单片机课程论文范文

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第1篇

单片机课程是机械类专业的一门专业基础课。该课程是课程设计、毕业设计等教学环节中的重要实现手段，是一门实践性和应用性很强的课程，学习单片机并掌握其设计使用技术已经成为当代大学生必备的技能。提高单片机的教学效果，对学生动手能力的培养和促进学生创新意识的提高具有重要的现实意义。

2.教学现状

单片机课程是机电高素质复合技能型人才所需自动控制类知识的载体，其特点是概念多、逻辑性强、内容抽象[1]，对于初学者来说入门难。传统的单片机教学一般均以学科体系为出发点，注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，但却忽略了“可学性”，致使学生学得吃力，老师教得也很辛苦[2]。从教学效果来看，一直存在教师难教、学生难学的双重困惑，教学效果不太理想[3]。常见的教学方式是“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”[4]。这种传授型教学模式就使本来就很枯燥、抽象的课程更加显得乏味，学生在学习过程中对课程产生了畏难情绪[5]。而且在大部分新升本工科院校中，机械类专业学生以男生为主，且理论知识掌握较差，学习主动性不高。大部分学生对自己的大学生活和毕业去向没有规划，学习动机模糊。针对以上教与学的特点，提出一些针对单片机课程在教学过程中行之有效的教学改革思路和方法，达到提高学生的学习能力，特别是创新实践能力的目标。

3.设计教学思路和方法，提高教学质量

3.1通过问题初识单片机

学生刚开始不清楚单片机是什么？是什么样？是用来干什么的？所以，授课教师在第一次的授课过程中，应该从学生的思维角度出发，回答单片机是什么、什么样、干什么等问题，使学生从宏观上对单片机有一个理解。在解答这些问题时，最好拿一片单片机，在课堂上就能够直观地看到单片机的外观形状、大小和引脚排列等情况，这样使学生对这个概念会有更深的认识。把单片机和PC机进行一定的比较，对理解什么是单片机是非常有帮助的。PC机主要用于数据采集、运算和处理，而单片机主要用于控制且体积更小，这也是为什么目前大多数学者把单片机叫做微控制器的原因。单片机用来干什么的？解答这个问题可以通过学生身边非常熟悉的案例来进行。比如：日常生活中的电视需要使用单片机来进行设定和控制；全自动洗衣机使用单片机来对洗衣的时间和水位进行设定且控制等等。通过日常生活和生产中无处不在产品进一步地帮助学生认识、理解单片机。

3.2整合教材内容，由整体到部分、由外而内讲解单片机结构

在对单片机有了感性认识后，应把单片机看做一个整体，不能把它的结构肢解。比如在讲“单片机芯片结构”时，由整体到部分给学生强调单片机学习的主要内容，以减少学生的畏难情绪。然后将这些功能特点进行分类，画成图表的形式来加强印象，结构分类如图1所示。先讲解外部功能，再学习内部各个功能，这就是由外而内。引脚教学中，把单片机的40个引脚大致分为电源、时钟、控制和I/O口4类。先简单告诉学生，4个8位并行I/O端口占用32根引脚线、电源2根、时钟2根，这些引脚使用都比较简单，重点掌握4根控制线就可以了。这么一来，学生就会觉得几个控制线的使用绝对不难，学习单片机的兴趣就建立起来了。图1单片机芯片结构图另外在对单片机的结构理解后，应整合教材内容，使教学过程更具有逻辑性和连贯性。根据学生已学课程和本门课程教学所要达到的目的，合理地调整授课的顺序，可以帮助学生理解、促进对知识的消化。比如单片机结构与指令系统是学习单片机的最重要的基础，在这部分的学习过程中，可以将一些指令系统结合硬件部分一起进行授课，可以将汇编语言调整到前面讲授，既可以加强学生的理解又可以节省部分学时，用一些简单的程序来举例说明如何控制硬件，提高学生对硬件编程的理解。又如在单片机接口扩展的教学中，因为学生已经对总线有了一定的理解和认识，在这儿就可以引入三总线来学习接口扩展，强调接口扩展电路的设计就是这三类总线的连接。通过对教学内容和授课顺序的改变，使学生建立起整体的概念，分析并引导学生掌握课程内容的内在关联性，而不是把一本书、一堂课从头讲到尾。

