單片機原理及接口技術
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單片機原理及接口技術范文第1篇
關鍵詞：翻轉課堂；新型教學模式；實踐教學；改革策略
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0152-02
單片機原理及接口技術作為一門對實踐技能和實踐經驗要求相當高的課程，在教學的過程中，教師需要帶領學生進行大量的實踐活動，這樣才能保障學生在完成理論知識的學習之后能夠將其應用到實踐的過程當中，培養學生在實踐過程中發現問題和解決問題的能力。然而，在目前我國大部分高校和院校當中，對于單片機原理及接口技術課程的教學依然還停留在大量理論知識的傳授上，實踐教學的課時和力度都有所不足。這就導致了學生雖然具備深厚的理論知識，但是卻無法很好的將其應用到實際的工作當中。而在社會的職場當中，企業尤為看中的就是員工的實踐經驗和實踐技能，學生的不足很容易讓他們在職場中失去競爭力，影響他們未來的職業發展。那么，要如何才能提高學生的實踐能力，豐富他們的實踐經驗，使學生在職場上更具有競爭力呢？筆者在本文中將從教學改革，特別是實踐教學改革方面來闡述自己的觀點。
一、目前單片機原理及接口技術課程教學所存在的問題
要想進行教學改革，首先要了解現在教學過程中所存在的問題。從筆者的觀察來看，目前在單片機原理與接口技術課程教學中主要存在以下幾個問題。
1.傳統的教學模式忽略學生的感受。在現在大多數的高校和院校之中，所采取的教學方法還是傳統的以教師為中心、著重理論知識的傳授方式。在這樣的情況下，學生很難參與到課程當中，學生缺乏參與感，就更加難以提起學習的興趣，也無法在接下來的實踐過程當中很好的完成教師所布置的訓練。
2.實踐內容單一。這是目前的單片機原理與接口技術課程實踐教學中存在的非常嚴重的一個問題。大部分的實踐教學都是一些常用的實踐內容，比如說I/O口、LED等。并且從實踐的內容來看，大部分的實踐都是屬于驗證型，而對于綜合型以及設計型的實踐內容相對較少。對于學生來說，驗證型的實踐內容雖然能夠鍛煉他們的動手能力，但是卻缺乏對學生思考問題和創造性的能力的鍛煉。
3.實踐教學內容與理論知識脫節。從目前的單片機原理與接口技術實踐教學來看，大部分的實踐內容都已經與現代的行業發展和行業需求脫節，實踐內容遠不及行業當下的發展形勢和發展狀況。這樣一來，就無法達到通過實踐教學讓學生擁有豐富的實踐經驗，以適應在未來職業生涯中行業的發展，提高學生在職場中的競爭力的目的。
二、翻轉課堂的作用
翻轉課堂（Flipped Class）也叫做顛倒課堂（Inverted Classroom），是一種顛覆了傳統教學模式的新型教學模式。翻轉課堂主要是以微課程為主，將課程的內容分割、切碎為多個知識碎片，在每一個知識碎片中又存在著內部的聯系，學生可以在課堂外的任何地方，利用網絡來進行學習。這樣的教學模式更加高效，也能夠培養學生自主學習的能力以及思考問題、發現問題的習慣。而在單片機原理與接口技術的實踐教學中，采取翻轉課堂的教學模式主要有以下幾點好處。
1.節約課時。采取翻轉課堂的教學模式，最重要的優勢就是可以節約單片機原理與接口技術課程的課時。單片機原理與接口技術課程是一門非常復雜的學科，本身就存在著課時較少的問題。而翻轉課堂的教學模式，可以讓學生在課外就能夠對相關的理論知識進行學習，這樣一來就節約了在課堂上理論知識的授課時間，并且利用多余出來的課時進行更多的實踐活動。
2.培養學生自主學習的能力。在翻轉課堂的教學模式中，學生前期的學習主要是在課外對微課程的學習。學生在學習的過程中要鍛煉自己的自主學習以及發現問題、思考問題的能力，這樣才能在課堂內跟上教師的教學節奏。如此一來，通過長期以往的鍛煉，學生的自主學習能力自然而然會有提高，并且也會培養出勤思考以及解決問題的習慣。
三、基于翻轉課堂的單片機原理及接口技術課程實踐教學改革
1.開發網絡平臺，幫助學生理論知識學習。要想要讓單片機原理及接口技術課程的實踐教學能夠有所改進，首先要注意的就是學生一定要具有深厚的理論知識，這樣才能在實踐過程中運用理論知識來解決遇到的問題。而在翻轉課堂的教學模式當中，學生前期的理論知識主要是通過微課程的學習來獲得，因此一定要注意微課程的設計和研發。開發網絡平臺，不僅能夠讓學生有更方便快捷的渠道進行學習，同時還能豐富學生的知識結構，鞏固他們所學的理論知識。
2.進行個性化的微課程設計。在翻轉課堂的教學模式當中，學生的自學都是要通過微課程來進行，因此，教師一定要注意針對學生實際學習情況的不同對微課程進行個性化設計。這樣一來，處于不同學習進度的學生就能根據自己的實際情況來挑選微課程進行學習，并且對其知識的薄弱點進行強化，讓他們更好的掌握所學的知識，真正的做到因材施教。
