《单片机原理与应用》课程改革,本文是课程改革相关论文例文跟《单片机原理及应用》和课程改革和探讨有关学术论文怎么写.
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摘 要：《单片机原理及应用》是一门实践性较强的学科.为提高教学效果,培养学生解决实际问题的能力,更好地与实际应用接轨,本文提出了以C语言为主要编程语言,Proteus为仿真平台,结合“课题式”教学方法,及“单片机课题群”思想,进行了单片机课程的相关教学改革和探讨.实践证明,这种综合性教学模式有效提高了学生的学习积极性,获得了较好的教学效果.
关键词：课题式教学；单片机课题群；学生
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）35-0127-03
一、引言
《单片机原理及应用》课程是高等院校工科专业的一门专业基础课程,涉及电子信息工程、通信工程、光电专业及自动化专业等方向,是一门实践性较强的应用课程.在高等教育阶段,该门课程的主要任务应是引导学生进入该领域,并培养其较强的学习兴趣和正确的学习方法,因此,该门课程对学生理论基础知识的要求并不高,重点在于对具体编程任务方面的应用.而目前在单片机教学过程中,以教师为主体,以课本为纲领,孤立进行各单元内容讲解的教学方法仍为主体,这样不仅不利于培养学生的学习兴趣,难以调动学生的主观能动性,而且还容易使理论学习和实际编程应用相脱节.基于这一状况,目前,在本系的单片机课程教学中,我们主要采用以C语言为核心编程语言,以Proteus和Keil软件为辅助手段的课堂教学模式,在后续单片机实验和具体课程设计中,以学生自主动手为主的实验教学模式,从教学形式和教学内容上进行改革,培养学生的探索性和创新性,以期可以提高单片机课程的实际教学效果.
二、基于C语言和Proteus仿真平台的教学模式
目前本系《单片机原理及应用》课程教学内容主要是围绕单片机硬件结构与时序、单片机的中断系统、定时器/计数器的应用、串口通信原理、常用外设与接口及存储器芯片扩展等内容展开的.在以往的教学中,比较偏重汇编语言编程,注重对单片机底层结构和数据存储方式的讲授,但学生普遍较难掌握,且在具体应用程序编程中,特别是涉及中断问题时,程序较复杂,实际应用中较难移植,模块化程度较差.因此针对这一现象,本文提出以C语言为主体编程语言进行单片机课堂教学的思路.由于C51语言属于高级编程语言,更接近自然语言,且对单片机内部硬件结构依赖度较低,加之学生普遍有C语言编程基础,在学习过程中,更易理解和掌握,并可增强程序的可移植性和通用性,培养了学生进行模块化编程的能力.同时,通过在教学中使用Proteus和Keil等软件,在课堂上即可给学生营造出一个虚拟实验室,编程结束后就可以及时演示实验结果,提高学生的学习积极性.
三、“课题式”教学方法的应用
1“. 课题式”教学方法的提出.在单片机教学过程中,从中断系统开始,笔者就注意引导学生以“课题式”方法进行学习,即在各章节的教学中,不再按课本内容照本宣科,而是以提出具体问题开始,引导学生进行具体问题编程.在编程过程中,再对中断系统、定时器/计数器、串口通讯等问题加以讲解,帮助学生对单片机硬件结构进行理解,并加强对学生电路原理图设计、软件仿真、芯片选取、程序修改等具体问题的能力培养.通过这些教学方法的改进,大大提高了学生解决实际问题的能力,同时也有利于学生在课后进行单片机编程的进一步学习.
2.具体实例演示.下面介绍“课题式”教学方法的具体应用.提出课题：以51系列单片机为核心,点亮8个数码管,显示“12345678”.（1）提出子任务一：点亮一个数码管,显示字符“1”.结合这一任务,完成数码管各基础知识点介绍和静态显示原理的学习.提出思考问题,如何显示其他字符？通过这一问题,主要帮助学生完成数码管段码知识点的学习.（2）提出子任务二：点亮八个数码管,显示字符“12345678”.结合该任务,完成数码管段选和位选概念的介绍,及动态显示原理知识点的学习.其电路接口图如图1所示,使用单片机P1口完成数码管段选,使用P2口完成8个数码管的位选.提出思考问题：此时点亮8个数码管,共需使用16个I/O口,占用单片机资源过多,是否可以减少I/O口线,以节约资源？（3）提出子任务三：为减少占用的单片机I/O口线,是否可以简化电路原理图？引导学生从减少位选信号线入手,通过增加芯片的方法,减少占用的I/O口线？从而引入138译码器知识点学习,将原先占用的P2口8个I/O口线减少为3根线.译码器连接图如图2所示.（4）提出子任务四：是否还可以再进一步减少I/O口线？引导学生采用“分时复用”思想来进行数码管的控制,提示学生可以将数码管段选信号和位选信号分时从单片机P1口送出,从而引入对锁存器及分时复用知识点的学习.该任务通过增加两个锁存器,来减少单片机I/O口线,更符合实际工程应用.锁存器连接图如图3所示.其中,P2.5和P2.6分别用来作为两个锁存器的片选信号线,两个锁存器的输出端分别接8个数码管的位选和段选.（5）课题总结：综合以上设计思路,让学生独立思考如何完成8个数码管动态显示“12345678”课题,设计整个电路连接图及显示程序.教师可以根据学生的具体情况,结合Proteus和Keil软件进行现场编程实验及演示,增加学生的学习兴趣.最后,教师还可以进一步提出课后思考问题：如何利用数码管动态显示“123456”呢？
综上所述,教师由一个综合性课题“如何点亮八个数码管”,可进行不同子任务的依次教学,从而在具体实例中完成数码管静态显示原理和动态显示原理知识点教学、段选和位选概念教学、相关锁存器及译码器芯片等的教学.由于结合了具体编程课题,使得相关概念的学习不再抽象和孤立,有效地提高了课堂的教学效率,并有助于拓宽学生的知识面.