3.3用浅显易懂的比喻帮助学生理解枯燥难懂的概念

学生认为单片机学习太抽象，尤其是存储器单元的数据和地址。因为数据和地址都是用二进制表示，什么时候是地址什么时候是数据学生普遍反映理解不了。在教学中用学生都熟悉的学生宿舍为例，把宿舍号理解为地址，宿舍里住的学生理解为数据。同时在后面字节单元和位地址的教学中，这个例子同样适用。比如说宿舍里每张床都有编号，想找全宿舍的人就用字节单元（宿舍号），想找某个人就用位地址（床号），其示意图如图2所示。这样不仅完成了教学任务，而且提高了教学趣味性。

4.塑造良好的学习方法和习惯，培养学生创新实践能力

4.1拓宽教学方法和教学手段，提高学生实践动手能力

要培养学生调查研究的习惯，掌握查阅资料和有关标准、工具书或参考书的能力，尤其是上网收集资料的能力，能够合理选择设计方案，并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果。教师可以将制作的教学课件、本课程的相关学习资料挂在网上，供学生学习时参考，还可在网上通过QQ群进行交流，利用网络提高学生学习的兴趣。初学者可以先掌握单片机运行和开发的一些基本技巧，然后在项目中深入学习和掌握单片机，达到学以致用的目的。不能等把所有的知识都掌握了后再去运用，这既不可能也不可取。让学生“边学边干”，而不是在理论学习的最后才进行实验。

4.2引导学生形成良好的学习观念，培养学生的创新能力

讲课的主体是传授知识，但着眼点却是培养学生的自学、分析、创新、应用等能力。让学生养成严谨的科学态度和适合自己特点的学习方法，如何听课、笔记、自学、小结等。总之，在课堂上，教师应该教会学生怎样学习、怎样思考，注重把所讲知识用相应的思维方法组织起来，鼓励学生发表自己的见解。告诉学生，学习是发现知识的过程，而不是简单的获取结果。这种教学方法让学生带着问题去学，不仅可以提高学生的学习兴趣，更重要的是培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。比如应用程序的教学是单片机课程的重点和难点，这部分内容就是加大学时，无论教师讲得多详细、学生当时听得多懂，一到用时就又不明白。究其原因，就是少了学生自己独立思考这个重要环节。讲解应用程序时，先让学生自己思考，然后进行讲解讨论。正是在这种不断讨论和分析问题的过程中，学生的独立思考能力得到了培养和锻炼，推动了创造性思维活动。同时选拔学生参与一些科研项目，培养学生的科研能力和创新能力。

4.3改革考核方法，加强动手能力要求

有什么样的考核方式必然会有什么样的教学和学习方法。由于该课程知识点多、概念抽象、硬件难于理解、软件设计困难等特点，使传统的闭卷考核方式只能在一定程度上考查学生对知识点的记忆能力，而对学生的思维能力、分析能力、创新能力、动手能力等都难于考查[6]。因此，应改革考核方式方法，采用闭卷、论文、设计制作相结合的多样化考核方式。要求学生学会动手查阅并消化资料，将课堂上学到的理论知识、查阅到的资料以及其他相关专业的知识联系到一起，系统的来考虑问题。同时指导学生如何利用图书馆数据库进行资料检索和期刊查阅，如何进行论文报告的书写等，这对培养学生的思维能力、分析能力、动手能力、创造能力以及后续课程的学习都有很大的帮助。由于本课程具有应用性强、实践性强的特点，对学生的动手能力要求比较高，所以，通过设计制作考查学生的动手能力，也可作为期末考核的一部分，这样既完成了教学任务，又锻炼、培养了学生综合能力，同时为学有余力的学生提供广阔的创新空间。

