單片機課程論文范文
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第1篇
單片機課程是機械類專業的一門專業基礎課。該課程是課程設計、畢業設計等教學環節中的重要實現手段，是一門實踐性和應用性很強的課程，學習單片機并掌握其設計使用技術已經成為當代大學生必備的技能。提高單片機的教學效果，對學生動手能力的培養和促進學生創新意識的提高具有重要的現實意義。
2.教學現狀
單片機課程是機電高素質復合技能型人才所需自動控制類知識的載體，其特點是概念多、邏輯性強、內容抽象[1]，對于初學者來說入門難。傳統的單片機教學一般均以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前后的邏輯聯系，但卻忽略了“可學性”，致使學生學得吃力，老師教得也很辛苦[2]。從教學效果來看，一直存在教師難教、學生難學的雙重困惑，教學效果不太理想[3]。常見的教學方式是“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”[4]。這種傳授型教學模式就使本來就很枯燥、抽象的課程更加顯得乏味，學生在學習過程中對課程產生了畏難情緒[5]。而且在大部分新升本工科院校中，機械類專業學生以男生為主，且理論知識掌握較差，學習主動性不高。大部分學生對自己的大學生活和畢業去向沒有規劃，學習動機模糊。針對以上教與學的特點，提出一些針對單片機課程在教學過程中行之有效的教學改革思路和方法，達到提高學生的學習能力，特別是創新實踐能力的目標。
3.設計教學思路和方法，提高教學質量
3.1通過問題初識單片機
學生剛開始不清楚單片機是什么？是什么樣？是用來干什么的？所以，授課教師在第一次的授課過程中，應該從學生的思維角度出發，回答單片機是什么、什么樣、干什么等問題，使學生從宏觀上對單片機有一個理解。在解答這些問題時，最好拿一片單片機，在課堂上就能夠直觀地看到單片機的外觀形狀、大小和引腳排列等情況，這樣使學生對這個概念會有更深的認識。把單片機和PC機進行一定的比較，對理解什么是單片機是非常有幫助的。PC機主要用于數據采集、運算和處理，而單片機主要用于控制且體積更小，這也是為什么目前大多數學者把單片機叫做微控制器的原因。單片機用來干什么的？解答這個問題可以通過學生身邊非常熟悉的案例來進行。比如：日常生活中的電視需要使用單片機來進行設定和控制；全自動洗衣機使用單片機來對洗衣的時間和水位進行設定且控制等等。通過日常生活和生產中無處不在產品進一步地幫助學生認識、理解單片機。
3.2整合教材內容，由整體到部分、由外而內講解單片機結構
在對單片機有了感性認識后，應把單片機看做一個整體，不能把它的結構肢解。比如在講“單片機芯片結構”時，由整體到部分給學生強調單片機學習的主要內容，以減少學生的畏難情緒。然后將這些功能特點進行分類，畫成圖表的形式來加強印象，結構分類如圖1所示。先講解外部功能，再學習內部各個功能，這就是由外而內。引腳教學中，把單片機的40個引腳大致分為電源、時鐘、控制和I/O口4類。先簡單告訴學生，4個8位并行I/O端口占用32根引腳線、電源2根、時鐘2根，這些引腳使用都比較簡單，重點掌握4根控制線就可以了。這么一來，學生就會覺得幾個控制線的使用絕對不難，學習單片機的興趣就建立起來了。圖1單片機芯片結構圖另外在對單片機的結構理解后，應整合教材內容，使教學過程更具有邏輯性和連貫性。根據學生已學課程和本門課程教學所要達到的目的，合理地調整授課的順序，可以幫助學生理解、促進對知識的消化。