3.教師可設計更多的實踐內容。通過翻轉課堂的教學模式，可以節約課時，教師在課堂上可以省去大把的理論知識講解時間，并可以將節約出來的時間投入到更多的為學生解答并且引導學生實踐過程的工作中去。而有了充裕的課時之后，教師就可以在原有的實踐內容的基礎上，設計一些與行業當下發展形勢和發展現狀緊密相連的實踐內容。比如可以設計“溫度計”、“搶答器”等綜合型的實踐內容，讓學生不僅僅停留在驗證型的實踐內容當中，提高學生的創造和思考能力。并且，在課余教師還可以鼓勵學生參加一些競賽，讓學生能夠在實踐過程中不斷地尋找問題并解決問題，進一步的提高自己的能力，為未來的職場競爭打下良好的基礎。
4.成立相關科技活動小組。通過翻轉課堂的教學模式，學生自主學習和解決問題的能力得到大大的提升。為了保持良好的發展，教師可以成立與單片機原理及接口技術課程相關的科技活動小組，讓學生在完成課堂內的實踐活動后，在課外還有更多的機會接觸到實踐活動，并且教師可以針對學生的情況對其進行不同程度的指導，這樣一來，不僅能夠激發學生的學習熱情，還能夠通過針對性的指導提高學生的學習，培養他們的實踐能力，讓他們對該門課程更加熱愛。
5.改變教師評價機制，激發教師的熱情。教師需要明白的一件事情就是，翻轉課堂的教學模式不僅是對學生的自主學習能力有著極高的要求，對教師的要求更高。翻轉課堂的教學模式是以學生為主，但并不意味著就會減少教師在教學活動中的參與度。事實上，教師從講解者演變為引導者，其重要性要遠大于傳統教學模式中教師所起的作用。因此，筆者認為，學校也需要調整對教師的評價機制，以此來督促并激發教師更好的實現其教學目的，并達到理想的教學效果。而要如何調整教師的評價機制呢？筆者認為可以從以下幾個方面入手：（1）課程的設計；（2）微課程的講解；（3）課外與學生的溝通；（4）學生分析、解決問題的能力。將這些作為KPI對教師進行考核，而資源較為豐富的院校還可以對達到KPI的教師進行獎勵，以此來激發教師的教學熱情。
四、結語
翻轉課堂的教學模式作為一種創新型的教學模式，對教師的教學有著極大的幫助。在單片機原理及接口技術實踐教學中，采用翻轉課堂的教學模式能夠很好的解決該門課程在實際的教學過程中所存在的問題。因此，筆者認為，采取翻轉課堂的教學模式才能更加有利于該課程的教學和發展，以培養出更加適合行業發展的人才。
參考文獻：
[1]汪曉晨，王春峰.單片機原理及接口技術實驗教學改革與探討[J].信息與電腦：理論版，2016，（2）.
單片機原理及接口技術范文第2篇
［論文摘要］文章分析了電子信息工程專業單片機原理與接口技術課程教學的現狀，認為提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，指出設計性實驗開設中要注意理論與實驗的銜接、驗證性實驗與設計性實驗的銜接、課堂與課外的銜接，并不斷完善適合設計性實驗的評價體系，提高人才培養的質量。
電子信息工程專業作為實踐性、應用性非常強的理工科專業，學生必須具備扎實的基礎理論知識，具有較強的實驗技能，今后才能順利地從事電子設備和信息系統的維護和研發。要實現這個目標，必須十分重視相關課程的建設，搞好實驗教學改革。而單片機原理與接口技術課程作為電子信息專業的一門專業主干課程，其應用性非常強，設計性實驗開設質量對于學生今后就業、工作至關重要。
一、教學現狀
單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業核心課程之一，理論的重要性不言而喻，但在實驗教學方面大都還是停留在傳統的實驗模式上，離培養學生實踐動手能力和創新精神還有差距。很多學生反映，課程學習下來理論基本掌握了，驗證性實驗也能順利完成，但要真正完成一個實際項目時，卻無從入手。出現這種現象原因是多方面的，筆者認為主要有：
1.教學模式方面的原因。傳統教學方式中，教師主要注重于理論的完整性和知識結構的完備性。理論上從單片機的結構講起，然后講匯編指令和c語言編程，再講硬件接口及相關的程序編寫，最后講一兩個實例，課時也就差不多用完了，再想講其他東西就沒有時間了。WWW.133229.cOm實驗也注重基本原理和基本方法的訓練，為了讓學生認識單片機的基本組成和基本指令，所開出的實驗就占了大部分實驗課時，最后只能做幾個綜合性實驗或做一個簡單的設計，這樣就結束了整個課程的學習。
2.教師方面的原因。自從高校擴招以后，學生的數量劇增，而教師并沒有同比例增長，教師承擔的課時量太大，教學壓力過重。具體到單片機原理與接口技術這類專業性和實驗性都非常強的課程，存在著精力投入不夠的問題。如果要改革實驗教學的模式，以設計性實驗為主的話，教師就要投入非常多的精力。