5.结论

第2篇

关键词：独立学院;应用型;单片机;教学改革实践

一、引言

作为贵州大学与社会力量合作举办的综合性全日制本科独立学院，贵州大学科技学院定位于着力培养本科应用型人才。这就要求学校注重培养学生对知识的掌握和应用，具有较强实践能力，能适应行业需求，解决工程中的实际问题。因生源特殊性，我院学生在学习状态、自律性及目标追求上与母体学校学生间存在差异。要转变学生对待学习的态度，培养学习兴趣，吸引进课堂，增强动手和实践能力，提高培养质量，需针对学生的个性和特点，从有关课程教学方式着手进行改革探索寻找突破。在我院工学部开设的电子信息、计算机类专业学科课程群众多课程中，单片机是一门承上启下的重要专业课程。该课程涉及领域广，综合性、系统性、实践性强，发展更新快，应用广，相对其他课程更有利于促进相关专业学生知识向能力转化，提高动手实践能力，培养创新意识，对定位于培养“应用型”这一目标来说较具现实意义。

二、现状存在的主要问题与成因分析

我院单片机课程通常在大三开设，先修课程众多。原有教学主要围绕单片机原理、指令系统、汇编程序设计、典型外围接口等内容展开。初期出于好奇，多数学生对课程兴趣浓厚。随着教学推进，前期基础薄弱的问题逐步暴露，学生感到困难和畏惧，学习变得被动。对独立学院学生采取传统方式教学，老师感到难教，学生也感到难学，教学效果自然较差。为应付考试拿到学分，学生仅凭死记硬背、生搬硬套。考完试就忘得差不多，谈不上知识的增长和能力的提高，与“应用型”目标相去甚远。分析原因，原有教学方式主要存在以下几方面问题。1.重理论轻实践。受继承性教学观念影响，传统上教学被认为是知识的传授和继承，它重“学”不重“用”，重“结果”不重“过程”。教学活动中教师处于主导地位，教学过程注重理论知识讲授，强调知识的系统性、完整性。对知识的应用比较忽略，认为实验只是理论学习的补充，是对理论知识验证的过程。对独立学院学生来说过多枯燥理论教学安排，只会适得其反，令其产生厌学情绪。2.重原理轻应用。受过去母体学校教学方式影响，在教学内容上忽略授课对象层次。一开始就对单片机内部结构、寄存器组、存储空间组织、寻址方式、汇编指令等原理性知识不加区分进行细致讲授。接着又是汇编程序设计、典型外围接口电路等众多内容。受限于教学时数，对实际中的应用介绍明显不足，甚至略过，考试也偏向原理性知识。学完这门课程学生对单片机仍感陌生，不知如何应用，具体能做什么，知识与应用脱节，只是为“学习”而学习。3.教学方法和手段不足。在以往教学中，教师通常依据教学内容从逻辑结构框图开始，从原理角度，利用PPT进行抽象讲解。再通过举例，借助标注说明的方式，静态地对系统的硬件工作、软件执行逐一分析，完全忽略学生的理解、接受能力和知识储备，讲授知识与实际应用脱节。由于前期课程相关知识掌握不扎实和学习习惯等因素，学生每节课都听得云里雾里，一片茫然，渐渐失去学习的兴趣和动力。4.实验教学与理论教学脱节，验证性内容过多，趣味性不强。单片机课程实践性很强，受实验条件和教学时数等因素制约，集中实验教学环节无法安排较多内容，综合性与设计性项目极少。实验一般按实验箱附带指导书开展，与各校理论教学脱节、内容枯燥、缺乏趣味。虽做了实验，但学生对实验结果背后的电路工作原理、程序代码含义与功用、硬软件间的协同与联系，以及硬软件联合调试等仍不了解，谈不上去思考、去改进和在实际中应用。

