时间：2023-05-30 09:37:36
【关键词】单片机原理及应用；课程教学；教学质量
1.引言
单片机原理及应用以51单片机为蓝本，讲述了单片机的工作原理及如何在各行各业和现实生活中应用好单片机，讲原理是为了应用，关键点是在我们如何用好用活单片机这块芯片，掌握单片机与其功能芯片的协同工作原理。使单片机更好地为我们服务。
单片机原理及应用电子电气类专业重要的专业基础课程，必须有电子技术和C语言方面的基础。这些基础可以说并不是很重要，在你有某些概念原理不明白时再翻阅相关书籍也是可行的，单片机的学习不象数学有严密的相关性，但其教学有其独特性，是一门实践性很强的课程，只在课堂上听老师讲课掌握原理，然后考试是学不好单片机的，必须亲自动手实验或经过单片机实物的制作，有不明白的地方再翻书，这是一个反复的过程，只有经过这样多次的反复，每次都有新发现和收获，才能真正意义上掌握了单片机的开发应用。
下面从单片机的课堂教学、课程实验、课程设计、创新实验及计算机仿真等几个方面谈谈单片机原理及应用的教学工作。
2.单片机原理课堂教学
单片机原理及应用这门课所涉及的主要内容有单片机的内部结构、单片机汇编指令、单片机IO接口、定时/计数器、中断使用、I2C总线、AD及DA等，C语言编程，内容很多，若仅仅是老师在课堂上讲述会非常枯燥，锁碎难理解，不能激发大部分学生的学习兴趣。教学方法要做适当调整，比如可以用项目教学法，单片机教学着重点不是在讲原理，而是要应用，但不懂原理又难以应用，处于两难境地，学习单片机的精髓是知道如何配置内部寄存器使其具有一定的功能并发挥其特有的作用，最高境界是仅需单片机公司提供的技术文档就能完成单片机程序的编程，而不仅仅是只教会学生使用单一类型的单片机，而是触类旁通通过学习51单片机，同时别的类型的单片机也能灵活应用。因此在教学中我们可以用电子时钟作为一个项目主线贯穿于整个单片机教学中，因为电子时钟可简单可复杂，又贴近生活实用，比如，在讲单片机端口时，就可以结合电子时钟的调整按键，数码管的驱动来说明，讲中断和定时器时，就可以结合到数字电子时钟的时钟源的产生来说明，I2C总线可以结合串行时钟芯片DS1302来讲，环境温度的测量可以结合DS18B20串行芯片来说明，再复杂一些的，电子时钟显示可以用1602或12864液晶来完成，可以配上调频收音模块做电子闹钟，增加SD接口卡及MP3模块实现音乐播放功能。这样把单片机的知识串起来讲，既生动又联系实际，大大激发了学生们的学习兴趣，也有助于学生自主学习，探索单片机方面的奥秘所在。在学单片机过程中，汇编指令的学习是难点，需要学生花很大的精力去掌握它。需要学生充分利用课余时间多读汇编程序及指令，从而熟能生巧地掌握它。在课堂教学过程中，最好是能够结合单片机仿真软件PROTEUS来讲述，PROTEUS是一款非常好的单片机仿真软件，可以仿真多款单片机芯片，能够仿真实现单片机的绝大部分功能，学生们在没有单片机开发板的情况下能通过软件仿真方式实现单片机开发，这对调动学生学习积极性和学好单片机是很有帮助的。条件允许的情况下可以动员学生买一些单片机开发板以及相关的视频教程，开发板在学生学习单片机之初是非常有用的，每一块小的开发板其发挥的作用就象实验室的实验箱，而且能随时随地不受限制地学习和使用，同时认真观看视频教程，视频教程就象一名不厌其烦的家庭教师，指导学生一步步进入单片机世界的神奇领域。有着课上课下的这些手段，学生的单片机应用能力一定能够大大加强。
3.单片机原理课程实验
实验是培养学生理论联系实际、动手能力，严谨的科学态度和科学方法的重要手段，因此要精选典型的最具实用价值的实验项目，我们选择的实验项目有：（1）单片机I/O输出控制。（2）单片机I/O口输入控制。（3）外部中断。（4）定时器实验。（5）串口通信实验。（6）液晶驱动实验。（7）串行总线实验。（8）AD及DA实验。不同的实验项目，实验目的也不相同，通过这样基础实验，锻炼了学生的单片机应用编程能力，为以后的综合性实验打下基础。每次实验要求学生对实验项目做认真的预习，并完成预习报告，上实验课前老师检查。做实验时力争每人一个实验箱，每位学生都有亲自动手实践的机会，对于学得较好的学生还可以额外增加一些实验项目或自选一些自已感兴趣的实验项目，也可组织学得好的学生指导后进学生进行实验，提高学生实验的整体水平。在实验过程中，要求学生养成严谨科学细致的作风，认真完成实验项目，实验完成后，要求每位学生独立完成实验报告，深入分析实验中遇到的现象和问题，不留疑点，总结实验心得。
4.单片机原理课程设计
课程设计是实践教学的重组成部分，在课程结束前安排两周时间进行课程设计，目的是通过设计使学生掌握运用单片机知识进行实际综合应用的能力，初步建立正确的设计思想，掌握单片机电子电路和程序设计的基本方法与技能，培养分析问题解决问题和团队协作能力以及创新能力。
课程设计首先是任务书的下达，课程设计一般是在课程结束前两周进行，时间比较紧迫，我们选择在开课时就把任务书发下去，让学生有充分的时间了解自已所做项目的相关知识，查阅相关资料，为项目的顺利展开提供了充分的时间，同时也使学生在上单片机课程时关注知识点，激发学习兴趣。项目选择以贴近生活、贴近实际为原则，如洗衣机控制板、交通灯控制、语音电子时钟等等，对于比较复杂的大型项目，两周时间学生难以完成，我们可以把它拆分为一个个小项目分给不同的组也完成，这样既完成了项目，同时也培养了学生的团队协作精神，为将来毕业走上工作岗位融入社会做好了积极准备。
在两周的课程设计过程中教师要查看学生项目实施的进度，适当的时间安排时间进行综合讨论与答疑，指导学生会使用DXP2004电子绘图软件设计单片机线路板以及用PROTEUS仿真软件进行单片机的系统仿真，做好平时成绩的评定工作。
