很强的学科，结合理论和实践，一边学一边做是最好和最快捷的学习方法。将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能为教学。课程的理论教学与实践教学融合在一起，在实训教室借助于单片机自身软、硬件环境来仿真其工作过程，教学形式独特，贴近技术应用实际，激发学生学习积极性，让学生真正感觉到在“学中做、做中学、边学边做、边做边学”。
五、因材施教做法及效果
结合高职院校学生的特点，本着“能力为主、理论够用”的原则，重新组织教学内容，因材施教取得了良好的教学效果。
（1）根据岗位要求调整教学内容
及时跟踪产业发展趋势和行业动态，制定科学的专业发展规划和实施方案；分析职业岗位（群）任职要求和变化，根据自己多年从事企业工作的经验，结合IT行业企业的特点，删减部分理论内容，减少相关模块的课时，增加技能训练的授课学时。
（2）根据学生特点调整教学方法
针对高职学生“怕理论，爱动手”的特点，在课堂上注重学生动手能力的培训，增加学生课堂实训的时间，采用多种教学手段来调动学生的学习兴趣，如小组竞赛问答、上黑板做题、设置错误答案让学生解决、角色扮演、实训竞赛、学生作品演示讲解等，这些做法的使用，极大的提高了学生的学习积极性，课堂气氛空前活跃。针对部分学生动手能力差的特点，在利用课余时间组织学生到网上查资料，同时邀请几名成绩好的同学和老师一起辅导，这种做法能达到两个效果：一是动手能力差学生增加了被辅导的机会，二是成绩好学生巩固了所学知识，一举两得。
（3）针对不同群体，提出不同要求
对于基础好的同学，在布置作业和实训时，对他们提出更高的要求，选择难度较大的实训供他们练习；对基础较差的同学，注重基本知识和基本技能的培训；对于技能较差的女同学，采用课后辅导或网上辅导的方式，树立她们的自信心。这种分层次的教学要求，满足了不同层次学生的学习要求，达到了很好的教学效果。
（4）根据课程特点，锻炼创新能力
“单片机原理及应用”课程，由于是一门实践性很强的课程，需要借鉴的资源丰富，完全是自主开发。在授课过程中，特别注重学生创新能力和创新意识的培养。每当分析完一个项目，都会让学生进行项目分析，提出改进和完善方案，并在此基础上，创新设计。经过多次训练，学生的创新意识和创新能力都有所提高，很受学生欢迎。
（5）改革作业形式，提高学习兴趣
在课程讲授过程中注重改革传统的作业模式，以生活当中的单片机应用实例为题材，提高学生的学习兴趣。如当学完“定时器、中断”等教学单元时，就要求学生寻找生活当中的定时器、中断实例，完成定时器、中断实例分析作业，并分析设计的合理性。同时还举行定时器、中断设计比赛，大大提高了学生的学习积极性。鼓励并辅导学生利用自己所学知识参加科技创新比赛。如计应122诸杰成、赵扎玉同学在四川省软件大赛获得一、二等奖。
六、小结
通过全方位、多角度组织教学，取得了很好的教学效果，表现为：
①学习积极性高：课堂上下学生的学习积极性空前高涨，改变了以往被动学习的局面，每学期学生评价为优秀；
②学习效果好：学生的专业能力、专业知识的应用能力、创新能力都明显提高，动手能力明显加强。如计应122诸杰成、赵扎玉同学在四川省软件大赛获得一、二等奖。
③就业评价优：近几年计算机应用专业毕业生就业率都达到98%，用人单位对毕业生的满意度逐年提升，学生还没有毕业，就有许多IT企业前来“定购”学生，多数毕业生已经成为企业的技术骨干，部分学生已经担任企业领导职位。
基金项目：四川省教育厅2013年度研究课题（项目编号：13SB0476）
[参考文献]
[1]杨居义编著.单片机原理及应用（基于C语言）项目教程[M]. 北京：清华大学出版社，2014.2
单片机自问世以来，以其极高的性能价格比，以及抗干扰能力强、控制功能强的显著特点，广泛应用于实时工业控制、机电一体化产品、智能化仪表、通信产品、家用电器及军事装备等领域。因此，即使为选修课，该课程也越来越受到学生的追捧。“麻雀虽小，五脏俱全”，单片机虽只是一个芯片，但其内涵非常丰富，知识点多，内容抽象，要在短时间内使学生既熟练掌握单片机原理又能够娴熟应用于实践的难度很大。那么，怎样才能大幅提升课程教学质量呢？在对单片机教学实践过程中，笔者在以下几方面进行了有益的探索。
1 合理设计教学内容，提高授课质量
教学内容的设计包含两个层面：
1.1 内容的优化整合
在很短的学时（仅20学时）内，如何使学生最大限度地掌握单片机知识，是一个急需解决的问题。针对这一问题，笔者在以下两方面进行了尝试。
1.1.1 内容的取舍
我院学生在学习单片机原理与应用课程之前已经学过很多前序课程，如计算机组成原理、C语言程序设计、操作系统、模拟电子电路、数字电路、计算机硬件技术基础等。并且，在计算机硬件技术基础课程中，学生已系统地学过寻址方式、指令系统、程序设计方法、存储器、并行接口（以8255为例）以及模拟I/O接口等内容。因此对数制与码制、数字电路、程序设计的基本方法等基础知识不须重复讲授；将8086指令系统与单片机指令系统采取对比的方式进行讲授；减少了8255芯片的内容，增加了8155芯片，且更注重这些芯片与单片机之间的电路连接及编程使用；减少了A/D，D/A转换芯片介绍，注重其与单片机之间的连接方式及编程应用。
1.1.2 内容的重组
通常，本课程教材的编排顺序是微型计算机基础MCS51单片机结构和时序单片机指令系统汇编语言程序设计中断系统定时器/计数器并行I/O接口A/D及D/A接口技术串行通信等内容。如果完全按照教材的编排顺序授课，各知识点之间相对独立，不能使学生建立起整体的概念。因此，整合教学内容，合理安排教学顺序，显得至关重要。
在教学过程中，主要以单片机最小系统组成及原理、单片机指令系统、程序设计、单片机系统的扩展及I/O扩展技术四大模块为设计主线，以如何组建单片机应用系统并实现其功能为设计思路，将各部分内容有机联系成一个整体。首先将教学内容分成两大部分（如图1所示）―单片机原理与单片机应用。
单片机原理主要包括硬件和软件两部分，其中硬件部分重点讲授单片机最小系统的组成原理（以51系列单片机为核心的单片机硬件结构与原理、存储器配置、单片机工作电路、4个并行I/O端口电路结构、中断系统、定时/计数器）；对于软件部分，将指令系统和程序设计融合在一起，不再讲授教材的简单与分支程序设计、子程序设计和运算程序设计的相关内容，不再逐条介绍MCS51单片机的111条指令，而是重在梳理归纳总结，特别指出51汇编与X86汇编的相同和不同之处；对于一些关键指令，结合具体的程序进行讲解，加深学生的理解和掌握，如利用DJNZ指令设计循环程序，利用MOVC A，@A+PC和MOVC A，@A+DPTR两条指令设计查表程序，分别用相应的程序举例进行讲解。在软件部分，还引入了C51内容，指出C51与普通C的区别。同时针对单片机的I/O端口、定时/计数器、中断系统也给出具体的编程实例。
在单片机应用部分重点讲授单片机的扩展技术，主要包括：单片机应用系统的扩展（程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、并行I/O端口的扩展）、单片机对键盘和显示器件的扩展技术、单片机对A/D和D/A转换器的扩展技术以及单片机与单片机、单片机与PC机之间的串行通信技术。针对这些内容的特点（应用性非常强）主要以一些典型器件为例进行讲授。例如，程序存储器和数据存储器的扩展电路连接有相似之处，教学过程中以新型的EEPROM芯片2817（既可作为程序存储器也可作为数据存储器）为例来讲授其与单片机之间的电路连接。对于显示器件的扩展，除了介绍单片机对LED数码管的扩展技术外，还增加了单片机对LCD显示器的扩展内容。
单片机原理和应用两大部分的内容并不是孤立的，同时在教学过程中也不是独立讲解的，单纯的讲原理，内容很抽象，学生也不易理解和掌握，而在单片机原理的基础上，穿插各种典型设计案例的讲解，将原理教学融入生活或工程实际中的相应案例，既加深了学生对相关内容的理解和掌握，又对学生以后进行单片机系统设计有一定的启发。
1.2 不断更新
单片机的发展日新月异，为了避免教学内容陈旧跟不上时代的发展，就必须把握单片机发展趋势，将最新的技术引入教学中，及时更新课程内容。开阔学生的知识面，激发学习兴趣，调动学习积极性，进一步培养学生的创新能力。
如对单片机编程语言的选择，以C51为主，汇编为辅。由于C语言的突出优点（它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能），针对8051的C语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言，国内最通用的是Keil C51。但汇编语言也不能被完全舍弃，它在某些情况下具有一定的优势，如与硬件有关的程序用汇编语言编写，用C51编写主程序和运算子程序。所以除了引入C51的相关内容外，还引入了针对汇编和C51的混合编程举例。除此之外，LCD显示器接口技术也是新增内容。
2 融入多种教学手段，提升教学效果
在有限的学时内，不仅要使学生学到更多的知识，让学生在短时间内将所学知识融会贯通并牢固掌握，也是值得每个教师深思的问题。笔者认为，采取多样化的教学手段是提升教学效果的有效途径。
目前主要以课堂授课为主，大多采用多媒体和黑板相结合的方式进行。多媒体教学虽然减少了教师在黑板上的书写时间，但是课堂上单纯的程序和电路讲解，内容枯燥，学生学习也没有积极性，不利于学生对知识的掌握。并且，单片机课程既不像一些理论课那样具有大量的公式需要推导，也不像机械结构课可以采用动画形式进行内部结构及工作原理的演示。它本身所固有的特点就是实践性和应用性很强，针对这一点，在教学过程中，一方面采用多媒体教学，节省学时，以便在有限的时间内能教授更多的内容；另一方面将程序和电路仿真软件――Keil μVision和Proteus引入教学，针对所有引用的程序和电路在课堂上进行仿真，这一做法不仅吸引了学生的眼球，激发了他们的学习兴趣，更加深了学生对所学知识的掌握，同时也掌握了这两个软件的应用。这里仅举两个例子。