3.評價體系方面的原因。就評價體系而言，目前通行的仍然是以分數的高低來評價學生學習成績的好壞。一般采用平時成績、實驗成績、考試成績各占總成績的一定比例來得到學生課程的最后得分。對有些課程來說這種方法是比較科學的，但對單片機原理與接口技術課程，就會存在這些問題：學生成績不低，但一旦面臨實際問題時，無從入手，沒有達到本課程的教學目標。
二、解決對策
為提高單片機原理與接口技術課程教學質量，培養學生解決實際問題的能力，筆者認為，提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，應該從以下幾點來改革：
1.教學模式。提出和采用新的教學模式，實驗開設要特別注重開出的設計性實驗質量。新的教學模式主要包含理論教學和實驗教學兩個方面。在理論教學中，單片機的結構和基本指令講解要精，應通過實例來將相關的知識串起來，力求通過具體實例的講解達到以較少的理論課時就讓學生真正掌握單片機的結構和指令的目的。在實驗方面，則采用以開設設計性實驗為主、驗證性實驗為輔的方法，并提高實驗課的課時數。適量開設驗證性實驗，在課堂內只做1～2個，而將大部分實驗內容放在課堂外，由學生通過開放實驗室單獨完成。增加較多的設計性實驗，供學生選做，在教師精心指導下，讓學生在課外準備，課內完成，切實提高學生的實戰技能。
2.教師自身的定位。教師應自覺提高自身做項目的能力，并保證足夠的精力投入到教學中去。教師要注重平時積累，一方面，要自己動手，精心制作好幾個作品。另一方面，也可以通過提出選題，指導學生去做，將完成后的作品及文檔全部存檔。只要通過2～3年的積累，就可以形成難度、層次區分較為合理的項目選題庫和作品庫，既為后續班級的教學創建了良好的條件，對后續學生的實驗起到示范和引領作用，又為今后的教學工作減輕了負擔。要做好這些，就要求教師充分明確自身職責，牢固樹立以教學為中心的觀念，保證有足夠的精力投入教學中。
3.評價體系。作為評價體系，要改變傳統的基本是以分數論英雄的模式。單片機原理與接口技術課程如果只是掌握了一些理論知識而沒有實戰能力，分數再高都不能算是學好。作為對學生的評價，筆者認為一定確立以實踐能力為主體的評價體系，通過對學生做的項目難易程度、項目完成的效果等驗收情況來給出合適的評價。
三、設計性實驗開設與評價體系建立中要注意的幾個問題
想搞好單片機原理與接口技術課程建設，提高學生的實戰能力，就要以設計性實驗的開設為重點來進行整體設計。筆者認為需要特別注意抓好以下四個銜接：
1.理論與實驗的銜接。理論教學是單片機原理與接口技術課程教學中必不可少的組成部分，但其開設方式不能采用傳統的教學方法，而應設計出一種項目教學或稱為專題講授的形式來進行。首先，要講透基礎部分，筆者認為可以分成單片機的內部結構、單片機的指令系統、程序編寫的基本思想、硬件接口構建等四個專題進行。其次，要針對課程特點，做好五個簡單項目，如外部中斷的使用、定時器中斷的使用、并口的擴展、串口通信、ad和da轉換。最后，要對相關知識點全面整合，綜合演練，實戰2～3個較為復雜的綜合性項目，進行原理圖分析、算法設計和程序分析，并制作出作品進行演示。按這種思路設計，理論教學大致課時數為36～48個課時，實驗課時數為24～36個課時。
據此分析，實驗教學則應充分重視設計性實驗的開設。與理論教學相對應，每講完一個項目，就要依托該項目開設一個設計性實驗，每個實驗3～5個課時。通過簡單的5個項目和較復雜的2～3個項目的訓練后，學生能掌握單片機開發和設計與實物制作的基本方法和技能。當積累了2～3年后，有了很多已成功的項目可參照時，不同的學生就可以選做不同的設計性項目。在進行單片機原理與接口技術的課程設計時，則應要求學生在設計性實驗的基礎上進一步深化，將多個部分綜合在一起設計制作一個更復雜、具有較完備功能的實際系統。這是一個由理論出發，通過基礎實驗、簡單的設計性實驗、復雜的設計性實驗，最后完成復雜的課程設計過程，符合循序漸進的教學規律，實現了該課程理論與實踐的完美結合。在此過程中，設計性實驗的開設基本覆蓋了單片機原理與接口技術課程的所有知識點，使學生牢固掌握基本理論，熟練掌握基本設計思路，綜合應用基本設計方法，從而達到學以致用的根本目的。