在项目实施后期要求学生完成实物的组装和调试以及课程设计报告的撰写，最后二天要对学生进行独立答辩。答辩环节是检查学生对单片机相关内容掌握情况的最有效的方法，答辩对教师也提出较高要求，只有教师对每个项目都有充分的了解才能提出有一定水准的问题，答辩内容才能真实反映学生对些项目用到的单片机知识情况，最后根据学生的平时情况，作品完成情况、答辩情况和报告的撰写情况对成绩进行综合的评定，对项目难度较大的，开发过程中有独特见解及创新的要适当加分，以鼓励学生在产品开发过程中充分发挥创新精神。
5.单片机原理计算机仿真
计算机仿真是使用计算机对已存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有直观、易于观察、灵活可变、重复性好的特点，有利于激发学生的学习兴趣和对科学技能的掌握。通过单片机的计算机软件仿真，能让学生系统地掌握单片机开发的一整套技术，为将来走上工作岗位从事单片机方面的工作打下良好基础。
单片机的计算机仿真要贯穿于课堂教学、课外作业、课程实验、课程设计各个环节中，使学生们通过反复练习逐步到熟炼掌握单片机的开发，PROTEUS单片机仿真软件不仅仅是只能仿真51单片机，象AVR系列、PIC系列、ARM系列等等单片机均能进行仿真，扩大了学生的学习兴趣和视野。
6.单片机的创新实验
学院电子信息与控制工程系设置有创新实验室，是开放式的实验室，为全国挑战杯赛、全国或全区性的各种竞赛提供了实践基地。现在很多的电子竞赛项目都用到了单片机，参加比赛熟炼掌握单片机尤其重要，我们充分利用这个实践基地为广大学生服务，让广大学生充分参与到与单片机相关的电子制作，加强他们的实际动手操作能力，通过教师的指导及各年级各层次学生的传帮带，培养了一大批单片机应用能手，为各种比赛输送了大批种子队员，创新实验室深受学生欢迎。
7.结束语
单片机原理及应用对于电子相关类学生来说是一门重要的基础课程，单片机应用能力的高低直接影响着学生将来的就业，所以要非常重视单片机教学这方面的工作，我们不仅要抓好单片机的理论方面的教学工作，把基础打牢，同时实践教学也在加强，通过不同层次的实践教学，充分锻炼了学生的单片机应用能力，提高了单片机的知识水平，取得了较好的结果。
参考文献
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[2]曾智星.关于单片机虚拟教学课开发的控索[J].黑龙江科技信息，2006：148.
摘要：本文分析了以往单片机教学存在的问题，根据自己的教学经验提出了新的层次教学法，满足了不同能力层次学生的要求，提高了教学效果和学生实践动手能力。
关键词：单片机；教学法；层次式教学
中图分类号：G642 文献标识码：B
1单片机原理教学存在问题
1.1传统的课堂教学模式
传统的教学思路是按照教材的顺序，先讲单片机硬件基础知识，再讲指令系统和汇编语言程序的编制，最后讲接口技术和一个单片机应用实例。学生只有在课程学习的最后才接触到单片机的实际应用系统，而在此之前的学习由于学习目标不明确，学生会感到学习内容枯燥乏味，学习了也不知道怎么用，故而学习的兴趣不高。
1.2传统的课堂与实验教学模式
现在的单片机实验设备很完善，能操作的实验项目非常多，实验指导书对实验步骤、方法等规定得很详细，学生只能在固定的实验题目范围变更接线，最多是在本程序内修改一下程序，动脑和动手的机会极少。实验内容充其量就是主要是验证书本上的原理，表面上学生很好地完成了实验，实际上助长了学生的依赖性，无法发挥学生的想象力和主观能动性，从某种程度上禁锢了学生的思路，扼杀了学生孕育创新意识，忽略工程设计方面的训练，缺少文献资料查阅能力的训练，缺乏对新器件、新电路应用的认识，对单片机在工程中的应用更是一知半解，这个问题在毕业设计环节中反映更强烈。
实验教学缺乏完善的考核机制，实验教学内容往往随教师的喜好而定，且实验考核方法不完善，“重知识、轻能力、重记忆、轻创新、重理论、轻操作”的考核模式普遍存在，从一定程度上助长了学生普遍不重视实际应用的不良风气。
2课程层次式教学改革
单片机原理及应用是一硬件设计和软件编程相结合的实践性强的课程，硬件是应用基础，但功能实现又离不开软件，只有硬件和软件都掌握了才能应用，针对单片机课程这个特点，笔者结合多年的教学经验，对单片机教学提出层次式教学方法。所谓层次式就是根据单片机课程特点，以人的认知规律为主线，把教学内容分为学习单片机基本知识和功能结构、熟练掌握基本功能应用和单片机系统应用等阶段方法来学习以及考核办法。实施分层教学法首先要根据学生的实际情况、教学目标以及教学学时来合理的确定这几个授课阶段的学时数。我们可以把单片机教学的层次阶段概括为“学”、“练”、“用”以及“考”四个层次。
2.1学――学习单片机基本功能结构和指令系统
这个层次内容包括单片机基本知识、硬件结构、指令系统、编程技术、汇编的编辑调试等几大块的内容。教学原则可在老师指导下学习最起码的基础，先学“一知半解”，不求多，不求快 ，也不求“全面”，更不求“系统”。以老师的教授为主，让学生感性认识、熟悉为目的，同时在教学过程中也要采取教学技巧。
(1) 上好第一堂课
兴趣是最好的老师，如何让学生对“单片机原理与应用”课程学习感兴趣第一次课精彩的开场白尤其重要。最好的方法就是现场演示，例如演示预先编好“跑马灯控制”，先用PowerPoint演示该控制程序的硬件结构原理图、程序清单等，然后现场把源程序经Keil C编译成Hex文件，通过刻录器刻录到芯片AT80C51中，通过面包板把石英晶体和电容连接到AT80C51芯片引脚XTAL1、XTAL2以及RST上就构成了单片机的最小系统，通过P1口连接上8个LED，加上5V的电源(可通过干电池提供)确定无误后，就可以看到结果了。整个过程只花10分钟的时间，但却让学生了解这门课是与实际应用紧密结合的，并且初步了解单片机的开发过程，接着介绍单片机控制系统在工业、农业、国防等生产生活领域的应用，向学生交代课程的主要内容和教学目的，使学生对单片机系统有一个深刻的感性认识，提高学生的学习兴趣，为学好本门课程奠定坚实的基础。