比如單片機結構與指令系統是學習單片機的最重要的基礎，在這部分的學習過程中，可以將一些指令系統結合硬件部分一起進行授課，可以將匯編語言調整到前面講授，既可以加強學生的理解又可以節省部分學時，用一些簡單的程序來舉例說明如何控制硬件，提高學生對硬件編程的理解。又如在單片機接口擴展的教學中，因為學生已經對總線有了一定的理解和認識，在這兒就可以引入三總線來學習接口擴展，強調接口擴展電路的設計就是這三類總線的連接。通過對教學內容和授課順序的改變，使學生建立起整體的概念，分析并引導學生掌握課程內容的內在關聯性，而不是把一本書、一堂課從頭講到尾。
3.3用淺顯易懂的比喻幫助學生理解枯燥難懂的概念
學生認為單片機學習太抽象，尤其是存儲器單元的數據和地址。因為數據和地址都是用二進制表示，什么時候是地址什么時候是數據學生普遍反映理解不了。在教學中用學生都熟悉的學生宿舍為例，把宿舍號理解為地址，宿舍里住的學生理解為數據。同時在后面字節單元和位地址的教學中，這個例子同樣適用。比如說宿舍里每張床都有編號，想找全宿舍的人就用字節單元（宿舍號），想找某個人就用位地址（床號），其示意圖如圖2所示。這樣不僅完成了教學任務，而且提高了教學趣味性。
4.塑造良好的學習方法和習慣，培養學生創新實踐能力
4.1拓寬教學方法和教學手段，提高學生實踐動手能力
要培養學生調查研究的習慣，掌握查閱資料和有關標準、工具書或參考書的能力，尤其是上網收集資料的能力，能夠合理選擇設計方案，并能以圖紙和說明書表達設計的思想和結果。教師可以將制作的教學課件、本課程的相關學習資料掛在網上，供學生學習時參考，還可在網上通過QQ群進行交流，利用網絡提高學生學習的興趣。初學者可以先掌握單片機運行和開發的一些基本技巧，然后在項目中深入學習和掌握單片機，達到學以致用的目的。不能等把所有的知識都掌握了后再去運用，這既不可能也不可取。讓學生“邊學邊干”，而不是在理論學習的最后才進行實驗。
4.2引導學生形成良好的學習觀念，培養學生的創新能力
講課的主體是傳授知識，但著眼點卻是培養學生的自學、分析、創新、應用等能力。讓學生養成嚴謹的科學態度和適合自己特點的學習方法，如何聽課、筆記、自學、小結等。總之，在課堂上，教師應該教會學生怎樣學習、怎樣思考，注重把所講知識用相應的思維方法組織起來，鼓勵學生發表自己的見解。告訴學生，學習是發現知識的過程，而不是簡單的獲取結果。這種教學方法讓學生帶著問題去學，不僅可以提高學生的學習興趣，更重要的是培養了他們發現問題、分析問題、解決問題的意識和能力。比如應用程序的教學是單片機課程的重點和難點，這部分內容就是加大學時，無論教師講得多詳細、學生當時聽得多懂，一到用時就又不明白。究其原因，就是少了學生自己獨立思考這個重要環節。講解應用程序時，先讓學生自己思考，然后進行講解討論。正是在這種不斷討論和分析問題的過程中，學生的獨立思考能力得到了培養和鍛煉，推動了創造性思維活動。同時選拔學生參與一些科研項目，培養學生的科研能力和創新能力。
4.3改革考核方法，加強動手能力要求
有什么樣的考核方式必然會有什么樣的教學和學習方法。由于該課程知識點多、概念抽象、硬件難于理解、軟件設計困難等特點，使傳統的閉卷考核方式只能在一定程度上考查學生對知識點的記憶能力，而對學生的思維能力、分析能力、創新能力、動手能力等都難于考查[6]。因此，應改革考核方式方法，采用閉卷、論文、設計制作相結合的多樣化考核方式。要求學生學會動手查閱并消化資料，將課堂上學到的理論知識、查閱到的資料以及其他相關專業的知識聯系到一起，系統的來考慮問題。同時指導學生如何利用圖書館數據庫進行資料檢索和期刊查閱，如何進行論文報告的書寫等，這對培養學生的思維能力、分析能力、動手能力、創造能力以及后續課程的學習都有很大的幫助。由于本課程具有應用性強、實踐性強的特點，對學生的動手能力要求比較高，所以，通過設計制作考查學生的動手能力，也可作為期末考核的一部分，這樣既完成了教學任務，又鍛煉、培養了學生綜合能力，同時為學有余力的學生提供廣闊的創新空間。