2.驗證性實驗與設計性實驗的銜接。驗證性實驗是指為驗證已經學習過的理論知識所設置的實驗；設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。驗證性實驗作為一種傳統的教學方法，在現在的實驗教學中也還有一定的作用，可為設計性實驗的開設提供一些必要的基礎。現在的驗證性實驗一般是在相應的實驗箱上完成，通過開設1~2個驗證性實驗可讓學生了解單片機的基本構成和基本工作原理，所以在開設設計性實驗前開設驗證性實驗是非常必要的。同時，一些設計性實驗的開設可在實驗箱上對驗證性實驗進行改造而成，特別是對于開始的簡單的設計性實驗更是如此。比如一些驗證性實驗，所有的電路硬件在實驗箱中是現成的，同時給出相應的實驗程序范例，學生就可以在實驗箱上進行驗證，對所做實驗的功能進行分析。教師只需要在理論教學時將程序流程圖和涉及的算法講述清楚，最后要求學生去編寫程序，然后再進行功能驗證即可。采用這么一種由驗證性實驗作為基礎并進行改造的方法對于以基本原理的掌握為目標的簡單的設計性實驗具有很強的可操作性，有利于驗證性實驗到設計性實驗的自然銜接。
3.課堂與課外的銜接。設計性實驗開設要做好課堂與課外的銜接。因為設計性實驗是要學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗，所有的實驗方案不可能僅在幾個課時的實驗課上完成，主要工作要在課外完成。一方面，實驗方案的制訂、原理圖的設計、實物的制作等主要在課外完成，實驗課中主要是在教師的指導下進行調試和測試。另一方面，設計性實驗很難一次性成功，往往需要多次嘗試、反復修正才行，這些必須在課外完成。要使設計性實驗真正達到較好的效果，除了在理論教學中要注重和實驗教學銜接外，課外的銜接尤其重要，要做好實驗室開放，讓學生在課外能夠較方便地利用實驗室的資源，也應鼓勵學生采購一些比較簡單的單片機開發工具，如簡易開發版、燒錄器等。
4.評價標準的再定位與評價體系建立的思路。驗證性實驗往往只涉及一門課程的一個章節或一個知識點的內容，學生通過驗證性實驗，可以使所學理論知識具體化和形象化，加深對所學知識的理解與掌握，培養基本動手能力。設計性實驗突出它的自主設計性，可以是單一知識的運用，也可以是多知識點的綜合運用，給出實驗目的、要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現，所以設計性實驗帶有試探性、研究性，在時間上也需要課內與課外相結合。
由于驗證性實驗與設計性開設的目標不同，所以最終的考核方式也不同。對于驗證性實驗，教師可以直接根據學生所做的實驗報告評判其實驗成績。傳統的做法是百分制。一般每個實驗成績包括三個部分：實驗預習（20分）、實驗操作（40分）、實驗報告（40分）。使用傳統的百分制，可以評價學生是否掌握了基本理論和設計方法。但設計性實驗所涉及的知識點數量不同，綜合運用的效果不同，設計方案是否得當，步驟是否簡易可行，實驗的成本、效率是否令人滿意等等，都不能一概而論，因此需要結合各方面進行綜合的評定。設計性實驗的考核要貫穿這樣一個原則：淡化結果，注重過程。對于設計性實驗我們更重視學生在整個設計過程中的表現，而測定結果只作為考核的次要因素。學生在設計方案中是否有獨到新穎的想法，整個實驗思路邏輯是否清楚，實驗過程是細節嚴密還是顧此失彼，結果是否可信等都是評定設計實驗成績的重要因素。考核中要充分鼓勵和肯定學生在設計過程中所表現出的敢于挑戰、主動學習、大膽創新的精神，以及由此帶來的思維水平和實踐水平的全面提高。
因此，設計性實驗不宜采用傳統的百分制，筆者認為，宜采用優、良、中、及格、不及格5個檔次來進行評定。首先明確“優”和“及格”的標準，在“優”的標準下，適當下降一點作為“良”的標準，“及格”標準高一點作為“中”，達不到“及格”標準的就判定為“不及格”。比如，每一個項目都設定多個指標，完全達到指標并有所創新的評為“優”；完全達到指標而無創新的可評為“良”；實現主要指標可評為“中”；實現部分指標，能體現設計者掌握了基本相關基礎知識則可評為“及格”；沒有實現任何指標，或沒有做的評定為“不及格”。這樣就應在設定實驗指標上著手，針對具體的實驗進行不同的設定，才能比較準確地定性評價學生的實驗能力，這一點仍需在實踐中不斷探索和改進。
四、結語
單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業至關重要的專業核心課程之一，必須更加重視設計性實驗教學的改革，提高設計性實驗開設的質量，做好理論與實驗的銜接，驗證性實驗與設計性實驗的銜接，課堂與課外的銜接，完善設計性實驗的評價體系，才能培養出符合社會發展需要的高素質人才。
單片機原理及接口技術范文第3篇
摘 要：單片機原理與應用是中、高級技工院校工科電類專業的一門重要的專業課程。由于該課程具有一定的理論難度與深度，因此在教學中必須根據技校生的認知狀況，采用模塊教學法使學生在較短的時間內掌握單片機原理及接口技術，熟悉其應用系統的開發技術。