(2) 实物教学法
在教学过程中，讲授的理论是抽象的，最好让学生看实物，一边观察实物一边学习，把理论体现到实物上去，例如讲芯片引脚时，让学生看看芯片80C51实物，针对实物讲引脚的功能、结构、使用方法等；在讲到单片机的定时计数、串行通信等功能时列举一些学生们平时能够见到的仪器设备，如在物理实验中用到的数字毫秒计时器、数字信号发生器等，以增加学生对单片机应用的感性认识，引发学生求知探索的强烈欲望。
(3) 指令讲授技巧记忆法
指令是程序编写的基础，如何让学生熟悉掌握MCS-51的111条指令，在按功能分为成的五类指令里，根据其功能，抓住其源、目的操作数的不同组合，再辅之以下面的教授方法，是完全能记住的。
① 指令图示讲授记忆法
图示记忆法是把操作功能相同或相似、但其操作数不同的指令，用图形和箭头将目的、源操作数的关系表示出来的一种记忆方法。例如：由助记符MOV、MOVX、MOVC组成的送数组指令，可以用图1、图2、图3表示。
② 英文还原讲授记忆法。
单片机的操作码助记符是该指令功能的英文缩写，有些指令容易混淆，可将缩写还原成英语原文，再对照汉语有助于理解其助记符含义，从而加强记忆。例如：短转移(SJMP)
Short Jump；长转移(LJMP)Long jump；比较转移(CJNE)Compare
Jump Not Equality；绝对转移(AJMP)Absolute jump；交换(XCH)Exchange；左环移(RL)Rotate Left；进位左环移(RLC)
Rotate Left Carry；右环移(RR)Rotate Right；进位右环移(RRC)Rotate Right Rarry。
③ 口诀记忆法
对于有些指令，我们可以把相关的功能用精练的语言编成一句话来记忆。如PUSH direct和POP direct这两条指令。初学者常常分不清堆栈SP的变化情况，为此编成这样一句话：(SP的内容)加1(direct的内容)再入栈，(SP的内容)弹出(到direct单元)SP才减1。又如乘法指令中积的存放，除法指令中被除数和除数以及商的存放，都可以编成口诀记忆如下：
MULAB高位积(存于)B，低位积(存于)A；DIV ABA除以B，商(存于)A余(下)B。
总之，在讲授单片机的指令系统时，充分运用技巧，寓指令于例子当中，可以将单片机实验中的实例穿插在指令系统中介绍，并注意实例中涉及的指令尽量使用已教过的指令，让学生尽快熟悉掌握这些指令。
(4) 模拟仿真教学法
在指令学习过程中，先用软件进行程序运行模拟仿真，让学生看到指令执行的真实效果，更确切地体会到每一条指令执行时的内部过程，这样学生学指令轻松了，就激起了学习兴趣，学习汇编指令时不再枯燥无味。与此同时，尽可能让学生逐渐熟悉汇编程序编写调试的方法、技巧等。同时教导学生多读书上的例题和别人编写的程序，自己再结合实际初步编写一些程序。
2.2练――单片机基本功能应用练习
“练”这个层次主要是对单片机熟练掌握各功能模块应用，包括基本输入输出应用、定时器应用、中断应用、串行口应用、并行口扩展应用、A/D、D/A应用等，同时加强编程能力。在这个层次倡导实验教学为主，课堂教学为辅的教学指导思想，同时加大实验室开放力度，保证学生实验时间。具体来说，就是以学生实验为主，教师主要任务就是针对每个功能选择、设计实例，同时把实例分解成若干个任务，针对每个任务细分为具体的教学知识点，以深入理解第一个层次学习的各知识点，通过对知识点的深入理解，再独立完成每个任务所需的实验项目来达到教学目的。所以教师在设计教学实例时，遵循由浅入深，由易到难的原则，可设计/选择三种层次的实验项目：
① 验证性实验，用来验证每一个功能模块的工作原理，在设计时一般较简单，功能单一，就是用来加深对知识点的理解，并不断反复修改实现不同功能要求，以提高基本运用和基础编程能力。
② 综合性实验，多个功能模块综合使用，程序较复杂，使编成能力和运用能力进一步提高。
③ 创新性实验，要求学生学会查阅参考资料、独立设计实验的硬件电路和程序，并对软件进行调试的能力。
同时要正确地引导学生从已熟知的内容入手，不断增强自信心、慢慢的把所学的知识有效地形成一个方向明确、思实验路清晰、具有内在联系的问题链。
2.3用――单片机的应用实践
这个层次主要是把单片机分散、独立的知识融会贯通，集中应用到具体系统中去，培养学生单片机的实际综合开发能力，通常以课程设计的形式体现。在设计之前只为学生作简单的提示，主要靠学生自己去摸索，学会查阅参考资料，自己决定采用什么方案、如何选用芯片、如何组织器件、如何编程实现等，并对软硬件进行联机调试、指标测试。在调试过程中，学生学会自己动手分析结果，解决实验中出现的问题，在解决问题的过程中进一步加深对单片机应用系统软硬件设计的理解，提高学生独立学习的能力，增强学生的自信心。当课题完成后，还要求学生写出课程设计报告，使课程设计的过程与毕业设计相似，使学生了解完成一个课题的全过程。这样的课程设计不仅提高了学生的综合设计能力，而且培养了学生严谨的科学态度，为他们今后进一步的学习和深造打下了基础。实践证明在完成课程设计后，学生的设计能力和实际动手能力普遍提高了。
2.4考――单片机教学的考核
为了强化学生的动手能力和应用能力，对课程的考核成绩采用结构化成绩，由3部分组成:主卷成绩(期终理论笔试)占40%，副卷成绩占30%，平时实验成绩30%组成，创新、论文等作另外加分。
平时实验成绩主要由出勤率、实验态度、实验动手能力、实验成功率和实验报告成绩等内容组成。实验报告成绩依据学生实验记录、实验内容完成情况及实验报告质量等组成。
副卷成绩主要包括课程设计成绩和实验考核成绩。课程设计成绩主要是考查学生在知识运用上表现出来的独立设计和综合分析能力以及解决问题的能力，要求学生重视平时知识的积累、能力的培养和树立严谨的科学态度。实验考核要求学生现场抽题完成，允许学生带教材、作业本和辅导书参加考试，但不能讨论，在规定时间内完成一个较为简单的设计性实验，并且现场完成实验报告。教师根据实验结果现场给予评分，旨在考查学生的理论基础和应用知识的能力。