例1：对MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC两条查表指令的使用，分别如图2和图3所示。图中两段程序均使用查表指令进行平方值的查询，程序虽然短小，却足以说明这两个查表指令的具体用法，非常有利于学生的理解和掌握，尤其是MOVC A，@A+PC，在使用之前需要加一个偏移量。从图中左侧寄存器A中的值可以读出具体结果。利用Keil μVision除了可以验证程序的正确与否之外，还可以使学生更好地了解单片机内部存储器的配置，如这两段程序中，具体的平方值都是以常数形式存放于程序存储器中，从图右下侧可以看出，它们存放在以2000H单元开始的ROM中。
例2：单片机对ADC0808芯片的扩展技术（如图4所示）。图中以一分压电阻作为输入的模拟信号，输入ADC0808的IN3通道，单片机通过P0口扩展了4位LED数码管来显示模拟电压对应的数字量。满量程显示255（FFH），改变分压值（图中分压比为65%），对应的数字量输出也会相应改变。AD转换需要通过程序来实现，这就用到了Proteus和Keil μVision软件的联合仿真，以Keil μVision软件对程序进行编译生成HEX文件供Proteus电路调用，然后在Proteus软件中运行电路和程序，即可得到仿真结果（如图4所示）。
3 以案例推动教学，培养学生动手能力
虽然将程序和电路仿真软件引入教学，确实提高了课堂的授课效果，但毕竟没有给学生亲自动手实践的机会。所以，为了培养学生的动手能力和创新能力，达到学以致用的目的，在教学方法上，我们引入了案例教学。不仅在课堂上引入大量生活中或工程中的实例，如加入单片机在军事、通信、能源、机器人、交通、IT以及现代工业、农业、仪器仪表、汽车电子系统、家用电器、玩具及个人信息终端等诸多领域的应用案例，增加学生的感性认识；更重要的是通过让学生选择不同的设计题目，亲自动手设计硬件电路和软件编程实现相应的功能，大大提高了学生的动手能力和创新能力。
由于是大班教学（50～60人），而且课时又少，不便于开展实验教学，同时，原有的单片机实验箱，课程实验固定，不利于培养学生的创新能力。通过设立不同的设计任务，有效调动学生的学习积极性，使学生积极开动脑筋完成任务，以任务推动教学，突出学生在学习中的主体地位，进一步锻炼学生的动手能力，达到熟练掌握本课程的目的。
在教学过程中，设立10个题目供学生选择，平均每题4～6人。由于时间有限，题目不宜选得太大太难，以能锻炼学生动手能力，并按时完成任务为原则，题目如下。
（1）定时闹铃LCD，（2）密码锁控制，（3）8051八音盒，（4）基于单片机的数字钟，（5）机箱活动门（如光驱门）的控制，（6）8通道自动温度检测系统，（7）多功能信号发生器设计，（8）用单片机来设计计算器，（9）单片机与微机之间的无线数据传输，（10）红外遥控器的设计。这些设计题目可充分锻炼学生对8051定时器、按键扫描、LCD显示器、密码比较处理、歌曲旋律设计、A/D、D/A转换器的接口设计、串行通信及单片机对电机驱动的设计方法。在学生完成项目过程中，给予适度的指导，关键是让学生自己独立自主、保质保量地完成设计任务，把上课时的被动学习变为课外实践中的积极主动思考。一方面提高了学生的动手能力、解决问题的能力和创新能力；另一方面让学生带着问题学习，激发了其学习兴趣和热情，增强了学生的自信心，在课程教学实践中收到了很好的效果。
4 结束语
这些做法在教学过程中收到了非常好的效果。通过合理设计教学内容，提高了课堂授课信息量及授课效率，解决了学时少与授课内容多之间的矛盾；课堂引入Keil和Proteus仿真教学手段，大大提高了课堂的授课质量；案例教学法的实施，激发了学生的学习热情和学习兴趣，提高了学生分析问题、解决问题的能力，培养了学生的动手能力和创新能力。
参考文献
[1] 靳达.单片机应用系统开发实例导航[M].北京：人民邮电出版社，2003.
关键词： proteus；keil；单片机；教学改革
Key words： proteus；keil；single-chip microcomputer；teaching reform
中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0219-02
0 引言
《单片机原理与应用》这门课程是一门实用性很强的课程，目前是讲课28学时、实验12学时，一共40学时。以前的教学都是主要讲述单片机的硬件结构以及相关的组成部分的工作原理，对编程的要求不高，而且用的教材一直是以汇编语言为基础的，这样学生学习起来，单片机的汇编语言指令系统容易与另一门课程《微型计算机原理与应用》的指令混淆。而且汇编语言编程对于有些学生而言有些难度，不太容易记住。在《单片机原理与应用》这门课的12个学时的实验中，大部分学生刚对编程环境有些熟悉，刚进入状态，实验就已经完了。很多学生学完《单片机原理与应用》这门课后，让他编写一个简单跑马灯的程序都无法完成。这样对学生后期要参加的一些竞赛活动都会有一些影响，如全国大学生电子竞赛、飞思卡尔电子竞赛等竞赛活动中，都会用到单片机，而且对学生的编程能力有一定的要求。以前参加竞赛的学生都是利用暑假时间来重新学习单片机的编程知识，这样学生就会花一部分时间去补习学过的知识。而且在毕业设计中，很多学生对于课题中用到的单片机的相关的编程也不太会。鉴于目前《单片机原理与应用》这么课程教学与实践中存在着的以上问题，所以《单片机原理与应用》这门课有必要进行课堂教学的改革。我们将通过改变教学观念和模式，注重实验动手能力培养和分析解决能力培养，在考试考核等方面也相应的改革尝试。
1 改革的理念及思路
《单片机原理与应用》这门课程教学改革主要是对教学方式的改革，本次改革的侧重点是学生的动手能力和编程能力的锻炼，选择C51教材。教学方式有两种主要形式：一是以教师为中心的传授知识型教学偏重于原理的论述和编程方法的介绍；二是以学生为中心的探究与体验型教学，重视应用和编程，解决具体问题。探究与体验型教学的特点是：把问题交给学生，在老师引导下收集资料、拟定方案、动手编程实验最终解决问题，实现相关的功能，并进行归纳总结。
基本的思路是：是让学生在探究对象解决“问题”的过程中掌握本课程的知识点和原理。教师在探究式学习中的主要任务是“引导”。让学生围绕问题去琢磨，真正进入到探究的状态。因此实施本项课改探究体验学习的关键：
①是根据教学要求和课程内容，使学生充分了解当前该领域技术发展的现状，以及《单片机原理与应用》相关的知识。
②提供条件动手实验解决具体问题，实现相关功能。
③课堂上引入Proteus和keil软件，使学生在课堂上可以对相关的软硬件有一个直观的了解，并激发学生对该门课程的兴趣。
1.1 具体的实施方案与路径 本课程的教学实施分两步：①课堂教学提出问题，讲授原理要能引起学生思考和探究兴趣。要用调研、查资料的方式让学生获取学科知识体系，引起学生探究热情。在课堂上引入Proteus和keil两种软件，让学生在课堂上对单片机相关的硬件和软件有一个直观的接触和了解。②综合运用计算机技术进行设计方案、电路原理图的绘制、软件的编写和调试、完成任务达到掌握知识的目的。
1.2 考核方式的改革 考核我们从以下几个方面全面综合评价学生成绩：
①采用阶段评价、目标评价、项目评价，理论与实践—体化评价模式。
②结合设计方案答辩、现场解决问题、提交作品、测验、考试等情况，综合评价学生成绩。
③既注重学生在实践中独立分析问题和解决问题能力的考核，又注重学生协同作业的沟通、协作能力和团队精神。
2 预期的成果
《单片机原理与应用》新教学方法的研究和推广，能真正把教师的一言堂变为引导学生积极思考、思想交流的大讲堂，使学生在实践中学会分析思考，掌握科学研究基本方法，在学习实践中唤醒自己的潜能，激发自己最大的创造力。学生自主提出的问题更能引起学生的兴趣和解决问题的欲望。获得深刻的体验。
《单片机原理与应用》这门课是我院自动化、测控、电子信息和通信工程、物理学的重要专业基础课程，每年约有400学生要学习该课程。也可以为相关工科专业的学生开设。
采用与开放性实验、课程设计和毕业设计以及大学生电子竞赛相结合的方式，充分利用现代媒体、实验室和图书馆资源，不仅为学生提供了锻炼动手能力环境，还为不同年级、不同专业的学生提供了交流、探讨和相互学习的机会。使我们的课堂得到延伸。培养学生的协调能力和团队精神。为学生的就业和将来工作奠定坚实的基础。
3 实际效果和存在的问题
从目前的教学效果来看，比以前取得比较好的教学效果。由于在讲课过程中，当讲到具体实例时，都会用Proteus给出仿真的电路图和实际运行的效果图，这样学生可以很直观的看到单片机具体的控制过程，而且让学生参与互动，充分调动了学生的积极性，学生通过在课堂上自己动手编写和修改程序来控制一个具体的例程，这样大家可以把学的知识马上进行应用，可以看到实际的控制效果，学生都愿意参与。而且，我们每4人为一个学习小组，有一个开发板，大家学完相关的知识点后可以在宿舍自己互相讨论，这样可以把相关的知识点学得更加的牢靠，而且动手能力差的学生可以通过其他同学的指导也可以很快上手。这样学完这门课后整个班级没有一个不会编程的学生。如果大家有问题不清楚的可以通过电话或者QQ的方式与老师联系，可以及时的解决学习中遇到的问题。学生学完后，都不再惧怕编写程序了。
当然也存在一些问题，如刚开始的时候大家互动不是很积极，但是通过几次鼓励以后大家逐渐的积极参与到互动环节中来，还有就是我们的开发板是用串口线进行下载的，但是现在很多学生都是用的笔记本电脑，没有附带串行口，调试起来不方便，就让大家通过Proteus先仿真，通过后再到有台式机的同学那调试具体的程序。后期将通过修改开发板下载模式或加usb转串口线的方法来改变这个问题。
4 结束语
通过这次教学改革，《单片机原理与应用》这门课从原先的汇编语言教学模式转变成现在的C51编程教学模式，并通过KEIL和Proteus软件的引入，使学生在课堂上可以比较直观的看到单片机对具体硬件的控制实现的现象，加深对单片机的认识和理解。使学生学完这门课后可以自己独立的设计一些简单的单片机控制系统，为学生后期的毕业设计、参加大学生电子竞赛等打下坚实的基础。
参考文献：
[1]马忠丽.影响教学改革的因素及对策思考.甘肃科技纵横，2004，6：154-155.