關鍵詞 ：模塊 單片機 教學
隨著大規模、超大規模集成電路技術的發展和計算機微型化的需要，人們把微型計算機的基本功能部件集成在一個半導體芯片上，使得一塊集成電路芯片就能構成一個完整的微型計算機，簡稱單片機。由于單片機的硬件、軟件系統及I/O接口控制能力等方面都有獨到之處，具有較強而有效的功能，因此它的應用極其廣泛。也正因為此，如今的各中、高級技工院校的計算機應用、自動控制、電氣電子、機械等工科專業，都將單片機原理與應用作為各自專業的一門重要課程。但由于該課程涉及數字電路、C語言程序設計、可編程控制器技術等多門專業課程的內容，因此具有一定的理論難度與深度，加之技工院校的學時較短，實訓課時更是很難得到保證，結果導致教學效果不佳。為此，在單片機原理與應用的課程教學中引入模塊法，可以使學生在較短時間內系統掌握單片機原理及接口技術，掌握單片機的程序設計方法，熟悉單片機應用系統的開發技術。
一、模塊教學法的內涵
模塊教學法是近幾年來新引進技工院校的教學模式。它是指在教學過程中，圍繞不同層次學生的培養目標，將教學內容設定為“階梯狀”教學模塊，教師在不同的教學模塊，靈活運用案例教學法、討論式教學法、情景教學法等先進教法與學法，特別是在專業課程教學上強調“教師邊講解邊演示，學生邊操作邊理解”的動手動腦相結合的“雙邊教學法”，從而實現預期的教學目標。其與傳統教學方法最大的區別在于以素質為核心、以能力為本位，重在知識和技能的實際靈活應用。
二、模塊教學法在技工院校單片機教學中應用的意義
1.降低了教學難度
在以往的單片機教學過程中，按照傳統教材的教學模式，學生先學難懂的硬件結構原理，再學枯燥的匯編指令，然后又開始了脫離實驗的純軟件編程的學習，等開始學習單片機接口技術時，不少學生對前面的內容早已忘得一干二凈。這種傳統教學模式在很大程度上導致學生感到單片機“原理難學、指令難記、接口難用”。而采用模塊教學法，將教學內容根據學生的學情以及今后就業的需要，重組、整合，讓學生“邊學理論、邊實踐，學一樣、會一樣”，有效地降低了教學難度，激發了學生的學習興趣。
2.鍛煉了教師隊伍
單片機技術是一門實踐性很強的軟硬件結合的技術。無論是程序設計方法，還是硬件結構，都必須通過大量的實踐才能理解、掌握，同時單片機技術的更新換代又極快，這就對教師的能力提出了全面的更高的要求。采用模塊教學法，可以使教師在教學過程中不斷地既教又學，真正實現了“教學相長”的目的，從而使普通教師達到“雙師型”教師的標準。
三、模塊教學法在技工院校單片機教學中的應用
1.明確教學內容
開發模塊課程的關鍵點是確定教學內容。針對技校生的知識掌握現狀以及相關課程的學習情況，筆者與同事對一些學生不容易學習理解和老師不好教的內容作了調整；同時考慮到雖然現在單片機新產品層出不窮，但51系列單片機以其高性價比受到廣大用戶和廠家的推崇，所以教學內容仍以51系列單片機為典型機型來組織內容。考慮到學生今后的發展，還添加了大量帶有工程性質的應用實例和其他一些新型的接口器件，以跟上單片機應用開發技術的潮流。
2.合理劃分模塊
我們以培養技校生職業能力為目標，從實用的角度出發，將單片微型計算機基礎知識、51系列單片機的硬件結構、51系列單片機的指令系統、匯編語言程序設計、51系列單片機的內部功能單元、51系列單片機接口應用實例組合成基礎模塊；將51系列單片機系統的擴展、輸入/輸出通道及接口技術、單片機應用系統開發技術、單片機C51語言程序設計基礎組合成提高模塊，充分突出單片機應用系統以及接口技術方面的知識點。同時，為了突出技校生的能力培養，我們又設置了基本實驗模塊與應用實驗模塊，其中基本實驗模塊包括了中斷實驗、定時器實驗、8279顯示接口實驗、LCD顯示實驗等內容，而應用實驗模塊包括了一鎖多功能按鍵識別技術、動態數碼顯示技術、點陣式LED簡單圖形顯示技術、霓虹燈控制、繼電器控制等內容。這樣就通過從易到難，循序漸進的教學過程，使學生受到從硬件設計到軟件編程的完整訓練，從而盡快掌握單片機應用系統的開發技術。
單片機原理及接口技術范文第4篇
曲曰陽，商 行，王九龍
（綏化學院 電氣工程學院，黑龍江 綏化 152061）
摘 要:本項目分析了單片機接口技術課程的理論和實訓相結合出現不足的問題，基于本校當前提出的建設應用型大學和培養應用型人才的目標。從單片機接口技術的實訓課程入手，通過對其內容的調整，整合和修正，并于實際生產實踐相結合，提出了本實踐教學改革的研究。
關鍵詞：單片機；應用型人才；生產實踐；教學改革