加分项用于鼓励和培养学生创新精神。当学生有所创新、有不同于其他同学的设计功能、程序部分涉及教学以外的知识、协助老师完成科研成果、发表相关的论文时，教师酌情加分。新的考核方式更注重实践能力的培养。
3结束语
经过几年实践证明，这种教学方法能满足不同能力的学生的需求，逐步改变了学生对单片机技术畏惧的态度，从下手到自行开发出实验产品，这都是加强教学改革的结果。本教学方法符合我校提出的加强学生的实践能力，培养“应用型、开发型”人才为目标，开拓学生出口(就业)。当然在教学改革中仍然有大量的工作要做，还有许多课题有待进一步探索、完善。
参 考 文 献
[1] 肖洪兵,胡辉,郭速学. 跟我学单片机[M]. 北京航空航天大学出版社,2002.
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关键词：单片机；Proteus仿真；C51语言；虚拟实验室；创新培养
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0123-02
An Exploration on the Teaching of the SCM Course
YU Lei， LIU Huai-yu
（Huaibei Normal University， Huaibei 235000， China）
Abstract： For the existing problems in teaching of SCM（single chip microcomputer） course and the need for innovative personnel training， some ideas and plans in Theory Teaching and Experiment Teaching are given. To establish teaching system of SCM， it takes the interest as the guide and the design as the main line， with the combination of theory and experiment for the purpose， it also takes the training of innovative ability and practical ability as the target.The result shows that it improves the students' professional ability and innovation ability with the new teaching system.
Key words： SCM； Proteus simulation； C51 language； virtual lab； innovative training
《单片机原理与应用》是高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、电气控制等专业所开设的一门必修课。该课程综合性、实践性以及应用性都很强，不仅要求学生掌握单片机及其相关知识，还要求学生具有单片机应用系统设计的能力，对培养学生的实践动手能力和创新能力具有重要的意义。然而，既让学生掌握基础知识，又让学生尽快地掌握设计技巧，这无疑是对学生能力和耐心的一个挑战，在实际的教学过程中，一些学生反映该课程比较抽象难懂，从而导致部分学生“遇难而止”，失去了学习单片机的激情和兴趣。
针对这个问题，我们从单片机理论教学和单片机实验教学两个方面进行了一些探索，这对学生的学习兴趣和实践动手能力有了很大的提高。
1 单片机理论教学
理论教学是获取专业知识的基础和主要途径，良好的教学氛围不仅能使同学们轻松地掌握理论知识，还能提高同学们的学习兴趣。
1.1 抓住学生的好奇心
好奇心往往是兴趣培养的动力源泉，抓住学生的好奇心在提高学习兴趣方面至关重要。如我在上第一节课时，没有去过分地强调什么是单片机，学好单片机有什么好处等，而是告诉同学们今天给他们带来一个非常有趣的玩具，然后直接拿了我们自己设计的一款循迹小车，并让某位同学在地上随意画出的一条路径，通过观察一下小车的运行情况，让同学们发挥想象力，猜想一下小车怎么知道行驶路线、怎么进行方向控制等，最后告诉他们“这都是由我们将要学习的单片机进行控制的”。这样就一下子吸引了学生的眼光，也激发了学习和探索单片机的兴趣。
1.2 “虚拟实验室”式的课堂教学
《单片机原理与应用》不仅需要熟悉硬件电路的设计和结构，还要掌握软件编程方法和技巧，一段程序对不对，到底在控制方面起不起作用，那要结合软硬件一起来进行调试，为此，我们将“虚拟实验室”搬进了课堂。“虚拟实验室”由Proteus和Keil C51软件组成，其中，Proteus提供了丰富的模拟和数字器件模型，可以完整地仿真51系列单片机及其相连的模拟和数字电路，充当了实验室里开发板的角色；而Keil C51软件是一个51系列单片机软件开发平台，采用C51语言进行编程，在调试程序和仿真等方面有很强的功能。采用Proteus和Keil C51软件相结合，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化、具体化，更容易让人接受。
1.3 “找茬”互动教学
