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单片机课程教学探讨

更新时间:2018-09-13      点击次数:1726

如今单片机已经广泛应用于各个领域,如人工智能、智能家电、智能仪表、自动检测与控制设备等,已渗入人们的工作和生活当中,因此,新时代下,社会急需单片机应用型人才。国内各大工科院校均开设了单片机课程,该课程是电子信息类专业的核心基础课程,对于培养单片机应用型人才有着重要意义。在单片机课程教学中,要想提高学生学习单片机的兴趣,发挥独立个体的学习能力,提高学生的知识应用能力和创新能力,有必要对单片机课程教学进行深入探究。
一、单片机课程教学存在的问题
(一)教学内容选择不合理
目前,多数单片机课程选择的教学内容包括单片机结构原理、汇编语言程序、单片机存储器扩展等。单片机是一门实用性强的课程,对于初学者来说,应该在用中学,不能一开始就学习CPU、存储器结构原理等知识,学生会觉得太难而信心受挫,失去学习兴趣。另外,现在企业中多数单片机编程都采用C 语言编程,其可移植性强;汇编语言指令系统庞大,难掌握,学起来枯燥,降低了学生的学习兴趣。
(二)教学方法陈旧
传统教学方式为“填鸭式”教学,教师讲PPT,学生听。学生为被动式学习,课后布置作业,多数学生的作业雷同。上实验课时,学生按照实验指导书要求的步骤进行连线,将单片机程序下载到芯片之后,观察实验结果,不知道实验目的和实验原理,缺乏自主性学习,没有独立思考,更缺少自我分析和解决问题的能力。
(三)考核方式固化
传统的课程考核方式以期末闭卷考试为主,考的都是死记硬背的知识,不能真正检验学生的学习掌握情况,属于应试教育。虽然学生考试通过了,但还是不会运用单片机,这是教育的失败。
二、单片机课程教学的改革
(一)教学内容改革
教学内容上,减少理论性内容的介绍,增加实际应用性强的知识点,增强学生实践动手能力和知识灵活灵用的能力,选取单片机常用的知识点。
①单片机C51 与Keil:学习C51 编程语言及其编程环境;
②单片机I/O 端口(单片机与LED、数码管、键盘):学习单片机I/O 使用,及其简单接口技术,同时学会Proteus 仿真软件[4-5];
③单片机内部资源(中断系统、定时器、串口):学习三大重要内部资源的原理,并掌握这三大模块知识的运用方法;
④单片机与A/D、D/A:学习单片机与模/数,数/模转换接口技术;
⑤单片机与LCD1602:液晶是人际交互中常用的显示器件,学习并掌握单片机与液晶显示接口技术;
⑥单片机与IIC 接口:IIC 总线是芯片常用的总线结构,掌握单片机与IIC 总线接口技术。
以应用为中心,每个知识点给出一个实例,该实例包含Protues 仿真电路和相应的Keil 程序,以及相应设计过程的讲解视频。        
(二)教学方法改革
教学方法上,借鉴自由教育的培养理念,培养学生自主学习、独立思考、分析和解决问题的能力。
教师提前把各知识点应用实例的讲解视频录好,整个教学过程当中,给学生提供教材、录好的视频及可联网的电脑,其他任何资料由学生自由搜寻,学生自主学习课程。在教学过程中,教师只起指导作用,除了讲解多数学生反馈不理解的知识点外,其他时间一律不统一授课。
教学组织上,为了提高学生学习的积极性与兴趣,教师可提出小问题,让学生分组讨论,并将讨论结果与其他学生分享。这样既可以培养学生自主学习、独立思考,提高他们的分析问题和解决问题的能力,还可以锻炼他们的语言表达能力,培养他们的团结合作精神,增强他们的人际关系,这些都是应试教育所达不到的效果。
课程任务,学生自由选取知识点,根据自己的喜好,设计出一个作品,并以该作品结课。作品分数由所含知识点决定。具体要求如下。
①应具有一个整体性,如交通灯、时钟、频率计等;
②各知识点之间应有一定的逻辑关系,不能由各知识点孤立地拼凑;
③不能与教材中的例子雷同;
④各学生之间的作品不能雷同。
根据各知识点实现难易程度,其分值分布如下。
①Keil、Proteus 的使用:学会使用Keil 编写程序(5 分),掌握使用Proteus 绘制电路的方法(5 分);
②单片机与LED:学会利用单片机点亮灯(5 分);
③单片机与数码管:采用数码管静态显示(10 分),动态显示(15 分);
④单片机与键盘:采用独立按键(10 分),采用矩阵键盘(15 分);
⑤单片机中断、定时器、串口(各20 分);
⑥单片机与A/D、D/A(各15 分):会运用A/D、D/A 芯片来实现作品功能;
⑦单片机与液晶LCD(20 分);会在LCD 上显示作品的参数指标;
⑧单片机与IIC 接口(20 分):会利用单片机与IIC 总线结构的芯片进行通信。
作品终以答辩方式进行验收,学生需要准备PPT,解说作品的制作原理、制作过程,以及制作过程中遇到的问题及其解决方法,一边解释,一边演示作品实现的功能。解说完了之后,指导教师根据作品所涉及的知识点进行提问,学生针对问题进行原理性解答。指导教师根据作品的完成情况及学生对相关知识点的理解情况,为学生打分,主要考核的是学生对知识点的理解能力,利用知识分析和解决问题的能力。
(三)考核方式改革
考核成绩由两部分组成:平时成绩×20%+答辩成绩×80%。平时成绩主要依据平时考勤,答辩成绩依据作品完成情况与答辩情况。在整个教学过程中,学生可以随时申请结课答辩,但只有一次答辩机会。另外,全国大学生电子设计大赛对学生来说,是一次能力提升和锻炼,是实现质的飞跃过程。在全国大学生电子设计大赛中取得优异成绩的学生,都是*,这部分学生可以申请免修单片机。因此,取得全国大学生电子设计大赛全国一、二等奖的学生,只要提供相关的证明,就可以免修,并且成绩评优。这样可以激发学生自主学习的兴趣与积极性,形成独立思考的习惯,并提高分析问题和解决问题的能力。
三、结语
单片机是一门应用性*的课程,新时代下急需单片机应用型人才,传统教学理念与教学模式已无法适应时代的要求,必须进行改革。在教学实践中,要以实际应用项目为核心开展教学,在教学方法上寻求创新,这样才能激发学生的学习兴趣,提高教学效果。

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