5.結論
第2篇
關鍵詞：獨立學院;應用型;單片機;教學改革實踐
一、引言
作為貴州大學與社會力量合作舉辦的綜合性全日制本科獨立學院，貴州大學科技學院定位于著力培養本科應用型人才。這就要求學校注重培養學生對知識的掌握和應用，具有較強實踐能力，能適應行業需求，解決工程中的實際問題。因生源特殊性，我院學生在學習狀態、自律性及目標追求上與母體學校學生間存在差異。要轉變學生對待學習的態度，培養學習興趣，吸引進課堂，增強動手和實踐能力，提高培養質量，需針對學生的個性和特點，從有關課程教學方式著手進行改革探索尋找突破。在我院工學部開設的電子信息、計算機類專業學科課程群眾多課程中，單片機是一門承上啟下的重要專業課程。該課程涉及領域廣，綜合性、系統性、實踐性強，發展更新快，應用廣，相對其他課程更有利于促進相關專業學生知識向能力轉化，提高動手實踐能力，培養創新意識，對定位于培養“應用型”這一目標來說較具現實意義。
二、現狀存在的主要問題與成因分析
我院單片機課程通常在大三開設，先修課程眾多。原有教學主要圍繞單片機原理、指令系統、匯編程序設計、典型外圍接口等內容展開。初期出于好奇，多數學生對課程興趣濃厚。隨著教學推進，前期基礎薄弱的問題逐步暴露，學生感到困難和畏懼，學習變得被動。對獨立學院學生采取傳統方式教學，老師感到難教，學生也感到難學，教學效果自然較差。為應付考試拿到學分，學生僅憑死記硬背、生搬硬套。考完試就忘得差不多，談不上知識的增長和能力的提高，與“應用型”目標相去甚遠。分析原因，原有教學方式主要存在以下幾方面問題。1.重理論輕實踐。受繼承性教學觀念影響，傳統上教學被認為是知識的傳授和繼承，它重“學”不重“用”，重“結果”不重“過程”。教學活動中教師處于主導地位，教學過程注重理論知識講授，強調知識的系統性、完整性。對知識的應用比較忽略，認為實驗只是理論學習的補充，是對理論知識驗證的過程。對獨立學院學生來說過多枯燥理論教學安排，只會適得其反，令其產生厭學情緒。2.重原理輕應用。受過去母體學校教學方式影響，在教學內容上忽略授課對象層次。一開始就對單片機內部結構、寄存器組、存儲空間組織、尋址方式、匯編指令等原理性知識不加區分進行細致講授。接著又是匯編程序設計、典型外圍接口電路等眾多內容。受限于教學時數，對實際中的應用介紹明顯不足，甚至略過，考試也偏向原理性知識。學完這門課程學生對單片機仍感陌生，不知如何應用，具體能做什么，知識與應用脫節，只是為“學習”而學習。3.教學方法和手段不足。在以往教學中，教師通常依據教學內容從邏輯結構框圖開始，從原理角度，利用PPT進行抽象講解。再通過舉例，借助標注說明的方式，靜態地對系統的硬件工作、軟件執行逐一分析，完全忽略學生的理解、接受能力和知識儲備，講授知識與實際應用脫節。由于前期課程相關知識掌握不扎實和學習習慣等因素，學生每節課都聽得云里霧里，一片茫然，漸漸失去學習的興趣和動力。4.實驗教學與理論教學脫節，驗證性內容過多，趣味性不強。單片機課程實踐性很強，受實驗條件和教學時數等因素制約，集中實驗教學環節無法安排較多內容，綜合性與設計性項目極少。實驗一般按實驗箱附帶指導書開展，與各校理論教學脫節、內容枯燥、缺乏趣味。雖做了實驗，但學生對實驗結果背后的電路工作原理、程序代碼含義與功用、硬軟件間的協同與聯系，以及硬軟件聯合調試等仍不了解，談不上去思考、去改進和在實際中應用。