通过Proteus画出硬件电路图，将Keil C51软件编写程序写进去，演示一下正确的结果，如果仅仅如此，那么久而久之学生也会感到乏味，因此一定要在教学的过程中制造一点“麻烦”，让同学们来“找茬”。如在讲到单片机P0-P3口时，为了强调“P0口做I/O时必须外加上拉电阻”这个知识点，在Proteus画P0控制LED电路图时，故意不加上拉电阻，结果发现P0引脚变灰色，LED不亮，然后再试一试其他端口，LED却可以点亮，让学生找出哪地方出现了问题，怎么去修改，P0口和其他端口有什么区别等。这样就会加深学生的印象，无形中牢牢掌握了该知识点，这要比“强调-强调-再强调”有效地多。同样的方法也可以用在Keil C51软件编程中。
2 单片机实验教学
理论教学和实验教学是紧密结合的，单片机实验教学对于培养学生的动手能力和创新意识有着十分重要的作用。
2.1 验证与设计相结合
验证型实验并不是简简单单地验证一下结果正确与否，而是通过实验来发现问题并寻求解决问题的方法，从而巩固和提高所学的知识。然而，目前的单片机实验大多数以验证为主，实验内容比较单一，实验本身没有太大的创造性，对学生的设计能力要求不高，学生只需在实验箱上连接几条线，编写或修改一段简单的实验程序就可以完成，这样学生只知道怎么做，根本不知道自己为什么要这么做，严重束缚了学生的想象力和创造力。因此，必须通过设计型实验来弥补其中的不足。实验课上由被动转为主动， 不再是依葫芦画瓢。
如在讲到“中断”时，除了让同学们验证一下单片机5个中断源的设置和工作原理外，可以让他们设计一款简单的频率计或是数字钟，这样就可以将中断、数码管动态扫描、按键扫描等综合应用到一起，为单片机系统的设计打下了良好的基础。
2.2 命题和自命题相结合
在设计型实验中，也要采用命题和自命题相结合的方式。先以命题形式出现，由老师出题，这样题目涵盖面比较广，可以全面考查到各个知识点，如上面提到的数字钟的设计。自命题型实验是让一组学生根据自己的兴趣和爱好，自己出题目，一般只注重开发的过程，而不重视最终的结果，因为有可能部分学生出的题目过难而最终无法实现。对于无法完成的小组，要找出原因，是硬件本身的缺陷，还是软件设计方面的不足，自己在命题时，忽略掉哪些因素等等。自命题型实验关键就是激发学生的创新思维，培养学生的团队意识，提高组织协调能力、发现问题和解决问题的能力。
从命题到自命题，从“让我做什么”到“我要做什么”，让学生体味一下两者的不同之处，在经过实战演习后，熟练掌握工程项目的开发流程，
3 结语
《单片机原理与应用》是一门软硬件综合、应用性比较强的课程，在整个的教学过程中，建立以兴趣为引导，以单片机系统的设计为主线，以理论和实验相结合为宗旨，以培养创新能力和实践能力为目标的单片机课程教学体系，运用多媒体技术和“虚拟实验室”软件等多种手段，由整体到具体、由简单到复杂、由模块到系统，循序渐进，加强学生动手操作能力和单片机系统开发能力的培养。经过教学改革，我校学生在全国大学生电子设计大赛、全国信息技术应用水平大赛等各项比赛中所取得了良好的成绩，对提高学生的专业知识水平和创新能力方面具有明显的优势。
参考文献：
[1] 胡敬朋， 王聪. 单片机项目教学研究及实践[J]. 电气电子教学学报， 2009， 31（5）： 82-84.
[2] 唐炜. 基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J]. 实验室研究与探索， 2010，29（5） ：130-132.
关键词：教学改革；实验教学；实践教学
【中国分类法】：G420
0引言
传统的单片机教学采取先基础后应用的模式，即先讲授单片机的硬件结构，再讲指令、编程、系统扩展和各种器件的应用，最后讲一些实例，按照这种教学结构，往往使学员感觉枯燥无味，学习兴趣不浓，有的学员甚者认为单片机用处不大，体会不到单片机在实际应用中的重要作用。怎样才能激发学员对单片机课程的兴趣和积极性呢？我认为单片机理论知识教学中应紧密联系实际，使抽象知识形象化，同时在教学手段上也要进行改革，如在实践教学中采用在实验室上课的方式，通过课程设计和毕业设计的教学实施来提高学员对单片机的应用能力。
1 教学方法的改进
在课堂教学中，利用多媒体作为教学的辅助手段，与传统的教学手段相结合。对于需了解的内容，采用多媒体教学可以提供更多的教学内容，对于需要理解和掌握的内容，则采用传统教学和多媒体教学相结合的方式。因多媒体教学只能在形象上方便学员的认识与理解，不能代替课堂上理论和概念上的训练过程，所以教学中采用两种方法相结合的教学方式，通过发挥其各自的优势，是提高教学质量的好方法。
在理论知识教学中紧密联系实际，使抽象知识形象化。如可以这样介绍单片机中的“堆栈”：如在仓库里存放货物时，最先存放进去的货物总是最后才能取出，反之最后存进去的货物总是最先取出，这种存取货物的规则就是“先进后出，后进先出”，在单片机中把这种存放数据的操作为“堆栈”。为什么要这样存放数据呢？当存放一批数据时，通过堆栈定义可知用户只需知道第一个数据的地址单元即可，简化了数据存放操作。那么堆栈位于单片中的哪个区域？在单片机中采取用户根据需要自己确定堆栈区域，即通过设定堆栈指针sp的值来实现，如sp的值等于66H，即堆栈指针指向66H单元？在51单片机中，sp所指位置并非就是数据存放位置，而是数据存放的前一个位置，如指针指向66H单元，那么第一数据的位置是67H单元，而不是66H单元，为什么会这样？教员可在讲堆栈命令时再详细的将其原因。介绍单片机理论知识时引入生活中的实例，可使学员把难想象、难理解的内容变得易于理解。
2 在实验室现场教学
实验课是强化锻炼学员实际动手能力的重要手段，可巩固对理论知识的理解，让学员在实验中体会到单片机应用的重要性。如在讲解单片机的结构和应用时，可选择在实验室讲课，通过单片机实物和各种实际单片机系统，加深学员对单片机的内部结构、外部结构及其应用的感性认识；讲解繁多的指令时，可以利用多媒体讲述指令及相关的编程技巧，让学员熟悉指令的功能与基本用法；指令的执行情况和执行结果不好理解，到实验室可以熟悉编程软件，另一方面可以初步了解指令的运行方式且能够对自己编写的程序进行初步验证；可以激发学员的兴趣、增强感性认识、开阔学员的想象力，有利于对知识的理解。在实验教学中，教员的指导作用主要体现在工作方法和思维方法的引导上，通过实验使学员对单片机有较为深入的认识，让学员充分体会到单片机应用领域是十分广阔的，拓宽学员视野。