如何改革目前的課程的教學方法是我國高等院校現在面臨的主要問題之一，為了使實訓教學的體系適應我國當前科技和經濟社會的發展形勢。最近幾年我校重點提出了以“培養應用型人才，建設應用型大學”為目標的教學模式。目前擺在我校教師面前的一道難題是如何提高學生的專業課程的實際應用能力[1]。
單片機課程具有極強的實踐和綜合性的特點，本門課程知識點繁雜，概念抽象且不易懂，學生對課程全面掌握有較大的難度。以前的教學體系依靠教師為主體的填鴨式理論和實驗教學，實驗課程的內容只用普中單片機開發板來驗證實驗的結果，內容缺乏實用性，沒有引起學生的興趣，導致極少有學生能獨立自主地用理論知識來解決實際生產項目的設計問題，這種教學方式不利于培養學生的獨立解決實際問題的能力。如何改變這種教學方法，激發學生的應用興趣，真正理解并掌握單片機接口技術，是單片機教學中急需解決的問題。
本人是一位從事單片機實訓教學工作的青年教師，在這里結合我校實際的情況，談一下自己對單片機接口課程實踐教學改革的方法幾點想法。
一 單片機原理及接口技術實踐教學現狀
1.1 我校單片機課程實驗設備現狀
單片機實訓的應用材料缺失，仿真開發設備落后，尤其是仿真程序的下載接口端損壞不能下載編譯的程序，因此實訓教學內容不廣泛，前沿信息量少，實際應用實訓量少，而且主要以驗證性實驗來教學[2]。
1.2 傳統的單片機課程的實訓教學缺點
主要采用“普中開發板”來完成單片機實訓的教學。在實訓中很容易發現，學生做實訓項目時都用學校提供的教材中現成的仿真資料，編譯出仿真的程序，沒有學生能夠獨立認真地去分析程序編譯的流程，更說不上程序的完善和修正了。學生對于單片機仿真電路也僅僅依據實訓指導書的要求在普中開發板上做簡單的布線，學生沒有一個電氣原理圖的整體概念，導致最后還是不會獨立設計仿真電路，甚至都讀不懂最基本的電氣原理圖。
1.3 理論教學與實訓教學脫節
實訓教學的內容與實際應用脫節，由于單片機教師一般理論知識較強，但是實際應用的實訓教學能力較弱，容易產生理論知識與實際應用脫節，而本門課程又讓學生在極短的一個學期能夠理解且獨立編程到最后調試運行，難度系數較大。所以學生在本課程中實際應用的系統設計能力近乎得不到應有的鍛煉，而實際的實訓應用中又都是軟、硬件的總體系統設計，因此極大地制約了提高學生課程創新和實際應用的能力。
1.4 驗證實訓項目過多，且設計和綜合性的實訓項目少
在當前實訓的設備和方式相對落后，教學質量較低，應用效果不是很好；沒有培養學生的動手能力。實訓設備的落后導致學生實訓時僅能輸入簡單的程序來編譯，查看其運行結果就結束了。因此學生不能深刻地認識設計時對實際項目的硬件要求。既不知道應該怎么去選擇相應的芯片，也不知道怎么去設計總體的系統，甚至有的學生在學習完本門課程之后都找不到芯片的引腳和正負極[3]。
二 單片機實踐教學改革方案
分析以上的教學不足的問題，傳統的教學方式已經不能滿足當下社會發展的形勢對高校的教學要求了。本方案擬提出對單片機接口實訓課程加以拓展，不能局限于課程的基本理論的學習，還要把企業的實際生產案例引入到單片機的教學當中來，用實際的生產項目來促使學生更好更直觀的應用單片機課程所學的知識。基于本方案的實施過程，引用幾個實際生產項目來完成單片機的教學內容，現舉一個案例來論述本教學改革方法。項目名稱《基于單片機的車門控制系統》，其包含單片機中控模塊、繼電控制模塊和無線傳輸模塊。從教學內容可知該項目包含單片機中的按鍵處理、數碼顯示、定時器、中斷、模數轉換、串行通信和I/O口操作等基礎知識,還包含電子產品的設計方法、 電路調試和電子產品的軟硬件綜合調試等電子產品的研發內容。基本部分為單片機的基礎知識,是教學大綱規定的教學內容,也是每一個同學必須完成的任務[4]。
三 學生獨立開放式完成項目
3.1 實際項目的實施
我們學校對于單片機的教學有兩種途徑，一個是學校設立了獨立的實訓課程，另一個是開放實驗室項目，我院還有汽車服務工程專業，結合我們學校的教學和專業情況，我把基于單片機的車門控制系統的產品在實訓課和開放實驗課上展示給學生，并把各個模塊做簡要的闡述，并把項目的設計任務布置下去，作為教師，把項目徹底放給學生獨立自主得去做，同時在課上或者課下隨時給學生做輔導答疑，使學生的思路一直朝著項目完成的方向發展，即以“項目引入項目分析功能分解知識點串講實踐應用平臺構建項目開展項目完成”的一系列教學活動。這種教師引導使學生以一位電子研發工程師的角度來解決問題。 讓學生做和學相結合，體現項目的實踐性[5]。
3.2 項目的考核標準
在學生的實際項目開發過程中，通過什么途徑可以確保學生對項目開發的學習具有時效性，我參照了我校和別的院校的單片機實訓的考核辦法，制定了一個考核方案，方案如表1所示。
表1 考核方案表
評價項目
分值
具 體 要 求
評分參考
得
分
A
B
C
D
E
軟件應用與編程