三、相關教學改革實踐措施
針對存在的問題，經過不斷探索嘗試和實踐，逐漸摸索出一套符合我院實際情況，較行之有效的該課程教學方式，具體方法和措施如下。1.調整教學內容，以“應用”為主線，注重因材施教。首先從課程大綱著手，按照培養目標和規格要求，修訂原有教學內容及要求，配套出版相應教材。將教學內容劃為原理、硬件、軟件、仿真幾個主要單元。教學側重由“原理”向“應用”傾斜，注重知識完整性，同時強調知識的實用性和趣味性。具體做法是對“原理”部分適當弱化、降低要求，講授過程中采取和關聯課程對比的方法進行知識增量式教學，突出單片機“片內集成”這一重要特性。“硬件”部分圍繞單片機片內集成的源展開，配合恰當示例進行講解，再擴展延伸。硬件知識講解先易后難、先簡單后復雜。如講解單片機I/O口時，先從LED、撥碼開關等簡單元器件著手，從LED熄滅控制、撥碼開關狀態判斷，到利用這兩種器件實現一個簡易BCD碼加減乘除計算器，然后再到鍵盤擴展、顯示、A/D等較復雜的器件或接口電路。“軟件”部分大幅降低實際使用較少的匯編語言學習要求，強化高級語言的學習和使用。重點放在編程思維、處理算法、硬軟件協同及聯合調試上，在學生頭腦中建立“系統”的概念。“仿真”部分則引入業界主流軟件開發工具Keil和Proteus，根據實際教學情況進行實用性講解。借助這兩個軟件，學生在電腦上就可隨時隨地對教學中的實例進行硬軟件仿真、調試和驗證。這些工具的恰當應用，能事半功倍提高教學和學習的效果。使學生直觀感受到“知識”的含義，將枯燥乏味的知識變得生動，激發學生學習的熱情，體會學習的樂趣。2.豐富教學方法和手段，重視與學生互動。具體教學方法上選擇性地采取案例式、項目式等實踐證明對本課程教學較為有效的方法，手段上突出計算機仿真技術在教學中的應用。教學過程中注重引導學生發現問題、分析問題、解決問題，將相關知識融入一個個直觀可見的示例中。例如在介紹“中斷系統”這個重要知識時，通過給出一個利用單片機外中斷進行計數的簡單示例，仿真電路如下圖所示。外中斷計數仿真電路教學時，先演示讓學生直觀觀察P1口“計數值”的變化；再通過啟發，讓學生列舉生活中用到“計數”的場景；進入“場景”后，引導學生對問題思考：可采用哪些手段解決；再引入中斷概念，概略介紹中斷系統工作機制、有關SFR；接著通過仿真，分析解釋系統硬軟件工作過程，調試方法和步驟等。直觀可見的教學方式，有利于加深學生對知識的理解，像SFR對中斷系統的影響這類抽象知識，借助仿真技術能形象生動展現。最后提出要求，要學生課后思考改進。教學中多與學生交流互動，發現不足，及時調整授課內容、方式和節奏，不能只顧追趕教學進度，忽視學生的理解接受能力。3.優化實驗教學，合理安排項目，分層次多形式開展，注重知識的趣味性。與理論教學配合，課程實驗被分為基礎、擴展、綜合設計三個層次。難度由低到高，對知識的要求從基礎到綜合、從單一到全面。基礎實驗針對單片機基本片內接口資源，擴展實驗與單片機常用典型外圍接口有關，綜合設計實驗是對前述實驗內容的綜合擴展應用，涉及多個片內資源和多種接口，能更好提高學生知識應用能力和水平。對不同程度學生，每個實驗項目后都有新的問題和要求，鼓勵學生進行改進、擴展，甚至改變原設計思路和方案。為解決教學時數與實驗場地的制約，實驗采取集中與分散的方式。在課表規定的時段，以集中方式開展，其余時間則在開放實驗室或寢室分散進行，鼓勵學生“從做中學”。針對以往實驗存在的問題，在實驗箱硬件基礎上通過二次開發，重新設計項目，增強實驗的趣味性和實用性。