实验室现场教学法可以弥补多媒体教学的不足，两种方法相互结合，发挥各自的优势，能最大的提高教学效果。
3 增大实践教学环节
学员在教员的指导下进行课程设计，通过学员独立完成课题达到对学员的综合性训练。在设计中既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能，在设计中可以使学员对所学的内容的掌握逐层递进、逐渐深入，最终达到融会贯通，有利于培养学员运用课程中所学的理论知识独立分析、解决实际问题的能力。
在课程设计中，教员的指导作用也是主要体现在工作方法和思维方法的引导上，应以学员为主体，充分发挥其自主性和创造性，达到培养学员创新能力的目的。
4 结语
在教学中把一些典型的例子引入课堂，使学员更容易理解所学的知识，增强学员的学习兴趣，促进学员学习的自觉性和主动性，使学员能够感受到主体地位，就能更好的发挥学员的主观能动性并激发他们强烈的求知欲；此外加强实践环节的教学，比如实验、课程设计和毕业设计，这种将灵活的授课方式融于教学之中，有利于培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力和独立思考能力。
参考文献：
（长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022）
摘要：“单片机原理及应用”课程理论与实践联系紧密，学生通过实践才能打下坚实的基础。本文对目前本课程教学现状及影响大学生学习主观能动性的因素进行了阐述，并探讨了加强本课程实践教学的可行方法。
关键词 ：单片机原理；应用；主观能动性；实践教学
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）08—0055—02
收稿日期：2014—04—16
作者简介：王红平（1976— ），女，内蒙古包头人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
高艺（1968— ），女，吉林长春人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。长春理工大学机电工程学院，教授，博士，研究方向：机械电子工程。
“单片机原理及应用”课程是工科本科生的一门专业技术基础课，其最大特点是理论与实践联系紧密，突出应用。通过很强的实践动手能力的培养，为今后从事生产第一线的技术和管理工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。［1］
作者结合本学院学生学习“单片机原理及应用”课程的实际情况，探讨学生在“单片机原理及应用”课程中如何发挥主观能动性，系统深入地研究提高学生参与课程的主观能动性的教学方法，尤其是在实验及课程设计中提高学生主观能动性的教学方法。［2］
一、学校课程教学的现状
目前，老师教授该门课程采取板书辅助多媒体的授课方式。由于本课程具有抽象性，使许多学生对这门课程存在恐惧心理。对单片机课程抽象知识点的讲解仅仅通过教师的嘴和笔无法达到准确和生动描述的效果；而实验内容多年一成不变，且实验以验证性实验居多，自主性实验很少，导致学生实验课程的学习变成走马观花的状态。［3］
在单片机课程的学生能力评估方面，基本仍然采用常规的课程评价方式，即课堂出勤方式、作业以及闭卷考试综合评定。这种评定体系并没有考虑该门课程实践环节的重要性，使学生掌握知识时偏向于理论的死记硬背之中，而忽略了真正的动手实践能力，使本来就惧怕这门课程的学生无的放矢，更加不愿意去接触真正有意义的实践学习，这样就培养出一批批手高眼低的工科学生。
二、影响大学生学习主观能动性的因素
（一）缺乏学习的主动性
“单片机原理及应用”这门课程不像其他课程具有细致且清晰的思路以及逻辑推理, 其抽象的软硬件内部结构、超强的实用性要求时刻考验着学生。这就要求学生有知难而进的进取精神，表现积极的学习态度。但大多数学生没有掌握该门课程的学习方法，不懂得利用充分实践的方法去理解和掌握，结果产生了恐惧心理和畏难情绪。
（二）教师及教学资源的质和量
课程教授包括教师和教学内容两个方面。教师要有很强的责任心，教授的内容要保证满足大纲要求，使学生在有限的学时中最大限度地获取知识。
就目前而言，本校单片机理论课时仅有32学时，实践课时为16学时，这就产生了课程信息量大与课时少的矛盾。因此，课堂教学信息量的增加是一个必然趋势。“单片机原理及应用”这门课程如若采用板书为主的传统授课方式固然能使学生在接收知识点时随着教师的板书有更多的思考时间，但也不可避免地使授课信息量减少；如果采用多媒体方式，知识量增加了，但学生程度不同，又不能保证所有学生能及时理解所学知识。［4］
（三）实验教学环节薄弱
对于实践性很强的单片机课程，实验环节尤为重要。实验环节的教学质量受到多方面因素的影响。首先，实验设备能否满足实验教学内容。本校单片机课程实验经历多年的更新换代，目前采用较为适用的教学实验设备，能够实现仿真与实际相结合。除了实验设备之外，还有诸多细节方面的问题,如实验教师的引导是否负责、到位？实验课前的预习是否能够完成？实验内容的安排是否合理？如果实验前的准备学习被忽略,学生便难以顺利完成实验，而教师安排的实验难度、具体教授方法不当，学生也难以顺利地进入实践学习之中。这样，学生就会对实验产生厌烦心理，难以获得良好的学习效果。
三、实践教学的改革探索
（一）将学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终
