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單片機教學改革的研究與實踐

發布時間:2015-11-30 10:39

摘 要:單片機教學改革的措施是提倡從學生興趣出發,通過引發學生興趣來增強學生的動手能力。因此,本文根究單片機教學的特點,通過對單片機教學的內容、方法、手段、教學評價以及教學實踐的改進和分析,旨在達到改善教學效果,培養學生學習能力與創新精神的目的。

關鍵詞:單片機;教學改革
  目前,單片機已經廣泛應用于家用電器、工業控制等各個領域,由于單片機具有功能強、功耗低以及性價比高的特點,它的廣泛使用在各行各業都有著舉足輕重的作用。現在,各高校的機電類專業大多都開設了單片機課程,這門課程對于培養高科技的應用人才起著舉足輕重的作用,但是由于這門課程涉及的范圍廣泛,教學的效果并不樂觀。因此,本文結合了現代教學的內容、方法、手段、評價方法以及實踐過程展開詳細的分析和大膽的嘗試。
  1、教學內容改革
  單片機教學的改革首先要從教學內容的改革上入手,不僅要加強學生理論知識的學習,而且也要注重學生實踐教學方面的有效應用,因此,從以下兩個方面分析教學的內容改革:
  1.1理論教學方面
  單片機教材的涵蓋面廣泛,涉及的內容很多又比較復雜,對于軟硬件的分布又顯得交錯紛雜,學生在這種情況下就不容易抓住重點,因此,對于單片機理論教學方面應該進行重新的課程整合,比如說進行模塊式教學,這樣由易到難,有淺及深的教學方式就能讓學生抓重點,破難點的學習,也更容易接受。
  第一模塊的內容主要以軟件為主,包括單片機指令系統和匯編語言的設計。第二模塊的內容主要以硬件為主,包括單片機的硬件結構的原理分析和存儲器的設計。第三模塊主要是單片機進行開發時采用的應用模塊,包括單片機的定時器和中斷系統等。第四模塊的內容主要是掌握單片機相關硬件的連接以及根據對應的硬件系統來設計程序和軟件。第五模塊的內容主要就是闡述單片機應用系統的開發過程和系統的設計方法等。
  1.2實踐教學方面
  (1)模塊式教學與實踐的結合
  單片機教學在理論方面已經劃分好模塊,讓學生可以由淺及深的學習,那么在實際的應用中,就更應該加強理論與實踐的結合,才能取得好的教學效果。比如在第一模塊中,單片機的指令比較多,程序設計的步驟較多也較為復雜,所以,為了讓學生能夠更好的理解軟件設計方面的知識,就可以先讓學生自己根據所學知識進行適合的程序設計,教師可以在學生的設計過程中從旁指點,這樣學生就可以在設計的過程中掌握所學的指令和設計的思路,并且能夠更深刻的了解其中每個程序的結構,學會程序優化的方法。
  (2)開放式實驗教學
  任何教學的突破都是要在教學中充分體現學生的主體性,同樣,在單片機的教學改革中,應該采用開放式的實驗教學方法,讓學生成為實驗的主體。不僅可以讓學生自己選定實驗的課題和實驗應用的儀器,而且還可以讓學生自行設計實驗的步驟并分析實驗的數據和結果。
  (3)加強、優化課程設計
  課程設計是單片機教學的一個重要的組成部分,課程設計必然要將學生平時學到的知識加以綜合的運用,并通過課程設計和實際的應用結合在一起,培養學生的專業能力和對單片機工程的應用能力。通過課程設計還可以讓學生以最快的速度消化所學的知識,鍛煉實際的應用能力,這樣有助于提高學生的綜合素質。
  2、教學方法、教學手段的改革
  隨著單片機教學的迅速發展,適合于單片機教學的方式和方法也有很多,但是,如何能將現代的教學技術合理的運用并做好現代技術與傳統技術的有效結合是至關重要的。
  2.1多媒體教學與計算機系統仿真教學模式的結合
  在現代的教學方式中,多媒體教學的引入已經是非常普遍并且很實用的方式,多媒體技術的引入,使得抽象的理論知識變得更容易理解好接受,除了單一的使用多媒體教學,也可以加入計算機系統仿真技術,這樣將二者結合到一起,改變傳統的教學方式,可以更進一步的激發學生的求知興趣,有利于提高課堂教學的效率并促進教學規模的不斷擴大。