四、“单片机课题群”教学探讨
在本系以往的单片机课程教学中,主要是以理论教学加实验教学的模式进行,且在实验教学中又主要依赖现成的实验箱,学生对具体电路的设计过程并不太了解,不利于培养学生的实际动手能力.针对这一弊端,本系进一步增加了实验课时在总教学环节中的比例,使理论与实验教学课时数比例达到3∶1,注重对学生实际编程能力和动手能力的培养.除了辅以实验教学外,本系还提出建立“单片机课题群”的教学思路,即以《单片机原理及应用》课程为主体,辅以相关实验教学,并在该课程结束后,增加了为期一周的单片机课程设计.在课程设计中,指导教师给出相关设计题目,系内开放实验室,由学生自行组织团队,从电路原理图设计、程序软件仿真到购买元器件、焊接硬件电路板及最终调试电路,整个设计过程均由学生全程参与,极大地培养和锻炼了学生综合应用知识的能力,并有助于学生良好团队精神的养成.此外,作为该课程群的扩展,本系还联合计算机、自动化等系,建立了面向全校学生的CDIO（Conceive Design ImplementOperate）工程坊,激发学生参加各类工程实践活动的热情,培养学生主动学习和创新创业的能力.
五、课程考核及评价方式思考
目前在高校教学中,大部分的学科仍是以学生最终考试成绩为评价方式.但单片机课程是一门综合性和实践性较强的学科,不宜只凭考试成绩高低来断定学生的实际掌握能力.因此,在本系“单片机课题群”教学探讨中,我们综合了学生的考试成绩、实验成绩及后续单片机课程设计成绩,给出学生的综合评价结果.这样课程考核方式既包含了单片机理论知识方面考核的结果,又充分考虑了学生对具体实际问题的操作能力,避免了单一形式的考核方法,充分调动了学生的学习积极性.
六、结语
《单片机原理及应用》课程涉及到模拟电路、数字电路等多方面的知识,是一门应用型极强的学科.如果仅依赖以教师为主体的课堂教学,往往会使学生感到枯燥,不利于学生对该门课程的进一步学习.为了增加学生对该课程的学习兴趣,培养学生实际应用单片机编程能力,教学中本系主要以C语言为主要编程语言,以Keil为设计平台,并辅以Proteus仿真软件,在课堂上即可对编程结果进行演示.同时,由于“课题式”教学方法的引入,使教师摆脱了照本宣科的传统教学模式,以各子任务模块为引导,在具体编程实例中,指导学生进行单片机相关知识点学习,将理论知识和实际应用结合在一起,激发了学生学习的积极性并且也提高了单片机教学的实际效果.这样一来,不仅增加了单片机教学的深度,拓宽了单片机课程的教学宽度,而且更能将理论知识与实际应用密切结合.实践证明,这些方法的综合应用有效提高了单片机课程的实际教学效果.
参考文献：
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[4]胡玲艳.单片机“案例教学”模式改革与探索[J].电子测试,2016,(14).
Discussion on the Course Reform of "Single Chip Microcomputer Principle and Application"
FAN Ling
(Department of Electronic Information Engineering, Xia Men Institute of Technology,Xiamen,Fujian 361021,China)
Abstract: "Single Chip Microcomputer Principle and Application" is a practical subject.In order to improve theteaching effect and train the problem-solving skill,we propose a "project" and "SCM group" teaching methodscombined with C language and proteus simulation platform.Practices prove that this comprehensive teaching model caneffectively improve the students´ learning enthusia,and receive good teaching effect.
Key words: project teaching;SCMgroup;student
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