学习兴趣是学习课程的最好动力。激发学生对本门课程的学习兴趣是学好课程的首要前提。由于课程中抽象的知识时刻考验着学生, 使学生产生畏难情绪，这就要求教师不断地借鉴和学习更好的教学方法，同时，结合自身教学特点，加强教学与实践环节的结合，从而将学生学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终。
例如，对于抽象知识点的讲解, 在多媒体形式的表达和演绎中，穿插易于理解的分解动画视频，模仿单片机软件执行中的运行过程，能够帮助学生很好地理解；同时，可以将难以理解的知识点进行拆分，要求学生在课后通过查资料进行总结，并利用每堂课10分钟的时间让学生轮流讨论，验证自身实践学习的情况，并作为一种考核机制；同时，对与之相关的实验内容，提前提供给学生相关的仿真软件，通过降低难度，让学生在个人电脑上进行程序的初步设计和模拟仿真，先从自身的探索实践中找到乐趣，增强信心，再在真正的实验中结合硬件系统加大难度。通过这样的知识点分解方式学习，学生会更有信心学好这门课程。
（二）改变实践教学策略
在实践教学中要体现学生为主体，教师为主导的特点，教师可依据教学大纲设计实验教学内容，提前提出若干不同的实验主题，让学生自发提出若干相关主题的各种任务，然后师生互相交流信息，再由教师最终布置与之相关的若干接近实际生活的实验任务，让学生依据自己提出的待解决任务完成相关实验，这样就充分发挥了学生的自主性。而且通过采集任务的方式，学生也能够从中了解单片机知识点的应用，进一步构建和丰富自己的知识体系。同时也避免了由于同一个实验内容面对班级内的所有同学而对部分学生探究知识的主动性的限制，也避免了某些学生可能的“浑水摸鱼”。［5］
（三）结合实际确定课程设计内容
若让学生真正掌握实践性强的课程，就需要与实际生产生活相联系，因此，单片机的学习仅仅通过实验的实践是不够的，还需要学生进行亲身实践，也就是必须经过硬件电路及其电路板的绘制、焊接元器件、程序编制、仿真调试等实践过程，才能真正掌握单片机的理论知识和应用技能。
目前，大部分单片机的课程设计是教师设置与实际接近的难度适宜的课题，学生根据自己的能力和爱好选取其一，但完成内容仍局限于电路原理图的绘制，进展较好的也不过是采用仿真软件进行模拟调试，距离真正的设计还有一定距离。为提高单片机课程设计质量，并测试学生在有限的课程设计时间内的接受能力，本校单片机课程设计以大珩班为对象，分成3~5人的设计小组，进行了难度适宜的课题设计。最后，学生均完成了设计内容，并上交了实物成品，感到受益匪浅。可见，单片机课程设计在教师指导下，完成从资料收集到软硬件设计与调试、PCB 电路板设计、仿真调试等过程是切实可行的。
（四）新型考核机制——“实验—课程设计—成果比赛”一体化
传统课程的考核方式并没有过多地体现实践的重要性，仍以理论考核为主，这与本课程的特点不符。为加强实践环节的考核，可以加大实验成绩在总成绩中的比重，使课程总成绩包括平时成绩、实验成绩、期末成绩。目前，本校平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%，期末成绩占总成绩的70%。这种考核已经加入了实践环节，但比重仍然过低。今后将进一步加强实践环节的比重，并对各个部分的考核分布进一步细化。
［
参考文献］
［1］杨杰，王晓初，王晓红.单片机课程教学的实践与探讨［J］.广东工业大学学报，2009（9）.
［2］ 邵留，江敏，李娟英.浅谈高等教育中学生学习的“主观能动性”［J］.中国校外教育，2011（2）.
［3］徐德勇.探讨通过单片机实验培养学生的能力［J］.电脑知识与技术，2009（5）.
关键词：单片机；电子时钟；设计原理
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-01
自动化单片机也就是自动化单片微型计算机，这种计算机是集合了CPU、定时器、和多接口于一体的微型控制机器，这种机器的体积小、功能强，广泛地应用与人们生活领域的各个方面。这种设备自发明之初就成为了人们最常使用的器械。但是随着科学技术水平的不断发展和进步，自动化的时钟应用范围也越来越广，人们对于这种仪器的精密度要求也就越来越高，这就要求了人们在日常生活生产中设计出更加精密的仪器以满足人们需要，改善市场当中自动化仪器需求和供应部匹配的情况。
一、电气自动化单片机的主要结构设计
自动化单片机主要是能够将控制应用程序的主要基本构件都集中在一个有限的集成芯片上，按照自动化单片的功能性进行划分，这些功能部件主要是由系统处理器、数据存储器、程序控制器、串行口、定时器和计数器以及几个特定的功能存储器共同组成的。这些设备通过片内的单一总线路与各个部分连接而成，单片机的基础结构是由中心内部系统处理器和主要控制器构成的，对其他各部件的控制是通过功能寄存器来实现的。
控制器的主要工作是实现对其他各个部分进行控制，控制器通过任务指令的识别，同时根据指令对各部分功能部件进行控制，保证单片机各部分能够正常顺利的进行工作。单片机通过控制器来进行对各个部分进行控制，控制器对指令进行识别，同时对指令进行控制盒传达，通过传达的指令来实现对各个部件进行控制，从而保证各个部分单片机的功能部件能够顺利工作。单片机通过控制器的控制进行指令执行，首先从存储器中提出指令然后通过编码器中进行编号，接着讲编码结果传送到逻辑电路当中，通过逻辑电路产生的各种定时信号和其他类型的控制信号传送到控制部件上。这就是整个控制命令的进行过侧灰姑娘，执行程序不断执行这一步骤实现对设备的控制。控制器主要包括了程序技术设备、存储设备、寄存设备、指令编码器以及条件逻辑电路控制设备等。
二、电气自动化单片机的应用领域及硬件设计方案
自动化单片机的应用领域主要在这样几个方面：
首先是职能仪表设备，通过自动化单片机实现对传统的数字仪表的测量实现数字化和智能化进行转变，如近几年出现的压力仪表、流量仪表以及电能仪表等设备。还有其他的测控类设备，各种单片机可以通过模拟数字信号的方式来实现在工业生产过程中的工业控制盒数据采集等工作。