如“鍵盤實驗”設計為簡易電子密碼鎖，“顯示實驗”設計為電子秒表等諸如此類。實驗時先仿真，對硬軟件熟悉后，再進行實物實驗。先“虛”后“實”的做法能加深學生理解，更有助于對知識的掌握和內化，同時減少實驗設備損耗。4.與創新實踐有機結合。因單片機課程的特點，在教育部主辦的“電子設計大賽”“智能汽車競賽”等學科專業競賽和課外科技活動中一直扮演重要角色。這些活動有利于提升學生知識綜合運用能力和水平，培養學生的工程意識、創新精神，及團隊協作能力。為此我院很重視和支持學生參與，設立了“電子設計”“智能汽車”等開放實驗室，配備老師進行指導，并在創新學分上給予認定，激勵學生參與意愿。
四、結束語
第3篇
單片機原理課程具備較強的實踐性，對學生的理論知識和實際動手能力都有著較高的要求．在教學改革中，依托學校單片機基礎實訓基地和單片機應用實訓基地提供的實訓平臺，充分調動學生學習的積極性，培養其實踐動手能力和獨立思考解決問題的能力，使學生能夠在短時間內成為單片機領域基礎理論豐富和動手實踐能力強的應用型人才．
1.1課程教學的理念與思路
單片機原理課程其理論性和實用性都很強，在課程設置上以行業和崗位需求為導向，以職業能力培養為目的．單片機原理課程中各學習項目的設計、元器件的選用、電路的焊接及軟件編程都盡可能符合企業產品的生產標準．在教學理念上改變傳統的以學科體系為基礎的教學思路，整個課程完全以實訓平臺中的項目來制訂教學內容，按典型工作過程劃分實訓項目，以任務和行動過程為導向，構建學習領域．教師可以把典型電路板引入課堂教學中，如單片機最小系統板、矩陣按鍵學習板、D/A轉換學習板和LED顯示學習板等．這樣可以提高學生初次學習單片機的直觀感，學生能夠一目了然地看到每一個典型電路的組成．然后通過實驗教學的與時俱進、實訓基地的現場體驗等行之有效的措施，可以較好地解決本專業學生在學習該課程過程中理論和實踐脫節的矛盾．
1.2單片機原理教學內容組織安排
為了使單片機原理課程的理論和實踐教學獲得雙贏的教學效果，將單片機的教學內容重新進行整合和定位，靈活地設置課程的教學內容，將前沿的知識融入課堂，加大教學信息量．注重學生綜合設計能力和應用技能的培養，將要講授的內容以任務的形式提前布置給學生，每個任務可能是一個子課題的一部分，每個子課題可能是一個項目的一部分．這樣就形成了自下向上的教學方法，學生作為任務完成的主體，以培養學生職業能力為中心，讓學生在做中學，在學中做，在邊學邊做中養成獨立分析問題和解決問題的能力，并將所學知識進一步鞏固和升華．此外，2006年就完成了單片機實訓平臺的建設，結合“三大”教育理念和人才培養目標的定位，對單片機原理課程的教學計劃也作了相應的調整，加強了實踐環節的考核，即在每學期結束時分別安排1周、2周、3周的綜合實驗的設計任務．針對課程需要，采取階梯式的方式設計若干個實際項目，學生依據自身的能力在設計學習項目時遵循由單一到綜合，由簡單到復雜，既能統籌兼顧，又能有的放矢的原則．通過一系列實訓項目的訓練，提高了學生的理論水平和動手實踐能力．
1.3多種教學方法的運用