  2.2將多媒體教學與傳統教學手段有機結合
  先進的教學技術必然會使單片機的課堂教學有一個智的飛躍,但是在采用新技術的同時,也不能完全忽略傳統的教學手段,畢竟教師在傳統的教學模式中積累的豐富的教學經驗也是非常重要的。因此,能夠將先進的多媒體教學與傳統的教學經驗緊密的聯系在一起就能更好的促進課堂效果的提高,不僅能夠對提高教學質量起到至關重要的作用,而且還能夠促進師生之間的互動和感情的交流。
  3、教學評價的改革
  單片機的教學改革中,教學評價的改革也是一個非常重要的環節,而教學評價的核心主要是以學生的應用能力和基本技能為主要內容。
  3.1理論部分
  對于理論部分的考核主要應該以閉卷的形式進行,試題的內容主要是檢驗學生對硬件方面知識的理解和記憶,在筆試時應該選取有側重點的試題,要考重點、考基本原理和基礎知識,這樣才能更深入的了解學生對理論知識的掌握。
  3.2創新實驗部分
  理論部分只是占據考核的一小部分,最重要的還是創新實驗部分的考核,從這個測試中,可以充分檢測出學生的動手操作能力和實際的應用能力。在教師設置實驗操作題目的時候,可以制定一些數量的小型設計題目,學生們可以自行選擇不同的題目,然后自己查資料、設計電路并編制程序,也可以讓學生們自行組成團隊,分別承擔一部分的設計項目,也可以從中看到學生們的協作能力。
  4、教學實踐的應用
  4.1項目教學的實踐
  通常單片機的教材中都是以多個章節構成的,而每個章節都是單片機應用系統的一個部分,學生只有在對每個章節都有系統的學習時才能夠掌握單片機的應用,但是這樣的學習過程的效率很低,因此,在單片機的教學改革中就使用了項目教學的新方法,也就是將企業中的項目引入到教學中,并且每一個項目都是一個完整的單片機的應用過程。比如說點亮一個發光二極管,這樣一個比較簡單的項目就能激發學生的興趣,通過一個個項目的結合和貫穿,增強學生的應用能力。
  4.2C語言編程的實踐
  在以往的單片機教學中,常常采用匯編編程的方法,這種方法雖然對程序的執行效率高,但是不同型號的單片機的指令系統不完全相同,因此不利于學生的記憶。因此,在新的教學實踐中,就采用了C語言編程的方法。C語言是高級語言,它 不需要了解單片機的不同的指令系統,只需要對單片機有一定的內部資源的認識,就能將程序模塊化,它的高移植性已經使C語言教學成為單片機實踐教學中的主流模式。
  4.3仿真實驗平臺的實踐
  在過去的單片機教學中,單片機實驗箱實驗是在全國范圍內都比較普及的教學方式,實驗箱實驗的可靠性強,學生能夠比較集中的將精力放在單片機的系統構架上,但是實驗箱的功能有限,不利于學生發散思維的訓練。因此,在新的教學實踐中就大膽采用了仿真實驗平臺,也就是采用現在比較流行的單片機仿真軟件Proteus作為實驗平臺進行仿真實驗。該軟件支持的單片機類型很多,也可以在沒有硬件電路的情況下完成對單片機軟硬件的開發、測試和調試,有助于學生了解單片機系統的開發和應用。
  5、小結
  隨著單片機技術的迅速發展,單片機教學的改革也勢在必行,教師也應該通過不斷的調整教學內容,改進教學方法并采用先進的教學手段來適應時代的發展與時代的要求。除此之外,在教學評價體系不斷更新的研究和實踐中,現代的單片機教學已經取得了較好的教學效果和較高的教學質量,因此,教學的改革應該更加努力的實踐,要充分調動學生的積極性,從而培養學生的創新能力和實際的應用能力,有助于教與學的和諧統一和共同發展。  
  參考文獻
  [1]李朝青,《單片機原理及接口技術》[M],北京航空航天大學出版社,2008年
  [2]盧艷軍,《單片機基本原理及應用系統》,機械工業出版社,2009年
  [3]徐德勇,《探討通過單片機實驗培養學生的能力》[J],《電腦知識與技術》,2009年第4期

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