《单片机原理及系统设计》作为自动化及电气信息本科教学的一门重要专业基础课, 是一门综合性很强的课程, 与工业控制技术也有密不可分的联系。为了更好地突出实践教学在本课程教学中的作用, 我院将该课程的学时数安排为:理论教学48学时, 实验教学16学时。此外还有单独的为时一周的单片机课程设计, 从课程的教学安排上体现出实践教学在教学中的重要性。如何在全院的教学班级中上好这门课?如何在理论教学中使学生得到更好的知识理解?如何更好的开展实践教学?本文阐述了教学组在《单片机原理及系统设计》课程的教学过程中所做的具体研究和探索。
1 抓住本质、讲求方法
在单片机的学习中, 应强化学以致用的重要性。通过向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景, 让学生明白学什么、学会后能做什么, 充分调动学生的学习兴趣和积极性。单片机的课堂教学过程, 不仅是讲授知识的过程, 也是教会学生如何学习单片机的过程。学生学习效率的高低, 在很大程度上取决于学习方法是否科学, 因此教师在设计教法的同时也要考虑在这种教法下, 学生应当怎样学习, 才能掌握学习的主动权。在教学方法上: (1) 教师应有意识地对课程内容及时进行科学的归纳总结, 帮助学生理清关键知识点及其之间的联系。例如:寻址方式是指令系统学习中的一个重点, 在学习时应联系单片机的存储器组织, 这样才能对各种寻址方式所对应的寻址范围有一个明晰的领会。在掌握了寻址方式的基础上, 再学习指令系统就会容易许多, 这时重点则主要放在指令功能的介绍、使用时的注意要点等, 在讲授中应注意相似类比、相异突出, 使学生对以往枯燥的指令系统学习能有更好的掌握。 (2) 在整个课程教学过程中贯穿比较式、启发式教学。在单片机的数据传输方式上, 条件传送中的中断机制是学生较难理解的知识点, 在学习时, 应结合具体实例, 例如可在定时/计数器的应用中、串行通信的应用以及在A/D转换结果的读取等实例中, 将中断方式与查询方式的具体实现对比设计, 边对比边归纳, 使学生加深理解掌握。此外, 在某些知识点的深度上加以拓展, 例如在学习单片机系统扩展时, 可以根据教学内容选择一些单片机实际应用系统加以介绍, 启发学生进行外扩芯片的具体构建、软硬件的协同设计, 通过鼓励独立思考, 激程为在教师引导下师生共同探索的过程, 真正做到教学相辅相长。
2 温故知新、精讲多练
学习的过程, 总是伴随着遗忘的过程, 在专业知识的学习过程中更是如此, 加上本门课程的开课学期在大学三年级, 专业课程门数多加之难度提高, 学生普遍感觉吃力, 在学习新知识时穿插复习旧知识是一种行之有效的教学方法, 在恰当的时机通过提问或回忆本课程已讲过的相关重点内容的方式, 会使学生加深记忆、得以融会贯通。例如:在讲解数据存储器扩展时, 可将第一章的片外R A M的读写时序再次重温, 使学生不仅能将存储器扩展与指令时序联系起来, 而且能对系统扩展中控制引脚的连接加深印象, 课堂上的教学效果验证了这种方式有助于学生对以往难点的理解。此外, 在讲课过程中, 注意抓住重点难点精讲, 通过例题讲解帮助学生理解知识点, 再安排一定量的作业要求学生完成以巩固知识, 并通过课堂提问的形式督促学生认真做好复习工作有一定的效果。
3 加强实践、激发兴趣
《单片机原理及系统设计》是一门实践性很强的课程, 真正能够学好它关键在实践, 通过实践, 既能加强学生对理论知识的理解, 发现既有掌握中的问题所在, 又能增强学生的动手能力, 激发学习兴趣。例如单片机与片外RAM的数据传送, 是学生反映出的问题较多的知识点, 在做存储器扩展验证实验时, 可让学生在关键的指令上演练自己易犯的错误, 通过实验结果的对比, 使学生加深这个知识点的理解。在以往的实验教学中, 学生往往敷衍了事, 对于实验现象不思考其之所以然, 没有达到应有的教学效果。课程组教师们在实验教学中想办法提高学生兴趣、通过思考问题启发学生联系课堂上讲过的理论知识, 例如关于键盘、显示接口部分的内容, 在以往的理论教学中是学生理解较为薄弱的部分, 如何在实验中帮助学生得到更好地理解?在做键盘、显示接口实验中, 让学生去思考诸如:在本实验设计中如何判断动态LED是共阴极还是共阳极接法?8155的A、B、C口哪个用作段控口、位控口、哪个作为键盘列线输出、行线输入, 在做实验的过程中让学生去讨论。这样, 将理论知识点有机融入到实验环节中, 不仅促成了知识点的连贯、学习的深入, 而且突出了学生的主体地位, 有动态机制。
为保证实验教学的质量, 方便学生进行综合性和设计性实验, 在课余和周末, 实验室都对学生和老师开放, 在开放时间内学生可以在实验室进行各类实验, 不仅提高了实验室的利用率, 还激发了学生的学习兴趣, 收到了显著效果。此外, 学科组的教师通过积极开发新实验, 进一步提高了实验教学质量。
课程设计是培养工科学生综合应用所学理论知识解决实际问题的能力, 也是进行工程实训的重要教学环节, 学院从2002级自动化专业学生开始, 着手对单片机课程设计进行改革。一是选题尽量取材于生产实际, 既考虑内容的先进性、注意实用性, 又符合实验设备条件;二是增加指导教师, 增加设计题目数量;三是在设计中强调学生的主体地位, 注重分析解决实际问题的能力以及严谨的工作作风的培养。通过设计实践, 可以使学生熟悉开发流程、编程环境, 并用设计报告表达设计思想和结果, 让学生经历一个较为完整的工程设计训练。
4 结语
在大学里, 很多学生惯于自学、临考突击, 如何增强课堂对学生的吸引力?需要教师不断的改进教学方法, 以便为学生提供更高质量的教学服务;实践教学是理论教学的完善和补充, 实践教学应充分融合理论教学的知识要点, 更多地面向工程实际, 真正培养学生的综合运用能力、实际动手能力, 通过在我院三个专业的单片机本科教学的改革实践, 不仅明显改善了教学效果, 而且对教师也提出了更高的要求, 在教学改革的实践过程中使个人能力得到了充分的锻炼和提高。
摘要：《单片机原理及系统设计》具有综合性强且实践性强的特点, 为了改善教学效果、提高教学质量, 通过教学方法、实践教学等内容对课程的教学改革进行了探索。
关键词：单片机,课程,教学方法,实践教学
参考文献
[1] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航天航空大学出版社, 2005.
[2] 阎波, 等.关于 (微机系统原理与接口技术) 课程的改革与探索[J].电子科技学学报社科版, 2005, 7 (6) :66～68.