[2]陈桂友，柴远斌.单片机应用技术.北京：北京工业出版社，2008：20-35.
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0042-02
高职《单片机原理与应用》的教学，由于单片机实验板的普及，已有许多基于学生动手实验的教学模式探索与实践，如“教师主导―学生主体、教学做一体化”、理实一体化教学模式的等等。提出的如“基于工作过程的学习领域课程建设的设计理念、工学结合”理念，将教学内容转化为系列项目的形式来展开教学，追求在实际产品开发设计的行为过程中感受与体验，激发、提高学生综合思维能力，提升职业素质。
但入门难度仍然是单片机教与学需要克服的关键问题。在实际教学中，学生学期初的对于《单片机》课程神秘向往兴奋的感觉，随着英文指令、抽象的结构组织、各种程序流程纷至沓来而逐渐消失；对于软、硬件概念及其对应关系“看不见、摸不着、没感觉”，没有具体感性有效的反馈，而在逐日被动接受的晕头转向中，这门课程最终被学生慢慢地放弃了。
1 基于Keil软件的“可视化”教学设计
为了突破入门难点，有效落实学的主体性，说明KEIL软件作为“可视化”教学手段的有效性及其切实性，下面进行微观教学设计。
集成软件Keil C51已经是一个普遍流行而又基础的单片机集成开发平台，适用众多型号的单片机，调试功能齐全，界面直观，可进行软件模拟、硬件仿真等操作。另外本校已有的ZY15MCU12BC2型自带仿真器实验箱，只需通过串口线将仿真串口与电脑串口相连，即可搭建起进行功能齐全的软件模拟调试及硬件实时仿真调试环境。
首先选择教学范例项目：流水灯的仿真、调试与改进（以LED模拟广告灯）；培养学生的程序调试、硬件电路组建、综合思维能力。
从该项目出发，将教学任务分解，把分析、验证、调整、理解、提高的操作学习过程，落实到具体对应的Keil调试操作，以便让学生自主地与单片机互动，使之获得实验效果的即时可视反馈。从而实现一个完整的学生主体动手而又动脑的学习过程、兴趣与日俱增的过程，做到符合认知规律、又能切实有效地降低教学难度。
（1）给出汇编程序。
ORG 0000H
START：MOV R0，#8
MOV A，#0FEH； 闪烁的花样，如单灯或多灯
SETB C；
LOOP：MOV P1，A；
LCALL DELAY
RLC A
DJNZ R0， LOOP；
MOV R0，#8
LOOP1：MOV P1，A
LCALL DELAY
RRC A
DJNZ R0，LOOP1
LJMP START；
DELAY：MOV R5，#20
D1：MOV R6，#20； 闪烁的速度改变
D2：MOV R7，#248； 可减小循环次数以便很快观察到返回的位置
DJNZ R7， $；
DJNZ R6，D2
DJNZ R5，D1
RET； 注意观察返回的位置
END
（2）本教学设计要点。
①熟悉基于Keil软件的工程开发步骤。进行工程文件的建立、设置与目标文件的获得。对应各步操作所生成的系列文件，可在同时打开的工程文件夹中即时观察；依据编译时出现的语法错误的提示而进行的更改直到编译正确完成等步骤，学生均为自主操作“可视”。
②运用窗口进行观察分析。Keil还提供了多种窗口如输出窗口、存储器窗口、反汇编窗口、串行窗口等，可方便即时观察了解程序运行过程的软硬状态对应关系，了解对单片机软硬件结构特点，切实实现重、难点的教学突破。
程序的逐条执行及其流程与片内对应寄存器状态变化有何关系？与外部硬件及功能有何对应关系？学生可自主操作、观察反馈，感性、直观“可视”。
一些指令的功能作用是什么？可进行硬件仿真与调试、程序单步执行来观察LED显示，从而推敲出。如MOV R6，#20句对应闪烁的速度。还可检查出非语法错误的其它功能性的错误等等。
顺序、循环、子程序等典型程序模块的执行流程特点如何？可通过及软件仿真调试来观察了解。分支流程也可以此程序为基础进行功能拓展设计来验证学习，如左移三次后再执行右移等等。
机器周期、延时程序等抽象的时间概念其作用及效果如何？怎样调整运用？可通过循环程序的单步执行、全速执行的效果来比较感受。若循环次数较多，可修改程序减小循环次数，从而较快地操作以便观察。
如何做到片内存储单元的中间结果由片外LED来直接指示？刻意添加的MOV P1，R0；LCALL DELAY句，可做到！这些“可视”的调试操作与技巧使整个学习过程变得生动、具体而高效，学生在操作中推算分析、验证反馈，深化了理解又提高了调试技巧，学习的主体性特点自然不必说。
③项目实现流程及效果比较。如流水灯转换速度变更、闪烁的花样变换、程序前后次序颠倒的效果比较等。还可变更输出线路连接关系（如LED的接线次序等），来改变同一程序的表现效果。
④项目实现方案更为实用的拓展改进。如汉字显示的实现。讨论拟定方案，对程序进一步修改、观察执行过程，进一步调试来验证思路、深化理解。
⑤给出课后兴趣任务。思考并查询可基于此程序思路的相关应用项目，以备下节课调试实现，如学校打铃系统的实现。
可见，由于Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，故实际教学可按Keil调试、开发步骤展开。可针对单片机系列基本概念来选择项目情境；针对学生基本应用能力提高来设计关键问题/操作任务；以“可视”方式进行具体调试操作。从而在主体行为与反馈过程中，让学生感受体验、分析、验证、调整，有效进行自主综合、发散、迁移，实现教学的理论-实验、分析-综合一体。
2 结论
总之，基于Keil的“可视化”单片机课程教学切实可行，有一个流行的Keil软件、一个低廉的单片机最小系统开发板即可；教学实施具体可操作，并构成一个完整、具体、感性、综合的学习过程；尤其是该过程因“可视化”而变得直观感性寓乐，利于保护学生学习主动性、积极性，符合学习规律，从而学生主体性学习得以实质实现，有效克服了入门难度；该教学法继承“教师主导―学生主体、教学做一体化”教学成果，培养学生单片机应用能力，提高教学效果。
参考文献
[中图分类号]G40―057
[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0282―03
引言
《单片机原理及应用》课程是向学生传授单片机技术的基础课程，它综合了多门基础课和专业基础课的知识，主要培养学生进行智能化电子系统整体设计的能力，培养强电专业学生的弱电控制能力。通过学习，使学生掌握单片机应用系统的硬件设计和软件编程技术，可为后续更高层次专业课程的学习、毕业设计、参与实际的综合设计课题和将来参加工作打下良好的基础。因此搞好《单片机原理及应用》课程的教学工作，提高学生的创新能力，对提高教学质量有着非常重要的现实意义。
一 目前教学中创新能力培养存在的主要问题
我院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程三个电类专业均开设了《单片机原理及应用》课程，学生在学习了电路基础、数字电子、模拟电子、微机原理等基础课程的基础上，再学习《单片机原理及应用》课程，在整个教学安排上是非常合理的。然而通过40学时的教学和一周的课程设计，最终对学生的学习情况考核时发现学生对该课程的掌握情况并不十分理想，尤其是创新能力较差，主要表现在：
1 学生主动学习的意识不够，缺乏创新思想，学习过程中一旦碰到问题，很难认真思考、探索研究、积极主动地解决问题。
2 在《单片机原理及应用》的教学过程中，传统的教学还是以理论为主，以课堂授课为主，学生很少有应用具体电路解决实际问题的机会，不利于创新思维的培养。
3 目前实验课程体系验证性实验过多，综合性、启发型实验不够，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手能力训练，更不用说培养学生的创新能力。
4 在传统的教学思想和方法引导下，学习成绩主要是以考试成绩确定的，因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就学生对实践环节学习的轻视心理，即是以成绩合格为目标，而不是能力获得为标准，限制了学生的创新能力。
二 改革思路和方案
针对以上问题，在单片机教学中，根据学生、教材、教学设备等实际情况，将授课内容进行全面、合理的整合优化。减少冗余，加强综合性、创新性内容，在对整个课程链研究的基础上进行了课程改革，改革后的讲课学时分配如表1所示：
在对整个课程链研究的基础上进行课程改革，可以避免学生反复学习同一内容，但又学得不够深入等问题。对照以前的教学大纲，了解当前学生所学课程，对单片机的大纲做了更改，利如增加了单片机应用典型案例、接口部分知识，删除了同步、异步通信概念、进制部分知识等。
这种改革符合目前国家教育教学改革基本方针，可以减轻学业压力，用有限的课时学习尽可能多的知识，做到“厚积”。在改革过程中注意积极开展教育创新。为培养创新意识，积极探索具有创造性的教学方法和手段，在授课中改变老师唱主角，学生当观众的教学模式：改变学生静态、被动接受的地位，建立以学生为中心的实践性教学模式。利用学生对新事物感兴趣的心理特点，鼓励学生积极、主动地去探究知识，教会学生进行创新的科研方法和在自主的学习中学会创新。另外在现行开设单片机课程中，实践内容所占比例偏少，实验设备陈旧，内容跟不上时展，因此进行了实践性教学环节改革，改善教学与实践脱节的现状，使各环节相互衔接，增加创新实验，通过加强动手能力的培养，提高了学生的综合素质和创新能力，培养应用型本科人才。