在單片機原理課程的教學中，充分發揮單片機實訓平臺優勢，結合課程特點和學生學習基礎，以工作任務為中心，科學地設計教學內容．旨在讓學生能真正地參與到課堂中，調動學生獲取知識的主動性，做課堂真正意義的主角．在教學環節中，針對不同階段，不同的教學內容，可以采用多種教學方法．一是“任務驅動型教學法”，即任課教師將整門課的教學內容劃分為多個模塊，每一模塊由多個課題組成，每一課題由一個或多個任務組成，每一任務由任務目標、任務分析、相關知識和任務實施4個相互連貫的部分組成．在教師的指導下由全班或小組成員針對每一個任務提出各自的設計方案，各成員組相互學習，取長補短，最后由教師總結歸納的教學方法．二是“案例教學法”，即教師將真實的案例信息提供給學生并提出問題，組織學生以問題為中心展開討論，教師加以引導啟發．以學生為學習主體，讓學生參與教學互動，培養學生分析和解決實際問題的能力．三是“培訓式教學方法”，即以單片機培訓班的培訓模式為參考，以企業項目或電子設計大賽賽題為教學內容，以提高學生設計能力為主線，將理論與實踐有機結合．由于采用了靈活多樣的教學方法和手段，不僅提高了學生的學習興趣，對學生個性化培養、團結協作精神的培育都奠定了一定的基礎．
2依托實訓基地進行課程教學改革
2.1教學改革與適應人才市場需求相結合
高校的教學改革要緊跟人才市場變化形勢，積極探索符合專業自身特點和企業需求的經典實訓項目和內容．不斷完善教學內容，更新教學方法，進行創造性教學，為社會培養具有積極性、獨立性、創造性和合作型的人才．校企合作教育是一種值得推薦的人才培養模式，利用學校和企業不同的教育資源和教育環境，采用課堂教學與學生參加實際工作有機結合的方式來培養適合用人單位需要的應用型人才．如每年的“凌陽大學計劃”就是一種很好的校企模式．學生通過在實訓基地的學習培訓鍛煉，很快掌握企業要求的各項基本技能，實現了學生到學員的完美轉變，憑借其專業基礎可以很快適應企業的各項要求．
2.2教學改革與實訓平臺相結合
利用實訓平臺，布置學生完成一串燈的亮滅控制，這個過程中學生能夠更深刻理解指令是怎樣轉化成信號去控制電子產品的，從而能夠更好地理解單片機軟硬件協同工作的意義．學生完成這個實訓后還可以進一步布置相應的課外實訓題目，如各種彩燈的控制，十字路口的交通燈控制等．當學生學完LED數碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學生完成點亮一個LED數碼管，用數碼管的動態方式實現自己生日的顯示，最后能夠完成電子鐘的設計．這樣由淺入深，由表及里，使學生的思維得到更好的鍛煉．通過實訓平臺的學習和實踐，學生可以逐步學會矩陣鍵盤、定時器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉換等單片機的實用單元電路設計，熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設計．通過這種最簡單實用的方法，帶領學生走進單片機世界的大門，使學生在最短的時間內了解單片機的工作原理和設計過程，并學在其中、樂在其中．
2.3通過“項目制”實施一體化教學
在課堂內容基礎上，利用單片機實訓基地作為學生實踐創新能力和個性發展的載體，可以形成一、二課堂良性互動的良好局面．采用“教、學、做”一體化模式，以教師為主導，以學生為中心，邊講邊學，邊學邊練，學生在教師的指導下完成教學情境規定的相關項目．教學模式見圖5．任課教師將學生分成若干個項目組，根據教學情境設計任務，課前將任務書和相關學習參考資料布置給學生，讓學生提早了解課程的基礎知識．進入情境教學環節，教師先將關鍵環節示范給學生，然后讓學生獨立實踐，完成任務．教師通過啟發、提問等形式，引導學生自主學習、分析和思考，學生在此互動中可以自由交流彼此的想法，取長補短，最后找到一個最佳的設計方案．這樣就將理論教學很好地融入到實踐教學之中．通過學生的討論和總結，教師有針對性地進行點評和講解，使學生掌握相關知識．通過單元測試，進一步鞏固所學的知識與技能．綜合考慮各環節中表現突出的學生，給予參加各類競賽的機會．
3結束語