50
熟悉電路各單元基本工作原理；各單元間連線規范，準確無誤；電路的調試、檢測、故障分析準確；程序結構合理，層次分明，符合規范。
50
45
40
35
≤30
設計報告
20
語句通順，無錯別字；數據、圖表規范，技術或專業用語準確；設計格式符合撰寫規范。
20
18
16
14
≤12
工藝及運行結果
10
整體布局、布線合理、工藝規范；
電路及程序運行結果正確，達到預期效果。
10
9
8
7
≤6
答 辯
20
有理論根據，基本概念清楚；對設計中的重點和難點把握準確；掌握了專業基礎理論和基本知識；程序理解準確；有較強的分析問題和解決問題的能力。
20
18
16
14
≤12
3.3 項目的效果
從考核成績看，學生可以獨立完成項目，70到90分居多。平時上課認真程度較好，但是對知識的應用細節有待提高，特別是程序缺少“；和{}”的學生較為常見。因此在教學中強調細節的把控，在實訓中嚴格要求，注意培養學生認真嚴謹的科學態度。
四 結 語
通過此次的教學改革，學生對單片機學習更加有興趣，可以對實際的項目做一個整體的設計，并且學以致用，在藍橋杯單片機設計大賽上多次獲得省和國家獎勵，并且在單片機開發領域就業情況良好。
參考文獻:
[1]陳爽，應用型人才培養模式的實驗教學改革[J].實驗室研究與探索. 2012(09):1~3
[2]郭繼寧，曹麗.高職單片機原理與接口技術課程改革探討[J].科技信息，2012 (9) :206-206
[3]蘇寶林，李懷亮.單片機原理及接口技術實踐教學改革研究[J].綏化學院學報，2010(1):191~192
單片機原理及接口技術范文第5篇
The Study on the Experimental Teaching Reform Necessity of "Microcomputer Principles and Interface Technology" Based on Proteus Simulation
DONG Xian-fen
（Department of Information Engineering， Shandong Yingcai University， Jinan 250104， China）
Abstract： This paper introduces the study on the experimental teaching reform necessity of this course， microcomputer principles and interface technology by Protues simulation software. This research aims to replace the experiment made by experimental box with Protues simulation one to improve experiment teaching efficiency. Protues simulation experiment teaching method has been applied in my teaching practice， and its effectiveness has been verified.
Key words： Proteus； simulation； experiment； reform
1 改革的意義和必要性
《微機原理與接口技術》課程是我院計算機科學與技術、電子信息工程等專業本專科的一門專業基礎課，本課程要求學生能夠掌握微機硬件的組成、原理及應用，并且能夠應用80x86指令系統進行匯編語言源程序的設計，掌握各種常用接口芯片的原理及其在接口技術中的具體應用，培養學生的軟硬件設計與應用能力，提高學生的實踐動手和創新能力。
《微機原理與接口技術》課程中涉及的概念較抽象，涵蓋的知識點也較多，需要實踐操作的項目也很多，是一門理實相結合、軟硬相結合的課程。因此，在教學過程中除要重視理論教學外，還必須輔以高質量的實踐教學。良好的實驗教學環節不僅可以增強學生學習的興趣，進而還可以加強學生對微機內部結構、匯編語言等知識的理解，還幫助學生對計算機內部工作原理和常用接口芯片的工作過程有了更清晰地認識[1]。實驗教學環節對提高學生的綜合實踐能力方面起著舉足輕重的作用。本文主要介紹利用Protues 仿真軟件實現微機接口實驗教學改革的研究與實踐。
目前，多數接口電路實驗主要是通過實驗箱完成，我院使用的是EL型微機教學實驗箱。實驗過程主要包括匯編語言程序設計和接口電路設計兩部分。主要的實驗有： 簡單的I/O口擴展實驗、存儲器讀寫實驗、8255A并行接口實驗、8251A串行接口實驗、8253A定時/計數器接口實驗、LCD顯示實驗、A/D和D/A轉換實驗等。