三、为提高创新能力所采取具体措施
1 提高学生学习单片机的兴趣，培养学生创新意识
兴趣是最好的老师，只有有了学习兴趣，才能够在学习中创新，喜欢创新，注意创新，发挥自身的创造性。为激发学生的学习兴趣，在开课之后，我们首先向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景，让学生明白学什么、为什么学和学会后能做什么，并利用图片、录像和实物等介绍一些当前的单片机先进科技和教师相关单片机科研成果；邀请一些单片机科技公司的技术人员、知名教授来校作单片机知识专题讲座；请一些已毕业从事与单片机技术有关的学生来现场指导教育，使他们了解单片微机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用及学好单片机的重要性和必要性，激发他们的学习兴趣，鼓励他们动脑思考有哪些领域或哪些与我们日常生活相关的电器或仪表等设备适合用单片机控制，从而使学生具有初步的创新意识。
2 鼓励学生进行单片机应用系统开发，培养学生的创新能力。
不断鼓励学生利用课余时间进行单片机应用系统开发，制作自己兴趣的产品，编写单片机程序。由于初学者一般没有开发板和仿真器这些设备，为了给学生创造条件，我们采取了以下措施：
(1)给学生提供一些单片机仿真软件，让学生在电脑上模拟实际系统，编写软件。例如提供了proteus仿真软件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路，还可以和keil软件互联，可以像使用仿真器一样调试程序。又不需要任何费用，特别适合学生在单片机学习的起步阶段使用。我们在实验室里安装了这个软件，并在教学过程中向学生演示它的功能和使用，鼓励有电脑的学生安装这个软件，让他们利用课余时间自己动手做做电子表、步进电机、直流电机控制、LED显示，AD、DA转换，交通灯设计等方面的模拟实验。
(2)鼓励有一定经济条件的学生买一些小型的单片机学习开发板。目前市场上有很多专门为在校大学生学习单片机量身定做学习开发板、主控芯片。包括凌阳、51系列、AVR系统等，它们价格低，特别适合于学生利用课余时间学习单片机开发。而实验室也购置一部分这样的开发板，对学生开放，给学生创造自主学习和开发单片机系统的环境，从而培养了学生的创新能力。
3 在实验中培养创新思维
改变原有的实验教学模式，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，并开放实验室，随时恭候学生的来临。在整个实验进行过程中，以学生为实验的主体，最大限度地调动和发挥学生的主观能动性，引导学生积极对待实验中出现的问题，并自己动手解决这类问题。指导教师在实验的组织管理上起主要作用，而在实验中仅起指导作用，给学生指明方向，避免多走弯路，并解答实验当中出现的一些疑难问题。例如：在彩灯移动实验中，鼓励学生编写不同的移动花样，采用多种不同方法编程，并设计电路图，这样将生活中常见的小产品与课程实验结合起来。使同学们加深对理论知识的
理解，学到了实际知识，培养了分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新思维。
4 通过课程设计改革培养工程素质，强化创新能力。
创新能力不仅仅体现在一些制作发明上，更重要的是要有必要的工程素质。在课程设计过程中，注重培养学生的工程素质。从课程设计选题开始，就要求学生注意收集相关资料、作好分工、做好实验记录、总结调试心得等。使学生熟悉从立项、方案论证、软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、到安装调试等电子设计的全过程，系统地培养学生的学习能力、交流能力、合作能力，使学生理解并认识了良好的工程规范。在设计阶段，引导学生从不同角度观察问题、提出问题、解决问题，注意实现创新性设计。在报告整理阶段，引导学生对设计过程进行总结。从方案设计到器件选型，从程序开发到调试。都要求学生将实践中获取的经验总结文字材料，使学生在设计过程逐步体验本课程的系统性。例如，选择电子时钟系统作为课程设计的同学，其硬件电路尽管相对简单，涉及的单片机资源并不多，大部分同学都能够很快的实现基本功能，但在此基础上，引导学生进行创新设计，在硬件电路基本不变的情况下，通过重新规划设计软件，实现许多如计时器、万年历、秒表、定时报警器等附加功能。
每年课程设计的题目既可从教师给定的题目中选择，也可以自行拟定，自行拟定的题目在做之前要提交可行性报告。这就进一步锻炼了学生的创新能力。2007―2008学年我专业的课程设计的可选题目如表2所示：
而课程设计评分依据学生的实际完成情况和文字报告等进行评价。例如，确定若干个基于单片机实现的仪器系统如时钟、点阵显示器等基本功能供学生选题。在指定的时间范围内，提交完成基本功能的仪器系统、相关文字报告等，最后进行答辩。毕业设计得分由设计产品功能和质量分(40％)、毕业设计报告分(30％)、答辨分(15％)、特色与创新分(15％)等部分组成，并要答辨。
5 通过考核方法改革考核学生的创新能力
考核方法作为课程教学的最后环节，它直接检验教和学双方的效果，间接指导着学生的学习。目前《单片机原理及应用》课程使用比较普遍的考核方法仍然是闭卷笔试。应该说，闭卷考试在基础理论类课程教学中，在强化学生学习和掌握知识的作用是不可替代的，但《单片机原理》课程应用性、实践性都很强，如果仍以闭卷考试作为主要评价方法，则不能较好检验学生的实践能力和创新能力。因此对当前的考核方法进行了改革，并拟建立一种长期的跟踪考核制度，将考核重点放在学生在实践中发现问题的能力考核上。即将原来的纯笔试改成了设计报告、机考和笔试相结合评分的方法。在课程结束后学生要提交一个设计报告，设计一种产品，该报告的评分标准为：报告(50％)+创新意识(30％)+程序调试(20％)。而机考指的是在实验室里现场考核，主要考核学生动手能力和程序调试能力。而笔试试卷在考核学生的基础知识的基础上，更强调学生的创新性思维，在题型上进行了改革。减少了一些需要死记硬背的客观题，增加了灵活多样的程序设计，电路设计等题型。充分考核了学生的学习情况和创新能力。最终成绩测评比例为设计报告(30％)+机考(20％)+笔试(50％)。
6 开展第二课堂，培养学生的创造能力
为加强对学生学习的引导，我们将课堂教学延伸到课外，注意对学生参与实践活动兴趣的培养。将学生的课外科技活动纳入到创新能力培养的过程中来，成立了创新电子社团，以电气工程及其自动化、电子信息工程专业学生为主，其他专业学生也可自愿参加。由《单片机原理及应用》课程的主讲教师作为主要指导教师，每周辅导1―2次，并提供不同层次的实践内容，组织多种形式的实践活动，提出灵活多样的实践要求，吸引学生主动地、有选择地参与这些实践活动，让学生根据自己的发展方向，结合自己的兴趣和需求，选择适合自己的题目或感兴趣的产品设计。在设计和制作过程中，教师给予适度的指导，使学生能够独立、主动、保质保量地完成自己的设计目标和任务，把学生被动地学习变成积极主动地学习，把依赖于老师的学习变成独立的学习和思考。设计题目和产品的实现也增强了学生独立解决问题的自信心，进一步提高学习的兴趣。在教师的指导下，学生可以通过第二课堂对课堂教学内容进行补充和提升，可以根据自己的兴趣进行选题、完成自己感兴趣的课外实验项目、设计和电子制作，可以自己设计电子作品等，这样就使他们在完成学习任务的基础上，使自己的创新思想得以实现。大大激发了学生的课外学习兴趣和主观能动性。也为学生提供了自由发展的空间，提高了学生的创造能力。
7 依托各种竞赛，推进课程改革，提高创新能力
积极参加全国大学生电子设计竞赛、盛群杯单片机竞赛，飞思卡尔智能车竞赛等各类比赛。这些竞赛既培养了学生电子设计能力，提高了实践能力，也锻炼了学生的团队合作精神。通过各类竞赛，掊养一部分学生的动力创新能力，再通过宣传，使其它学生对单片机学习产生兴趣，为参加这些竞赛而努力，从而进一步提高了学生的创新能力。
四 结束语
在进行了课程改革以后，学生的学习热情受到了很大的激发，出现了自主式学习的热潮。由于课程的改革，使理论教学的时间大大缩短，学生有了更多动手和思考的时间，在课程结束时，大多数同学提交了自己的作品，更有部分同学在单片机比赛中取得了优异的成绩。我们将以此为契机，积极、主动地促进单片机课程的进一步改革，使单片机课程跟上时展的潮流，使学生学完单片机后，不仅仅具有初步单片机应用系统的设计和开发能力，还具有了一定的创新能力，有效的提高了学生的综合素质。
参考文献
[1]江世明，刘湘涛，申寿云等.省级重点建设课程《单片机原理及应用》的创新与实践[J]怀化学院学报，第2006，25(8)：162―163.