三、相关教学改革实践措施

针对存在的问题，经过不断探索尝试和实践，逐渐摸索出一套符合我院实际情况，较行之有效的该课程教学方式，具体方法和措施如下。1.调整教学内容，以“应用”为主线，注重因材施教。首先从课程大纲着手，按照培养目标和规格要求，修订原有教学内容及要求，配套出版相应教材。将教学内容划为原理、硬件、软件、仿真几个主要单元。教学侧重由“原理”向“应用”倾斜，注重知识完整性，同时强调知识的实用性和趣味性。具体做法是对“原理”部分适当弱化、降低要求，讲授过程中采取和关联课程对比的方法进行知识增量式教学，突出单片机“片内集成”这一重要特性。“硬件”部分围绕单片机片内集成的源展开，配合恰当示例进行讲解，再扩展延伸。硬件知识讲解先易后难、先简单后复杂。如讲解单片机I/O口时，先从LED、拨码开关等简单元器件着手，从LED熄灭控制、拨码开关状态判断，到利用这两种器件实现一个简易BCD码加减乘除计算器，然后再到键盘扩展、显示、A/D等较复杂的器件或接口电路。“软件”部分大幅降低实际使用较少的汇编语言学习要求，强化高级语言的学习和使用。重点放在编程思维、处理算法、硬软件协同及联合调试上，在学生头脑中建立“系统”的概念。“仿真”部分则引入业界主流软件开发工具Keil和Proteus，根据实际教学情况进行实用性讲解。借助这两个软件，学生在电脑上就可随时随地对教学中的实例进行硬软件仿真、调试和验证。这些工具的恰当应用，能事半功倍提高教学和学习的效果。使学生直观感受到“知识”的含义，将枯燥乏味的知识变得生动，激发学生学习的热情，体会学习的乐趣。2.丰富教学方法和手段，重视与学生互动。具体教学方法上选择性地采取案例式、项目式等实践证明对本课程教学较为有效的方法，手段上突出计算机仿真技术在教学中的应用。教学过程中注重引导学生发现问题、分析问题、解决问题，将相关知识融入一个个直观可见的示例中。例如在介绍“中断系统”这个重要知识时，通过给出一个利用单片机外中断进行计数的简单示例，仿真电路如下图所示。外中断计数仿真电路教学时，先演示让学生直观观察P1口“计数值”的变化；再通过启发，让学生列举生活中用到“计数”的场景；进入“场景”后，引导学生对问题思考：可采用哪些手段解决；再引入中断概念，概略介绍中断系统工作机制、有关SFR；接着通过仿真，分析解释系统硬软件工作过程，调试方法和步骤等。直观可见的教学方式，有利于加深学生对知识的理解，像SFR对中断系统的影响这类抽象知识，借助仿真技术能形象生动展现。最后提出要求，要学生课后思考改进。教学中多与学生交流互动，发现不足，及时调整授课内容、方式和节奏，不能只顾追赶教学进度，忽视学生的理解接受能力。3.优化实验教学，合理安排项目，分层次多形式开展，注重知识的趣味性。与理论教学配合，课程实验被分为基础、扩展、综合设计三个层次。难度由低到高，对知识的要求从基础到综合、从单一到全面。基础实验针对单片机基本片内接口资源，扩展实验与单片机常用典型外围接口有关，综合设计实验是对前述实验内容的综合扩展应用，涉及多个片内资源和多种接口，能更好提高学生知识应用能力和水平。对不同程度学生，每个实验项目后都有新的问题和要求，鼓励学生进行改进、扩展，甚至改变原设计思路和方案。为解决教学时数与实验场地的制约，实验采取集中与分散的方式。在课表规定的时段，以集中方式开展，其余时间则在开放实验室或寝室分散进行，鼓励学生“从做中学”。针对以往实验存在的问题，在实验箱硬件基础上通过二次开发，重新设计项目，增强实验的趣味性和实用性。如“键盘实验”设计为简易电子密码锁，“显示实验”设计为电子秒表等诸如此类。实验时先仿真，对硬软件熟悉后，再进行实物实验。先“虚”后“实”的做法能加深学生理解，更有助于对知识的掌握和内化，同时减少实验设备损耗。4.与创新实践有机结合。因单片机课程的特点，在教育部主办的“电子设计大赛”“智能汽车竞赛”等学科专业竞赛和课外科技活动中一直扮演重要角色。这些活动有利于提升学生知识综合运用能力和水平，培养学生的工程意识、创新精神，及团队协作能力。为此我院很重视和支持学生参与，设立了“电子设计”“智能汽车”等开放实验室，配备老师进行指导，并在创新学分上给予认定，激励学生参与意愿。

