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高职单片机教学改革的探讨

时间:2012-01-04 10:49 来源:www.lunwen163.com 作者:163论文网 点击:
摘要:单片机是一门将电子技术与计算机技术紧密结合、理论与实践并重的专业核心课程,在高等职业院校的电类专业课程体系中占有重要的位置。文章针对目前高职学生现状及市场需求,对单片机的理论教学、实践教学、考核方式的改革进行了探讨,以期进一步改善这门课程的教学效果。 关键词:C语言 项目教学法 Keil和Proteus软件

单片机课程融合了数字电子技术、控制技术、通信技术、软件编程等知识与技能,单片机在培养学生的逻辑思维、编程思想、软硬件结合、模块化设计思想、以及任务分析、方案确定、任务分解、综合技术应用能力方面起着重要的作用。单片机是各高等职业院校电子技术、自动控制类专业开设的专业核心课程,针对目前高职学生的现状及市场需求,现对单片机的教学改革进行以下探讨。
1  高职学生现状及市场需求分析
  近年来随着招生规模的不断扩大,高职院校录取考生的分数偏低,导致生源质量有所下降。由于学生普遍起点较低,课堂教学往往因得不到学生的积极响应与配合而很难进行,在一定程度上增加了教学工作者的难度。如何应对生源现状,如何提高教学质量成为高职院校面临的新挑战。   
高职教育是培养面向生产、管理、服务第一线的高技能应用型人才,通过调查分析,用人单位对高职毕业生的就业能力要求有专业基本技能、社会适应能力和专业发展能力等三个方面。专业基本技能强调专业的应用性和针对性,是高职学生在人才市场上获取工作岗位的基本生存能力;社会适应能力强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性;专业发展能力强调进入职业生涯后的可持续发展,包括学习能力、创新能力及分析和解决问题的能力。
通过对高职学生现状及市场需求的分析,不得不引起我们对传统教学改革的思考。
2  单片机教学改革探讨
2.1 程序设计语言的选取
单片机传统的教学中,编程语言采用的是汇编语言,学生需要掌握各条指令的助记符和使用格式,对于学生来说比较头疼。而且对于不同的CPU,其汇编语言可能有所差异,所以不易移植。C语言兼顾了多种高级语言的特点,并且具备汇编语言的功能,可读性好,容易移植,现在应用很广的C51单片机就是C语言与8051单片机的结合,用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。对于学生来说,即使不熟悉单片机的指令集,只要学习一些C语言的基本语句,就可以编写一些简单的单片机程序,对于提高学生的学习兴趣有积极作用。基于以上的考虑,单片机程序设计语言采用C语言。
2.2 项目教学法的应用
传统的理论教学方法是教师在课堂上依次讲解单片机的硬件结构、指令系统、 程序结构、中断、定时计数器、串行通信等理论内容,却忽略了知识的实际应用,学生理解起来既抽象又难懂,因此在教学过程中,学生会逐渐失去学习的兴趣和主动性。
在改革后的教学中采用项目教学法,即根据教学内容制定一系列由简到难的项目,项目的选择要具有实用性、趣味性,还要能循序渐进,符合学生认知过程,达到教学目的。例如广告灯设计、按键识别的设计、简易数字电子时钟的设计、方波信号发生器设计、交通灯的设计、单片机双机通信设计、数字式电压表的设计等。在各个项目中使课程的理论知识贯穿其中,学生更容易接受和理解,同时让学生接触到这些理论知识在实际中的应用,从而产生浓厚的学习兴趣。
下面以简易电子时钟为例,介绍项目教学法的应用。
(1)教师布置项目任务,讲授中断的使用、数码管静态、动态的显示原理和该项目涉及到的C51编程语句及语法。
(2)学生根据任务要求,查阅相关知识点,完成项目内容。
(3)教师对学生的设计方案进行客观评价,并给出指导意见。学生根据教师的意见进行修正与完善。
(4)教师检查学生的最终成果,提出问题,学生解决问题,使其对相关知识进一步加深理解。
在项目教学中可以充分发挥学生的想象力,激发学生创作灵感,引导学生进行自主开发。
2.3 实践教学改革
学习单片机的最终目的就是为了能将之应用于具体的工作实践中去,所以在教学过程中,加强实践教学的环节,让学生在实践的基础上进行讨论、分析。传统的实践教学是在实验箱上完成一些验证性的实验,改革后的实践教学将虚拟实验和实际实验相结合。
在实践教学中引入了C51编程软件Keil和仿真软件Proteus,将二者结合起来形成虚拟的单片机开发环境,与之前的实验箱相比可实现的功能更加完善、全面、直观,实现了虚拟情境化教学。借助Proteus超过6000种模拟和数字器件模型强大的仿真调试功能,学生能够很快对单片机系统进行系统设计与仿真,更好地掌握单片机实用技术,使单片机教学得到极佳的效果。同时利用自行开发的可在线编程单片机实验电路板,学生可以进行各种实验、设计和电子制作等,可以训练学生系统硬件组装、调试的能力。学生可以将教师布置的各项目在仿真平台上设计硬件电路、编制软件程序、进行仿真调试,成功后可在实验电路板上实现,这样不仅省时省力,在实际中也减少了硬件的投入。
2.4 考核方式改革
传统的考核方式是以笔试为主,改革后为作品提交和作品答辩。作品可以由教师制定几个工作任务或由学生自主创新题目,学生可以在规定的时间范围内提交工作任务,并对作品进行现场演示、讲解,对教师或其他同学提出的疑问进行解答,同时要完成一份任务报告。这种考核方式使学生由被动学习变为主动学习,充分调动了学生的积极性和主动性,而且培养了学生的创新意识和自学能力,增强了学生分析问题、解决问题的能力。
3  教学效果
通过单片机教学改革的实施,学生普遍反映受益匪浅,在传统教学中,学生是照抄课本和实验讲义去完成教师布置的任务,改革后学生可以自己主动设计一些简单的实际产品。由此可以看出,在这门课程学习中,学生可以利用所学应用到实践当中去,同时在教学过程中,培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时培养了学生创新的能力,为走向工作岗位打下不错的基础。教学效果较好。
参考文献
[1] 张永格,何乃味.单片机C语言应用技术与实践[M].北京:清华大学出版社,2009
 [2] 夏华峰,易亚军.基于Proteus仿真的单片机项目教学法研究[J].中国科教创新导刊,2008.146(19)
[3] 陈兴国.单片机虚拟实验室的构建[J].襄樊学院学报,2008.17(2)