中图分类号：G622文献标识码： A 文章编号：
一.前言
在当今教学环节中，如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数中职或技工学校电子专业的单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内单片机原理与应用课程的实践教学法中普遍存在的问题和不足进行深入探讨。
二.单片机原理与应用技术
1.原理
单片机原理与应用课程的特点和教学中存在的问题。结合技工学校人才培养目标，从理论教学和实践教学两方面进行改革探索。提出一种注重理论联系实践，在应用中掌握知识的方法。结果表明改革能提高学生的学习积极性和创新能力。改革经验为提高该课程的教学质量提供了新途径。
2. 单片机应用技术
单片机应用技术课程是电子专业的主干课程,也是多年来公认的“问题课程”,学生普遍感到难学。主要表现在课程内容抽象、逻辑性强、与其他课程的关联度大。教学过程极易陷入难教、难学的境地并形成恶性循环。随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件软件技术的飞速发展,单片机应用技术的内容与教学手段和方法都发生了很大的变化。如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,是技工学校单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数技工学校单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内技工学校电子专业单片机应用技术课程教学中普遍存在的问题和不足进行深入探讨,结合多年的教学经验,提出基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的新思路,以期为单片机课程教学的改革提供参考。
三.单片机课程特点
单片机原理与应用是一门理论性和实践性都很强的课程，概括起来有四大特点：首先，课程涉及面广，课程综合了程序设计、电子技术、微机原理、自动控制等技术，学生先修的基础课没学好将直接影响本课程的学习；第二，单片机课程概念多，内部结构、工作原理复杂而抽象，容易出现教师难教、学生难学的状况；第三，单片机应用系统电路复杂、各种芯片元器件功能各异，学生若分不清各部分的作用，易造成学习困难；第四，单片机技术实践性强，如果缺乏实践操作经验，学生很难真正理解学习内容，更无法实现知识的灵活应用。
四.单片机教学中存在的主要问题
1.教材结构未考虑学生的接受能力。教材内容主要依照单片机硬件结构指令系统汇编语言设计系统扩展接口技术应用系统设计的顺序编写的,注重课程的学科性与系统性,而未考虑学生的认知特点;教学过程也是以单片机的结构为主线,先介绍单片机的硬件结构,接着是指令和软件编程,然后是单片机系统的扩展和器件的应用,最后是应用实例。按此教学结构,单片机课程就演绎为以单片机知识为蓝本的微机原理课程,高职学生理解力和逻辑思维能力较薄弱,对复杂的电路和抽象的指令往往不知所云,学习过程枯燥乏味,学生大多产生厌学情绪。
2.普遍存在理论与实践严重脱节的现象。在教学形式上,单片机课程多以课堂理论教学与少量硬件仿真实验相结合,实验教学也多为验证性实验。先理论后实践教学,或理论与实践教学分阶段交叉进行,造成长期以来单片机教学理论与实践的严重脱节。加之许多学校单片机实践教学资源相对比较匮乏,多以单片机实训平台为主,实践教学环节也仅仅体现在为数不多的几个验证性实验上。许多情况下,学生只是依照老师给出的实验电路进行简单连线,有些同学直接将实验系统中的源程序调出来运行一下就算完成任务了。整个课程结束后,许多学生也未能真正了解清楚单片机应用系统开发的全过程,不会使用仿真软件调试程序的同学也不在少数,甚至连单片机开发工具如硬件仿真器、编程器的用途都不知道,更不用说掌握单片机应用系统设计的一般性方法。
五.单片机原理与应用课程的实践教学法
1.教学做合一。教学过程不是教师的个人表演过程，而是教师完成一个单片机工程的开发全过程，教学过程是做单片机项目的真实过程，有电路分析、有单片机基础分析，有汇编语言（或C语言）语法、语句、算法等分析。并且把所有过程，一步一步呈现给学生，让学生有现场感、真实感，让学生最后看到我们的最终成果——单片机实验电路板上呈现的现象。整个过程是教师开发了一个单片机工程项目，对事说是做、对教师说是教、对学生说是学，此之谓陶行知先生所说“教学做合一”。
2.尝试教学实践与创新实践的紧密结合
采取部分开放的实践教学模式的试点,在时间、内容、仪器设备、教学形式等方面给学生空间。在学习的过程中,学生在开放实验室中进行了指令学习和巩固。也逐步学会单步、断点、全速运行的调试方法和排除故障能力,并能使用寄存器窗口、存储器窗口等仿真器的功能,分析各种实验现象。在教学实践的基础上,开展形式灵活、面向不同年级学生、连续不间断地创新实践,如组织电子协会进行课外科技创新活动,以多层面学生为对象与专业技术相结合的创新项目活动、组织培训学生海南省中职学生单片机装配与调试技能竞赛等。
3.讲练结合教学法。学生单靠教师在多媒体教室的“教学做合一”的教学过程是根本学不会单片机的，单片机是理论与实践结合的一门学问，必须经过大量的实践活动才能学会单片机，没有经过实际的演练不可能掌握单片机的精髓。我采用一节教学一节机房加实验板的实训方法进行教学安排，让学生把学到的东西马上进行实际练习，使理论与实践结合。今年的单片机教学我又在原来的基础上进行了改革，全部在机房利用实验板进行教学，采用边教学、边练习的方法，让教师的教与学生的学真正做到无缝对接。
3.项目驱动教学法。在完成基础模块的教学后，学生的单片机学习就进入到另一个阶段，进行综合实训——做实际的工程。前面的教学与实践都是在单片机实验扳上完成的，这对学生来说仍然不真实，不实在，为了使学生能学生出校门就能搞项目，学生在学校必须经历实际工程的锻炼。让学生做电子表、数字温度计、数字电压表等项目。从画原理图、PCB图、制作电路板、硬件连接。软件程序编制、下载、调试与修改等所有过程都亲自参与。学生不再是学习过程的旁观者，而是整个过程的亲历者，让学生体会到创造的快乐，学习就象玩一样。
六.结束语
单片机自从问世以来,经历了多次更新换代,其应用也从最初的工业控制领域扩展到人们日常生活的各个领域。学习这门课程对于学生将知识综合应用能力转化为工程实践能力,顺利地迈向今后的工作岗位,起着举足轻重地作用。因此,如何在教学过程中确保教学目标的实现,一直是大家所关注的焦点。所以做好单片机原理与应用课程的实践教学法是有着十分重要的意义的。
参考文献：
教学改革 实践
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）02C-
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单片机原理与应用课程是高职电气类专业一门十分重要的核心课程。但是，由于该课程内容抽象，相关课程繁多，学生普遍反映难以学习和掌握。笔者结合自己多年教改的体会，分析了单片机课程教学目前存在的一些问题，并提出了改革其理论教学和实践教学的一些措施。
一、目前高职单片机教学存在的问题及原因
（一）教学内容及教学安排与高职单片机课程的教学目标不一致
1.理论教学内容方面。传统的单片机教材一般分为理论与实验两部分。理论教材的内容一般是以单片机的结构为主线，先是论述单片机的基本结构，接着是单片机的指令系统和汇编语言程序设计，然后是单片机的内部资源及编程、单片机的各种接口及应用，最后是各种元器件的应用。这样的教材详细讲解了单片机的结构和功能，为学生全面掌握单片机的理论知识提供了便利。但是，对于高职院校的学生来说，这样的教材不是很适宜。因为，第一，高职院校的学生基础较差，学习能力不强，对于抽象的理论知识难以理解，也不很感兴趣；第二，传统教材的内容陈旧，理论性强，实用性差，未能突出高职院校培养应用型、技能型人才的特点；第三，传统教材的内容与实际应用相脱节，缺少单片机开发应用的最新成果。
2.实验教学内容方面。传统的实验教材一般是根据实验室所配备的单片机实验箱来编写的验证性实验或一些简单的设计性实验。做实验时学生只需按给定的实验步骤进行简单的硬件连接、程序录入和编译下载；无须了解整个系统的开发、调试及工作的过程。这样的实验教材与理论教材的关联是很少的，各自独立成书，理论课与实验课各自为政，相互脱节，其结果必然是使理论教学和实验教学难以相辅相成、相互促进。
3.教学内容的安排上，理论教学与实践教学相分离。单片机课程传统的教学模式一般是：理论教学在教室讲解，实验教学在实验室操作，二者实施的时间、空间完全各自独立，其中又以教室的理论教学为主。这种教学安排将理论教学和实验教学相分离，既无法充分发挥理论对实践的指导作用，也无法及时地通过实践来加深对理论的理解。
（二）传统实验的方式单一、效率和效果差，无法达到培养学生实际动手能力的目的