四、结束语

第3篇

单片机原理课程具备较强的实践性，对学生的理论知识和实际动手能力都有着较高的要求．在教学改革中，依托学校单片机基础实训基地和单片机应用实训基地提供的实训平台，充分调动学生学习的积极性，培养其实践动手能力和独立思考解决问题的能力，使学生能够在短时间内成为单片机领域基础理论丰富和动手实践能力强的应用型人才．

1.1课程教学的理念与思路

单片机原理课程其理论性和实用性都很强，在课程设置上以行业和岗位需求为导向，以职业能力培养为目的．单片机原理课程中各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准．在教学理念上改变传统的以学科体系为基础的教学思路，整个课程完全以实训平台中的项目来制订教学内容，按典型工作过程划分实训项目，以任务和行动过程为导向，构建学习领域．教师可以把典型电路板引入课堂教学中，如单片机最小系统板、矩阵按键学习板、D/A转换学习板和LED显示学习板等．这样可以提高学生初次学习单片机的直观感，学生能够一目了然地看到每一个典型电路的组成．然后通过实验教学的与时俱进、实训基地的现场体验等行之有效的措施，可以较好地解决本专业学生在学习该课程过程中理论和实践脱节的矛盾．

1.2单片机原理教学内容组织安排

为了使单片机原理课程的理论和实践教学获得双赢的教学效果，将单片机的教学内容重新进行整合和定位，灵活地设置课程的教学内容，将前沿的知识融入课堂，加大教学信息量．注重学生综合设计能力和应用技能的培养，将要讲授的内容以任务的形式提前布置给学生，每个任务可能是一个子课题的一部分，每个子课题可能是一个项目的一部分．这样就形成了自下向上的教学方法，学生作为任务完成的主体，以培养学生职业能力为中心，让学生在做中学，在学中做，在边学边做中养成独立分析问题和解决问题的能力，并将所学知识进一步巩固和升华．此外，2006年就完成了单片机实训平台的建设，结合“三大”教育理念和人才培养目标的定位，对单片机原理课程的教学计划也作了相应的调整，加强了实践环节的考核，即在每学期结束时分别安排1周、2周、3周的综合实验的设计任务．针对课程需要，采取阶梯式的方式设计若干个实际项目，学生依据自身的能力在设计学习项目时遵循由单一到综合，由简单到复杂，既能统筹兼顾，又能有的放矢的原则．通过一系列实训项目的训练，提高了学生的理论水平和动手实践能力．