EL型微機教學實驗系統結構如圖1所示：
采用實驗箱完成實驗存在著一定的局限性：
1）實驗設備局限性。實驗箱價格較高，一經購買幾年之內很難再更換，不能緊跟專業的發展；相比較實驗箱而言，電腦的數量也更充裕，安排上課時間和地點更靈活；實驗箱的器件也容易損壞，維護較困難，且必須有專門的人員對實驗室進行維護管理。
2）實驗場所局限性。實驗箱需放在固定的實驗室，學生只能在上課時間或實驗室開放時間去做實驗，假期或學生外出實習期間不方便開展實驗。
3）實驗創新局限性。實驗箱的線路和芯片多數已固化，通過實驗箱開設的實驗多為驗證性實驗，學生只需按照實驗指導書既定的實驗步驟完成實驗，基本上沒有自己設計創造的部分，缺乏對學生創新能力的培養。
Protues仿真軟件處理器模型支持80C51單片機、8086微處理器、MSP430超低功耗混合信號處理器、ARM處理器等一系列常用的單片機或微處理器，Protues也可用于模擬與數字電路教學實驗，單片機教學實驗【2】。另外，在學生的課程設計和畢業設計中應用也非常廣泛。采用Protues開展實驗，建立Protues仿真軟件實驗教學平臺是突破《微機原理與接口技術》實驗教學現狀中諸多限制的一種可行的教學改革方法。另外，還可借助網上實驗教學功能使該實驗平臺具有更高的推廣使用價值，發揮出最大的教學效益。基于Protues仿真軟件進行實驗，僅需一臺安裝了Protues軟件的電腦，這方便了學生在宿舍、教室、機房等地不受時間和空間的限制開展實驗、課程設計、畢業設計和電子設計競賽等環節。而且，通過Protues仿真軟件，可以開設的實驗數量多、內容廣，實驗過程由簡單到復雜，即從較簡單的驗證性實驗到較復雜的設計性和綜合性實驗。目前使用實驗箱進行的實驗都能利用Protues仿真軟件開展，而反之則不行。
總之，基于Protues仿真的《微機原理與接口技術》實驗教學為本課程的實踐教學提供了教改思路，不僅有助于提高教學質量，改善實踐教學效果，而且有助于改善學生的學習主動性和提高學生對本課程學習的積極性和趣味性。熟練掌握Protues仿真軟件的使用，對學生綜合設計能力和創新能力的提高有很大幫助。
2 改革研究的內容、目標和擬解決的關鍵問題
2.1 研究內容
1）《微機原理與接口技術》實驗室現狀分析；最大地發揮Protues仿真軟件應用功能研究；（利用Protues仿真軟件進行《微機原理與接口技術》設計性、綜合性仿真電路編制策略研究；
2）修正仿真電路設計和實施教學過程中存在問題的策略研究；
3）研究如何將本方法推廣到電子、單片機等相關課程中去。
2.2 研究目標
本項目的主要研究目標是將驗證性實驗轉化成設計性、綜合性實驗。研究利用Protues 仿真技術進行《微機原理與接口技術》實驗教學的教改新方法，建立適合我院本專科學生的《微機原理與接口技術》課程所開設實驗的全部仿真電路和內部使用的實驗指導書，克服實驗箱既看不到芯片也看不到內部電路的缺點，發揮仿真實驗由電路編制者自己選擇芯片，自己設計電路，自己規劃地址的靈活功能。
2.3 擬解決的關鍵問題
1）提高學生設計電路的能力。通過利用Protues仿真軟件，提高學生學習的主動性和積極性，培養學生的綜合設計和創新能力。
2）克服學生用實驗箱完成實驗受時間和地點限制的問題。利用Protues仿真軟件進行實驗，學生可以不受時空限制開展實驗。
3）解決尚無適合我校本專科學生《微機原理與接口技術》實驗課教學仿真實驗指導書的問題。
3 改革的特色、創新點及推廣價值
3.1 改革的特色
通過本改革，將驗證性實驗轉化成了設計性和綜合性實驗。
3.2 改革的創新點
克服傳統實驗箱既看不到芯片也看不到內部電路的缺點，發揮仿真實驗由電路設計者自己選擇芯片，自己設計電路、自己規劃地址的靈活功能。
3.3 推廣價值
基于Protues仿真軟件進行《微機原理與接口技術》實驗，方便經濟。通過不斷完善和搜集資料，可以開展的實驗很豐富，實驗內容由簡到繁、由淺人深、循序漸進，既可以進行驗證性實驗，也可以進行設計性實驗和綜合性實驗。
目前，雖然利用Protues仿真軟件進行實驗教學已在我院計算機科學與技術、電子信息工程本專科微機接口課程實驗教學中良好運行，但能非常熟練使用這個軟件的教師人數還有待增加，通過本研究的開展，希望讓更多的教師重視仿真軟件在教學中的應用，進一步提高自身的教學和科研能力。
4 小結
本方法中的每個仿真實驗都需要用到本課程任課教師提前設計好的主板電路和譯碼電路【3】，學生在此基礎之上再設計出每個實驗的其他電路部分，并針對電路設計程序。