传统的实验教学大多采用实验箱实验的方式，在实验室中进行，它往往会受到诸如硬件资源、实验时间和实验场地的限制。学生在做实验时，一般是在实验教材的指导下，按已给出的程序（有的甚至是已调试编译好的可执行代码）和已给定的实验连接简图进行，学生无须了解整个系统的电气原理。因而即便学生已按要求正确无误地完成了整个实验，得到了相关的实验结果，但他们对整个系统的工作还是一知半解，没有一个整体的概念，最终还是不会设计电路，有的甚至连基本的电路图都看不懂。这种实验的实验方式单一，实验的效率和效果都很差，根本达不到培养学生实际动手能力的目的。
（三）教学的方式、方法及手段有待提高
单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，不仅其芯片型号及功能日新月异，而且开发其应用系统的技术手段和方式方法也层出不穷，各种各样的仿真软件大量涌现，单纯依靠板书教学（或“板书式”的多媒体教学）以及实验室内的有限实验，已越来越跟不上技术的发展，越来越适应不了高职院校培养学生实际动手能力的需要。
二、理论与实践方面的改革
（一）理论教学的改革
1.重构教学内容以适应单片机技术的快速发展。结合职业院校单片机教学的目标及学生学习的特点，我们根据单片机应用系统的实际开发过程，基于项目导向的原则，对单片机课程的教材进行了重构，开发出新的单片机教材。新教材摈弃原来的章节概念，打破了原有的知识体系，不再以单片机的结构为主线，而是依据任务驱动、项目导向的教学思路，以项目实践为单位来组织教学内容，将单片机应用系统的设计与开发过程与单片机的相关知识点有机地结合在一起，使学生在学习各个单片机应用系统（即项目实践）的设计与开发的过程中，认识单片机，掌握单片机，应用单片机。对各个项目的编写，一般是先提出项目要求，然后给出能仿真实现的系统电路原理图及程序，接着再陈述本项目所涉及的理论知识及本项目的设计思想、工作原理和过程，最后是相关的理论拓展及相应的技能拓展项目，以便学有余力的学生进行更深入的学习，使之拥有广阔的自主学习和自主创新的空间。所有的项目安排我们都遵照由浅入深的原则，通过渐进的学习逐步提高学生的知识和技能。教学改革的基本思想是强调“做中学”，每一个项目均能通过仿真实验来展示系统运行的结果，既直观生动又费时不多，大大加强了理论与实践的联系。
2.引入C51语言的教学，降低单片机指令的学习要求及难度。传统单片机的教学及其应用系统的开发，一般都是以汇编语言作为开发工具，因为汇编语言具有代码紧凑、执行时间短、控制及时等优点。但是随着单片机技术的发展，其编程繁琐、可读性差、可移植性弱等缺点越来越难以接受；相反，C语言在功能上、结构上、可读性和可维护性上有明显的优势。因此，目前单片机C语言已非常流行，绝大部分的应用系统均可直接用C51来编写，而且在企业的实际应用中已很少有人使用汇编语言来编写程序。有鉴于此，我们将C51语言引入单片机的教学，这样就可以将汇编语言及单片机的汇编指令等传统中极为重要的教学内容作为稍有了解即可的知识，使学生无须花费大量的时间和精力去学习汇编语言及有关指令，从而大大降低单片机理论教学的难度。
3.引入Keil及Proteus的教学，充分发挥单片机仿真软件在理论教学上的辅助作用。Keil编译软件可以对汇编语言、C语言进行编译与调试，Proteus仿真软件可以对数字电路、模拟电路、单片机及其电路进行仿真。将Keil编译软件与Proteus仿真软件相结合，可以在计算机上调试和仿真单片机应用系统的运行情况及结果。过去，我们通常都只是将这两个软件应用于实验教学，而忽视了它们在理论教学上强大的辅助作用。实际上，在理论教学时，通过Proteus仿真，我们可以直观地观察到教学案例的实际运行效果, 这样对理论教学有很大的辅助作用，这主要体现在：（1）能够直观形象地显示案例的运行结果，加深学生的印象和感性的认识，并提高学生学习的兴趣和积极性；（2）可检验案例设计的正确性；（3）直观地见证程序的执行过程及结果，方便理解案例程序；（4）学生课后可随时对课本的所有案例进行仿真验证和学习，以帮助学生理解课本的相关知识，使仿真实验成为可指导学生学习的、可靠的“老师”；（5）通过仿真实验，学生可以从严重依赖于实验室实验的状况中彻底解脱，只要有电脑，在宿舍就可以进行单片机仿真实验。
（二）实践教学改革
1.实践内容层次化，实验形式多样化。将单片机的实验，按内容深浅的不同划分为三个层次，即验证型实验、综合型实验和课程设计型实验；按实验形式的不同划分为四种，即仿真实验、实验箱实验、实验板实验、实际工程应用实验。实验时不管是什么层次的实验均要求先进行仿真实验，而且对于仿真实验除了刚开始学习Keil和Proteus软件时，在实验课堂上统一完成外，其他的仿真实验均要求学生利用课外时间在实验室外独立完成。
验证型实验一般只进行仿真实验，其内容均选自理论教学的案例（目的是加强理论与实验的关系），均作为课外作业的形式布置给学生完成。当然，上课时老师可以将仿真结果演示给学生看，学生在课外只需按照案例给出的程序和电路图即可进行相应的仿真实验。做这种实验的效率很高，不用占用上课时间，而且其仿真效果也很好。通过这些实验，一方面可加深学生对理论教学内容的理解，另一方面可让学生逐步熟悉Keil软件和Proteus软件的使用。
综合型实验是对单片机某一项目内容进行较深入的实验研究，其内容可以是理论教学中所讲到的某一较大的案例，也可以是实验箱或实验板所配送的某一专题的实验案例；我们可以根据实验的时间及实验内容的难易来确定是否给出电路和程序，是否只要求做仿真实验或是还要做实验箱、实验板实验等。通过这种实验一方面可进一步提高学生进行仿真实验的技能，另一方面也让学生逐步熟悉实验箱或实验板等单片机应用系统的开发工具，为学生进行下一步的实际工程应用打下坚实的基础。
课程设计型实验是在单片机课程学习完成后，针对单片机在实际生产、生活中的具体应用而开发的一个单片机应用系统，如数字多用仪表的设计、红外遥控系统设计、简易电子琴设计、带农历的万年历设计，等等。对于课程设计型实验，学生不再单独进行，而是按小组进行，而且要求同学们按照单片机实际工程应用的开发程序完成整个过程，这包括软硬件的设计、仿真实验的实现、电路板的设计与制作、元器件的购买与安装、程序的下载与运行等。通过这种实验可以让学生掌握单片机应用系统的整个开发过程，为今后的实际工作打下坚实的基础。为了保证实验的成功率，增强学生的信心，开始可以先选择一个极其简单的验证型实验来进行，以便让学生熟悉整个单片机应用系统的开发过程，然后再真正从事复杂的课程设计型实验。
2.通过引入仿真实验，大大提高实验的效率和效果，从而可增加实验的内容和难度。如前所述，我们在理论教学和实验教学中均已引入Proteus仿真软件与Keil编译软件，通过仿真实验，可以将很多实验（尤其是验证型实验）作为作业的形式布置给学生，要求他们在课外仿真实现。对于需要用实验箱或实验板进行的实验，我们也要求学生先在仿真软件中实现，然后再进行实验箱（或实验板）的实验，观察硬件运行的结果与软件仿真的结的差别。这样做的目的是将整个实验一分为二，仿真部分学生利用课外时间在自己的电脑上完成，实际硬件实验的部分在实验室完成，从而大大提高实验的效率和效果，为增加实验的内容和难度提供可能。
【参考文献】
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SOD（System-Objective-Development）教学模式是基于应用型大学提出的一种新型的教学模式，指的是在教学过程中基于特定培养目标（objective），为培养具有可发展性（development）的人才而进行的系统化（system）教学的教学模式（Teaching system based on the specific training objectives for development talents）。单片机技术与应用课程是电子工程系、控制工程系、通信工程系相关专业的重要专业必修课，主要介绍 MCS- 51 系列单片机的工作原理及其在电子产品中的应用。通过本课程的学习，使学生了解掌握单片机内部资源的应用及常用外围接口电路的设计，单片机在各种产品中的应用，具有一定的产品开发设备维护能力。它是工学电气信息类专业的重要实用课程，是一门实践性、工程性很强的技术课程，是学生将来在电子类公司或电子行业工作的最基本的技能，是学生的“饭碗型”课程；它的教学效果直接影响了学生就业以及将来个人专业上的发展。
目前，很多民办高校的教学模式沿袭普通的一、二本院校，不可否认，依托传统的普通高校对民办高校的发展起到了巨大的推动作用，使其迅速发展成我国高等教育的一个组成部分。不过，民办高校的生源情况与培养目标跟普通的一、二本院校有很大不同，这使得民办高校不可能一直按照普通高校的教学模式进行发展，在教学上，它需要寻找一条适合自己的发展和创新之路。
