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摘 要：针对单片机课程应用性和实践性强的特点,就单片机课程的课程体系、课程内容、教学模式、考核方式等方面的改革进行探索,同时提出了单片机课程的建设思路.

关 键 词 ：单片机；教学改革；课程建设；应用型本科

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01

单片机技术（包括嵌入式技术）是现代电子工程领域一门飞速发展的新技术,在各种智能控制系统中应用广泛.单片机课程经过二十余年的发展,已经成为高校工科涉电专业（如电子信息、自动化、机电、测控）的必修课,是一门本科阶段必须掌握的应用技术与技能.目前国内多数高等学校单片机教学在课程体系、教学内容、教学模式、考核方式以及实践应用和创新能力培养等方面远不能满足学生所需要具备的能力.

一、单片机课程教学改革探索

(二)完善课程体系结构建设

单片机作为涉电专业必修的应用技术类课程,旨在培养单片机应用系统设计的应用型人才,建立和完善“以芯片为基础,以接口设计为主线,以系统设计为目的”的课程体系是教学改革的重要方面.

在教学内容上,应当将主流的51单片机作为单片机入门的基础性芯片来介绍,同时介绍其他流行的单片机.在介绍51芯片时,硬件方面重点介绍引脚特性、片内功能部件、片外的时钟电路、复位电路等最小系统,然后软件方面介绍指令系统、常用程序设计,中断系统、定时器、串口等汇编程序的编写,并举例说明.

将接口设计作为教学的主线,首先是RAM、ROM的扩展,让学生掌握地址空间的划分即可.其次对于I/O扩展,介绍82C55和81C55等,并介绍如何利用串口来扩展并行I/O口.最后介绍人机对话接口――键盘、显示器（LED、LCD）、BCD码拨盘、时钟日历芯片等内容.

将单片机应用系统设计作为课程的最终目的,如最小系统设计、复杂系统设计、系统的软硬件调试能力,以KeilC51和Proteus为开发和仿真工具的“项目教学”,可靠性设计――抗干扰设计、掉电保护和低功耗设计等.对于应用型本科教学,应当提高教学目标与起点,借助新的开发工具和仿真软件,将培养学生具有“单片机应用系统设计”的能力作为课程的最终目标.

(二)引入EDA技术,不断更新教学内容

在单片机教学中,使用Protues和Keil的联机调试,可将实验室带到课堂上来.给学生布置课外题目,要求学生使用Proteus进行仿真调试.首先使用Proteus进行硬件设计,然后用C51进行应用程序设计,可以降低成本,实现了随时随地有电脑就有的虚拟实验室和家庭实验室.

针对SOC/SOPC技术的发展,可以在FPGA中嵌入51单片机IP软核.在学生学过EDA技术后,结合所学的51单片机知识,利用FPGA平台,就可以实现SOC系统.这些内容作为升华与扩展,也可以给学生进行适当的介绍.

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针对一些新的技术发展和动向,在课堂教学中可适当介绍,如新的单片机机型AVR、PIC、MSP430、STM32等,以及一些新的接口芯片,一些新的总线如IC、SPI等,可开阔学生的视野.

(三)教学模式要注重培养学生实践与创新能力

由于本课程具有很强的工程实践性,要提高学生的电子设计实践能力和创新能力,需要先进的教学理念和教学模式.

针对培养应用型人才要求,充分发挥学生的主观能动性,尝试了“自学+布置题目+学生完成+教师总结”的教学模式和“案例教学”模式.传统教学模式采用以下三部曲：提出概念――解释概念――举例说明,这种教学模式侧重知识的学习.对于侧重应用的学习者,可以采用新的三部曲：提出问题――解决问题――归纳分析.教师讲授工程案例,这些案例与实际应用相结合,要求利用Proteus仿真软件进行仿真,进过四年的教学实践检验,收到良好的教学效果.

通过案例教学模式可以减少初学者的在学习上的困难.因为通过这种教学模式能够培养学生的兴趣,变“让我学”成“我要学”,从而培养提高学生的工程实践与创新能力.

(四)改革课程考核方式

长期以来,国内总是把考试作为衡量教学质量的唯一方式.采用闭卷考试的形式,不仅难以考查学生分析问题、解决问题、工程实践和创新等综合能力,而且会使学生误认为学习单片机只要死记硬背即可.因此,应采取与课程教学相适应的考核形式.

针对课程考核方式的改革,采用如下考核方式：期末成绩50%,基础实验25%,EDA仿真大作业15%,出席和课后作业10%.这种考核方法可以提高学生的主观能动性和对实验课程的重视程度,提高学生的理性认识,帮助学生建立应用的概念,进而提高其工程实践和创新能力.

二、单片机课程建设思路

根据应用型师范类院校的教学现状,笔者提出了“注重基础,强化实践,理顺关系,加强建设”十六字的单片机课程建设思路.

(一)注重基础

注重基本原理、基本概念、基本方法、基本技能的培养与训练.在单片机和嵌入式微处理器层出不穷的时代,仍以51单片机和汇编语言为对象讲授《单片机原理》,增加单片机C语言程序设计的内容.整个51单片机的教学过程涵盖了除了操作系统以外嵌入式应用设计中的基本概念及主要内容,为学生学习嵌入式系统（ARM）、EDA技术、DSP技术、SOPC技术等后续课程获得必要的基础.

(二)强化实践

建立“课堂教学+实验教学+课程设计+科技创新活动”的教学体系.针对传统的教学模式为“课堂教学+实验教学”,要强化课程设计和科技创新活动等教学环节.争取课程设计独立开课的时间不少于2周,使电子设计竞赛等科技创新活动更加丰富多彩.

(三)理顺关系

理顺下列5个关系――工科专业与师范专业的培养模式的关系、课程群内部的关系、课堂教学与实践教学的关系、教师的教与学生的学之间的关系,考研与专业技能培养的关系.

(四)加强建设

最后,加强建设――师资队伍建设、实验室建设、实践教学基地（实习基地）建设、教材建设、精品课程建设及课程群建设.