1.3多种教学方法的运用

在单片机原理课程的教学中，充分发挥单片机实训平台优势，结合课程特点和学生学习基础，以工作任务为中心，科学地设计教学内容．旨在让学生能真正地参与到课堂中，调动学生获取知识的主动性，做课堂真正意义的主角．在教学环节中，针对不同阶段，不同的教学内容，可以采用多种教学方法．一是“任务驱动型教学法”，即任课教师将整门课的教学内容划分为多个模块，每一模块由多个课题组成，每一课题由一个或多个任务组成，每一任务由任务目标、任务分析、相关知识和任务实施4个相互连贯的部分组成．在教师的指导下由全班或小组成员针对每一个任务提出各自的设计方案，各成员组相互学习，取长补短，最后由教师总结归纳的教学方法．二是“案例教学法”，即教师将真实的案例信息提供给学生并提出问题，组织学生以问题为中心展开讨论，教师加以引导启发．以学生为学习主体，让学生参与教学互动，培养学生分析和解决实际问题的能力．三是“培训式教学方法”，即以单片机培训班的培训模式为参考，以企业项目或电子设计大赛赛题为教学内容，以提高学生设计能力为主线，将理论与实践有机结合．由于采用了灵活多样的教学方法和手段，不仅提高了学生的学习兴趣，对学生个性化培养、团结协作精神的培育都奠定了一定的基础．

2依托实训基地进行课程教学改革

2.1教学改革与适应人才市场需求相结合

高校的教学改革要紧跟人才市场变化形势，积极探索符合专业自身特点和企业需求的经典实训项目和内容．不断完善教学内容，更新教学方法，进行创造性教学，为社会培养具有积极性、独立性、创造性和合作型的人才．校企合作教育是一种值得推荐的人才培养模式，利用学校和企业不同的教育资源和教育环境，采用课堂教学与学生参加实际工作有机结合的方式来培养适合用人单位需要的应用型人才．如每年的“凌阳大学计划”就是一种很好的校企模式．学生通过在实训基地的学习培训锻炼，很快掌握企业要求的各项基本技能，实现了学生到学员的完美转变，凭借其专业基础可以很快适应企业的各项要求．

2.2教学改革与实训平台相结合

利用实训平台，布置学生完成一串灯的亮灭控制，这个过程中学生能够更深刻理解指令是怎样转化成信号去控制电子产品的，从而能够更好地理解单片机软硬件协同工作的意义．学生完成这个实训后还可以进一步布置相应的课外实训题目，如各种彩灯的控制，十字路口的交通灯控制等．当学生学完LED数码管显示原理及显示方式后可以布置学生完成点亮一个LED数码管，用数码管的动态方式实现自己生日的显示，最后能够完成电子钟的设计．这样由浅入深，由表及里，使学生的思维得到更好的锻炼．通过实训平台的学习和实践，学生可以逐步学会矩阵键盘、定时器中断、液晶显示、串口通信、红外接收、A/D和D/A转换等单片机的实用单元电路设计，熟练掌握基本电路的硬件原理分析和软件设计．通过这种最简单实用的方法，带领学生走进单片机世界的大门，使学生在最短的时间内了解单片机的工作原理和设计过程，并学在其中、乐在其中．

2.3通过“项目制”实施一体化教学

在课堂内容基础上，利用单片机实训基地作为学生实践创新能力和个性发展的载体，可以形成一、二课堂良性互动的良好局面．采用“教、学、做”一体化模式，以教师为主导，以学生为中心，边讲边学，边学边练，学生在教师的指导下完成教学情境规定的相关项目．教学模式见图5．任课教师将学生分成若干个项目组，根据教学情境设计任务，课前将任务书和相关学习参考资料布置给学生，让学生提早了解课程的基础知识．进入情境教学环节，教师先将关键环节示范给学生，然后让学生独立实践，完成任务．教师通过启发、提问等形式，引导学生自主学习、分析和思考，学生在此互动中可以自由交流彼此的想法，取长补短，最后找到一个最佳的设计方案．这样就将理论教学很好地融入到实践教学之中．通过学生的讨论和总结，教师有针对性地进行点评和讲解，使学生掌握相关知识．通过单元测试，进一步巩固所学的知识与技能．综合考虑各环节中表现突出的学生，给予参加各类竞赛的机会．

3结束语