笔者一直认为，高等教育的目的并不是培养越来越多的工程师、技术员。高等教育应该是一种个性教育、思维教育、素质教育。它应该是指向个人发展的一种教育，它帮助人更好地发现和完善自己的优势，锻炼自己的弱势。在独立学院近三年的单片机原理与应用的教学过程中，笔者总结了学生在学习过程中出现的一些问题，看到了他们的一些优势，并提出了一些适合于民办高校学生的教学方法。
1 民办高校单片机课程教学的特点
1.1 学员的心理特征
民办高校的学员，正处于由青春期向成年期过渡的时期，生理机能趋向成熟，心理智能已发展到前所未有的高度，“高考”对于他们的烙印，一时难以抚平，自我意识的强化、心理情绪的波动、思想的不成熟等诸多因素的驱使，使得他们在接受新思想、新事物上，极易产生一种渴望。然而一旦感觉不到它的兴趣点，又会很快地陷入“厌倦”的境地。
单片机原理与应用是一门综合性和应用性都较强的课程。学生在学习初期容易对课程充满期待，但一旦碰到困难又极易退缩。不过，通过观察，大部分学生具有记忆力强、动手能力强、想象力丰富、勇于挑战自我、勇于创新的优势。
1.2 学员的基础水平
民办高校的招生是通过学院办学所在的省市，根据参加全国高考统一招生的招生计划，实施降低分数的方式进行的。大多数学生的基础情况明显落后于普通高校，这反映在数学物理等学科基础薄弱，对深究理论的兴趣不强，形象思维能力强于逻辑思维能力，记忆能力强于理解能力。他们在进入大学后学习高等数学已感觉比较困难，进而对需要坚实数学基础的大学物理的学习更是力不从心。不过，也存在不少学生基础知识比较扎实，但存在偏科的情况。
1.3 教学方面
目前民办高校的教学大纲一般使用或参照使用二本院校的教学大纲，教材大多直接选自普通高校教材，而独立学院关于单片机原理与应用课程的课时普遍偏少，相对而言，教学内容偏多，教学要求偏高。由于教学内容多而课时少，目前对于此门课程的教学，为了完成教学进度，一般采用教师讲授为主，学生较少参与课堂，而且由于采用合班上课的形式，课堂上基本不使用演示实验。
2 教学方法改革
2.1 多使用实例教学
这是目前被广泛认可的一种教学方式，在民办高校学员的身上也同样适用。实例可以作为课程的引入，可以带给学生思考的空间。广泛收集简单实用的一些小实例对教学的帮助非常大。比如，以一个彩灯设计的实例引入单片机的最小系统，以一个简单的双机通信实验引入单片机的串行通信方式，以一个简单的方波发生器实验引入定时器/计数器的概念和原理等等。实践中反映，学生对实例的接受情况远比对枯燥理论的接受情况要好。
2.2 多使用重复教学
一方面单片机系统不同于其他课程，属于非因果系统，讲解新知识的时候经常会用到后面才会学习的内容；另一方面单片机知识中名词多、概念多，知识点多且杂，不易记，易混淆。针对这些特点，课堂教学中在讲解新知识的同时，时刻留意找出一条“线”，把相关的知识“串”起来，不断重复所讲解知识涉及的内容，重复刺激学生的大脑，直到其掌握。
2.3 采用教育策略
教育策略就是教育者为了达到有效的教学目的，根据学生的特点、教育内容的性质、教学的情境以及教师本人自身素质等种种因素选择有效教学方法，灵活、创造性地进行教学。例如，我们在讲解中断服务程序的编写时，我们可以把整个中断过程比喻成一条电路通路，进行讲解。我们把（下转第119页）（上接第99页） IE寄存器中除 EA以外的每一位比喻成电路中的一个小开关，EA 位比喻成电路中的总开关。其中开关闭合意味着对应位为 1，开关打开意味着对应位为 0。我们以外部中断源为例，首先，我们要规定外部中断有效的中断请求信号，因此我们可以通过 SETBIT0 或 CLR IT0 进行设置。当有中断请求时，对应的中断标志位 IE0=1，该中断信号能不能被送给 CPU 响应，还要看总开关和对应的分开关有没有闭合形成通路。因此，我们下一步编写程序时，应先闭合总开关 EA，可以通过SETB EA 指令来实现，再闭合分开关 EX0，可以通过 SETBEX0 指令来实现。这样我们就可以把中断信号送达到 CPU响应。通过这种比喻，学生在理解上就不困难了，如果将这个例子用图形的方式画在黑板上对照着讲，那就更加形象了。
2.4 鼓励学生多积累
学习单片机是一个经验积累过程，一定要学会自己动手，积累实践经验。要鼓励学生认真学习做好实际工作，包括焊接、剥线头和学习使用工具等等。动手是促进理解的最好办法，另一方面，单片机的学习对未来就业本身就有很大的帮助，而企业的产品设计、生产、检测、维修等都是具体的行为，所以所有的细节都很重要。
2.5 重视调试过程
使用仿真器调试实验板是学习系统调试的唯一方法，只有通过这个调试过程，才能帮助学生理解程序的执行过程以及软件和硬件的关系。这个过程不可能在课堂上完成，但可以让学生在课余实践和课程实训中完成。在这个过程中，要让学生明确一个道理，那就是，一个实验的正确结果并不是我们的实验目的，实验目的是要在实践中积累经验和学到知识。
2.6 学习利用网络资源
现在的网络资源非常丰富，各式各样的单片机论坛里面有大量的设计案例和单片机软硬件资源。引导学生学会挖掘、运用网络资源，通过借鉴别人的成功方案，充实和提高自己。可以专门开辟一节课的时间教学生如何使用关键字查阅到自己想知道的内容，哪些网站或者论坛可以提供我们更多的资料。如单片机爱好者论坛、周立功单片机、水木清华、白云黄鹤等。当学生走向工作岗位时，很多知识需要再学习和更新。当接到一件设计任务时，可能有部分知识从未接触过，或者学习过但已忘记，在没有师傅手把手式教的情况下，网络是学习陌生知识最迅捷的途径。因此，如何学会利用网络资料就显得越发重要了。
传统单片机原理及应用课程教学方式是以单片机的知识结构为主线，学习单片机的原理部分――单片机硬件结构、中断系统、定时器/计数器、串行口应用、系统扩展等。原理部分内容抽象，对高职学生来说学习难度大。应用部分是在所学理论知识的基础上，将理论用于实践，实践性强，与实际应用联系非常紧密。单片机应用以硬件和程序作为基础和支撑，前面知识一知半解，使单片机系统设计的学习和掌握变得难上加难。对于非计算机专业的高职学生，要学习如此复杂的单片机软、硬件知识，传统的以讲授为主的教学模式显然不能适应高职学生学习的需要，改革教学模式势在必行。在本课程的教学中实施了以任务驱动模式为主的项目教学法，加大实践在教学中的比重，力争实现理实一体化教学。
一、引入PROTEUS仿真教学，激发学生的学习兴趣
PROTEUS软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的功能强大的EDA工具软件。其运行环境为Windows系统，操作简单，不仅具有PCB设计、Schematic Drawing仿真功能，还能仿真单片机及器件，是目前对单片机进行模拟实验的最好软件。PROTEUS软件可在目标板没有进行制作前，事先对其合理性、功能等指标进行设计、调整，还能在没有目标板的情况下实现对单片机软件的开发和调试，从而进行完整的模拟开发。
单片机原理及应用课程的具体目的是培养学生的软件编程能力及硬件设计能力。但由于课程教学课时以及经费的限制，学生很难亲自动手将软件和硬件进行实际操作。使用PROTEUS软件可以实现单片机应用系统仿真模拟。在教学实践过程中，教师通过计算机和多媒体指导学生使用计算机操作KEIL uVision2 软件和PROTEUS软件。学生首先使用KEIL uVision2 软件练习程序编写，将程序编辑、编译、链接后生成“.hex”的可执行文件；然后利用PROTUES软件平台搭建实际硬件电路；最后在PROTEUS平台加载可执行文件，进行仿真运行。
将PROTEUS与 KEIL uVision2 软件相结合仿真，不但可以丰富教师教学手段，还可以使学生既能进行单片机系统软件程序设计，又能进行单片机接口电路的设计，并立即看到程序运行和电路工作的过程和结果。在提高学生学习兴趣的基础上锻炼了学生实践动手的能力，既降低了教学成本，又提高了教学效果。与此同时，还能解决实验箱不能实现功能模块的有关限制性。
二、选取任务驱动教学模式，提高学生学习效率
1.以“必需、够用”为原则，在教学内容上改革
针对本课程实践性强的特点，应以“强化能力，重在应用”为指导思想。通过对部分毕业生和相关企业、行业的调研，在教学内容的选取上应以培养技能型专业人才为出发点，以满足岗位职业技能需求为最终目标，以真实的工作任务为载体进行教学过程的设计，以“必需、够用”为原则设计教学内容，注重职业岗位技能训练，增加实践教学的学时，培养学生的实际应用能力。
2.教学过程主要采用“任务驱动法”，理论教学紧扣“实际应用”
“任务驱动法”是理论教学全过程都以单片机应用的典型工程实用案例进行分析讲述的一种教学方法。授课时以“任务”演示作为引入，以实现“任务”为主线介绍单片机各相关理论知识。将单片机课程的内容融入几个典型的单片机任务中，将理论教学和实践教学融为一体，将“单片机理论”“单片机仿真”与“单片机实操”融为一体，将传统教学方法与现代化教学方法融为一体。使学生在实践中学习理论知识，使所学的理论知识在实践中得以验证；同时用理论指导实践，培养学生的操作技能，实现理论和实践的有机结合。这样学习目标更明确，带着具体的任务去学习，既增加了学习兴趣，又提高了学生学习的主动性和自觉性。
3.结合以“单片机实验开发板”为主，以“单片机实验箱”为辅的实验教学模式
“开发板”为电路板的形式，虽然体积很小但包含了“单片机”实验的各个部分，可以根据需要对其进行扩展。另外，此单片机“开发板”要求学生自己动手焊接、调试，可加强学生对硬件电路的认识和手工焊接能力的锻炼，为今后学生自主开发、设计单片机应用系统奠定了一定的硬件基础。
三、以C语言为主，与市场接轨，降低学生学习难度
C语言是目前世界上使用最广泛的高级程序设计语言之一。C语言已被人们普遍接受，它在系统软件、数据处理、科学工程数值计算等多个领域的软件开发中起着越来越重要的作用。C语言结构紧凑、语句简洁，是介于高级语言和汇编语言之间的一类语言，具有像汇编语言那样直接访问硬件的功能。
单片机应用系统的程序设计，既可以采用汇编语言，也可以采用C语言。汇编语言虽然具有接近硬件和执行效率高等优点，但开发单片机难度高、效率低且周期长。C语言虽然执行效率不如汇编语言，但是C语言的突出优点是可读性和可移植性好，既有高级语言的优点，又不失对硬件的控制，可以尽量少地对硬件进行操作，非常适合开发单片机。C语言中有丰富的函数，可以直接调用，大大降低了编程者的工作负担。引入C语言进行教学，学生掌握起来相对较快，不用过多考虑硬件，编写程序较容易。经过调研，目前在高科技电子领域实际应用中，单片机的开发多采用C语言编程。故采用C语言代替汇编语言开发单片机。
通过理实一体化课程教学改革，将任务驱动法、仿真法、实验教学法相结合，将“教、学、做”融为一体，培养学生单片机系统的应用能力，并将C语言应用于单片机课程，降低了学生的学习难度。经过课程改革，可提高学生学习兴趣、提高学生主动学习的积极性，教学效率和教学质量也有一定提高。单片机原理及应用教学改革是一个长期的过程，需要教师不断学习、积累经验、探索完善、拓展知识结构、加强科学研究，同时不断改进教学方法，提高教学效率，使学生在知识的掌握与实践能力的提升方面受益。
参考文献：
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电子技术的飞速发展，给人类生活带来了根本性的变革，特别是随着微型计算机的出现，更是将人类社会带入了一个新的时代。单片机其实就是一个简化的微型计算机，它将CPU、存储器等集成在一块很小的芯片上，主要用来完成相对简单的控制任务。单片机因为体积小、可靠性高并且价格低廉，所以广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备控制、自动检测和家用电器等多个领域。正因为单片机应用领域广，单片机开发人才的需求量大，所以几乎所有的职业教育院校对电子信息类的专业都开设有单片机应用与开发的课程。但很多老师在上这门课时直接采用了一般大学传统的教学模式，利用书本教授大量的理论知识，然后做几个实验加以辅助，并没有针对职业教育的特点进行改变。我认为职业教育就应该以职业为导向，注重实际运用，所以本文将探讨一种单片机应用与开发的教学模式，尽量使学生在学完本课程后不但能掌握单片机的常用理论知识，而且能马上投入到单片机的开发工作中去。
一、用一次实验开始本课程的学习，调动学生积极性
传统的单片机教学都是以理论知识开始，首先讲解单片机硬件结构，然后依次是指令系统、程序设计和单片机扩展，一般在指令系统讲解部分后开始进行实验。单片机的理论知识非常枯燥而且抽象，这点学过单片机的都深有体会，要想记住这些知识已是不易，更别说通过书本就能理解掌握了。这样就容易使部分学生觉得单片机太难，自己学不了，从而丧失继续学习的积极性。
本人以实验课开始单片机的教学。第一堂课我就带领学生到实验室，让学生认识单片机，认识单片机开发板，然后向学生演示一个简单的单片机程序的运行效果（本人一般演示八个LED灯闪亮的程序，以下简称程序一）。随着LED灯的循环闪亮，学生们此时会非常有兴趣且充满好奇，不但都会挤过来看，还会问很多的问题，比如LED灯闪亮的频率能否调快慢、能否使这些灯按顺序单个的循环闪亮等等。通过这种以实验引入教学的直观生动的方式，能充分激发学生的求知欲，调动他们的学习积极性。
二、认真编排教学计划，使实验与理论做到无缝结合
我们在编排教学计划时一定不能单纯依照教材上的章节顺序，必须围绕将要进行的实验合理地选择将要讲授的知识点，并且将这些知识点有条理地联系起来使之系统化，这样有利于学生对这些知识点的理解和记忆。这部分理论知识讲解完毕后马上指导学生进行实验，让学生带着系统的理论投入实验，这样他们不但容易掌握该实验的目的和原理，而且能更好地巩固所学的理论知识。
比如程序一，这个程序包含的理论知识主要有I/O口的操作、单片机的软件延时以及单片机编程指令和规则。这些理论知识在教材上分布在不同的章节，而且跨度较大，如果严格按照教材的进程，那么学生掌握这个实验时理论学习都过半了。但是这个程序可以说是单片机学习的入门程序，如果不能很快掌握，将会使学生们陷入枯燥的理论学习中。我们应该在程序演示后紧接着讲解程序的实现过程，然后引入直接相关的理论知识，这样能够帮助学生理解和掌握理论知识包括一些比较抽象的知识，在学生掌握直接相关知识后我们再根据教材进行适当的延伸。程序一中的I/O口操作只是输出操作，所以我最初只会讲解I/O口的输出功能，当学生结合程序掌握这一知识点后，我就会讲解I/O口的输入、结构以及负载等关联知识，这时学生就能比较容易理解并掌握。
三、不能一味追求进度，以掌握单片机工作原理和常用指令为重点
单片机开发与应用是一项复杂而且深奥的工作，再加上职业院校学生的理论知识基础和学习能力普遍都要差一些，所以我们不能期望他们经过一个学期的学习就能掌握复杂的单片机系统开发。我认为在有限的单片机教学时间内，教师不应一味追求教学进度，最重要的是使学生掌握单片机开发的基础知识和基本原理，只有打好扎实的基础以后在工作中才能学习更深层次的知识。
我在给学生讲完程序一的理论知识并指导他们做完实验后，并不会马上教他们做一个全新的实验，而是要考虑新旧知识的结合。在他们已经掌握的实验的基础上加入新的知识，这样他们对新知识更容易理解和掌握，同时还是对已学知识的巩固。学生们在程序一中学到如何输出指令控制LED灯，接下来我就教他们如何从外部输入去控制LED灯，然后我又会教用位控制指令和循环指令控制LED灯。这三个实验都围绕单片机I/O口进行，因为I/O口控制可以说是单片机中最基本、最重要的部分，但每个实验有不同的控制方式，所以学生又学到了不同的知识和指令。
四、由浅入深，模拟工作过程，培养学生独立设计和编程的能力
职业教育是以就业为导向，所以我们在进行单片机教学的时候也不能背离这个宗旨。在实际工作中，一个合格的单片机开发人员必须具备从系统最初设计到开发调试的工作能力。在学生掌握一定的理论和实践的专业基础知识之后，老师应该模拟实际的工作过程向学生提出工作任务，让学生自己思考该从何处入手、该怎样实现等等。实训过程要充分发挥学生的主观能动性，不能老师边做，学生边抄。要让学生先入为主，按照自己的思路进行设计开发。老师的角色是辅导、指导和督导。在辅导过程中，老师应针对学生遇到的各种问题召开技术指导分析会，带领学生分析问题、解决问题，使学生在实训过程中学会学习，学会工作。
在教学生进行I/O口操作并成功完成实验后，他们基本理解了单片机工作的原理和过程，这时我开始逐步带领学生从系统设计开始做起。比如我的教学计划中第三个程序是用位控制和循环移动命令控制LED灯的闪亮和方向改变，我会先模拟客户向学生提出最终的执行结果要求，然后让他们思考一定时间，接着我会在学生思考的方案中选出正确并且比较有代表性的一个来带领他们一步步地分析，并指导他们绘制程序流程图和编写程序。在整个程序三的教学中，每一步我都不会直接告诉学生结果，我会给他们相应的提示来逐步引导他们自己思考出结果。一开始他们觉得很难，而且课程进度也比较慢，但是我认为这是一个非常重要且必经的一个过程，随着他们逐步地熟练和掌握这种学习方式，后面的学习将会轻松许多，而且这种能力也会使他们在今后工作中受益匪浅。
五、安排专周实训，带领学生到企业学习
学生在学校进行完理论学习和实训操作后，学校应安排至少两周的专周实训时间，积极联系从事单片机开发工作的企业，让任课教师带领学生到企业去，在实践中深化学习，进一步巩固他们在学校学到的知识。如果条件允许的话，尽量为学生聘请一位企业的单片机开发技术人员，选取一个企业曾经开发的简单项目带领学生进行设计开发。我相信，经过这样一个专周实训后，学生就真正地具备了单片机开发的基本工作能力。
职业教育与普通大学教育是不同的，所以我们在教学中应该从课程规划开始就要充分结合该门课程的工作实际，认真编排教学计划，重点培养学生胜任实际工作的综合能力，使学生走出校门后就能马上投入到相关的工作中去。
参考文献
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