其次是电能变换上，自动化单片机可以进行变频来实现对电路的控制。通信部分同样可以采用自动化单片机来进行通信模块和器材的开发。
最后是机电类产品以及数字智能化家电的数据接口，这些机电产品通过单片机的监测取代了传统机械设备的监测，实现了智能化控制，极大地提高了机电产品使用的可靠性，增强了产品的功能实用性。特别是在进行数据传输的过程中，用单片机可以实现外部设备和控制系统的通信。
在用扬声器进行时钟电路设计的过程中使用了单片机的机芯进行电路控制，这种单片机的电路控制省略了很多比较复杂的过程，使得整个电路变得清晰易懂，通过键盘就可以直接对时钟上的时间进行调整和提醒，同时通过使用C语言来进行时钟的显示，使得整个编程工作变得更加容易，使得整个工作过程通过键盘、芯片、扬声器和显示屏就可以完成程序设计的要求。各个部件功能的时间最终要通过数码设备上显示出来，单片机的信号输出要依靠电脉冲信号来实现各部分的正常工作。同时为了能够保证时钟的时间保持标准，这就需要了在进行控制的过程中保持电路的全时段校对，通过键盘来修改数码管上的时间。
整个系统设计通过C语言实现控制和完成，使用单片机进行控制的过程中要保证单位明确和进制的控制，数据处理结果直接送由显示器进行显示，显示器发生误差的时候通过电路进行直接矫正。在各个功能键的控制上可以通过数字键进行设置和调整，切换键是切换表的工作模式，同时也可以实现秒表的暂停、时间复位、清零以及闹钟归零。
三、电气自动化单片机的设计结果分析
自动化单片机设计的时钟是通过Protues模拟数据进行调整和仿真，基本上可以实现课程要求的基本功能。硬件部分设置了六个键盘。每个键盘都有自身的功能，按键一是秒表控制，秒表计时开始；按键六是秒表暂停；按键四是进行时间复位和秒表清零；按键二能够进入调分状态，每按以此加一分，连按住三次进行调整时间状态，按键五是进入闹铃的设置功能，然后按下按键二和三进入小时和分钟的设置，然后再按四来进行显示时间的恢复，当显示的时间和定时实践一致的时候蜂鸣器会发出声音，声音的持续时间为十秒。除此之外，闹铃电路还有音乐扩展功能，即通过将蜂鸣器转化为扬声器然后加载音乐就可以实现，在调试的过程中常会出现一些问题，比如小时没有完全实现24小时制，只是有达到29小时才能进行归零，分钟在达到59分钟时无法实现进位，职能在分钟显示为六十的时候才能实现进位。不过最近通过软件进行不断调试使得这些问题得到了有效的解决，达到了预定的工作目标，但是因为时间不够充裕，就无法实现部分扩展功能的实现，比如音乐闹铃中音乐设备的加载等功能。
四、结束语
综上所述，随着自动化单片机的使用性能要求不断的提高，我们就要在单片机设计工作过程中不断弥补设计上的不足，通过结合各种控制领域的各个发展优势，单片机将拥有更加广阔的使用空间，而且在未来很长的一段时间内，都将成为工程设计工作人员的首选控制设备，这就给自动化单片设备提供了广阔的市场和发展空间，同时也给单片机的设计提供了更多的动力。我们也相信在未来的发展过程中将会出现更加高效和智能化的自动单片机设备。
参考文献：
[1]李叶紫，王喜斌，胡辉.MCS_51单片机应用教程[M].北京：清华大学出版社，2013.
关键词：卓越工程师；创新实践；单片微机原理与接口技术
作者简介：孙冬梅（1975-），女，安徽合肥人，南京工业大学自动化与电气工程学院，副教授；张广明（1965-），男，江苏江都人，南京工业大学自动化与电气工程学院，教授。（江苏?南京?210009）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0047-03
“单片微机原理与接口技术”是工科院校自动控制、工业自动化、测控技术与仪器、电气技术、电力系统及其自动化、自动化仪表等自动化类专业学生必修的一门专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。目前在很多学校都进行与本课程相关的精品课程建设，但是也有一些学校由于师资力量缺乏等原因，授课点分散，没有进行合理的建设。
2010年，教育部启动“卓越工程师教育培养计划”。南京工业大学（以下简称“我校”）作为首批批准的高校之一，也展开了相应的工作。2011年教育部党组4月25日发出关于教育战线学习贯彻总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上重要讲话精神的通知，向各高校提出了“全面提高高等教育质量”的要求，其中强调要强化实践教育环节，引导学生在投身实践中不断提高实践能力和创新能力。
为响应国家号召，适应学校应用型卓越工程师培养要求，本文以南京工业大学（以下简称“我校”）自动化与电气工程学院为例，介绍了以院级平台课程建设为形式，以整合并有效利用资源和培养高素质优质人才为目的的平台课程建设方案，努力构建一个开放的、以学生为中心的、基于卓越工程师培养的综合平台。
一、课程现状和建设思路
目前我院本科专业4个，“单片微机原理与接口技术”课程共6个授课班，授课教师6人。分散在4个专业，没有统一的课程体系平台和合理的授课团队，无法评价授课效果和培养质量。
实践表明，课程建设与专业建设密不可分。课程建设要以优势专业建设为依托。“单片微机原理与接口技术”是一门理论性和技术性强、逻辑严谨、动态与静态结合、实验技能要求高及内容丰富的专业课程，与测控技术与仪器专业关系紧密，能够体现专业特色。课程建设的同时，进行测控专业建设，能够优化配置教学资源，实现教学改革与人才培养质量相互促进。
本平台课程建设依托我校自动化学院测控专业，转换单纯的课堂教学为系统的整体课程体系建设，整合资源为课程教学提供完整解决方案。运用集体的智慧和力量，从多方面、多角度进行细致规划、设计。具体工作有：建立院级课程体系，以体现先进的教育思想；整理教学内容，具有科学性、先进性，能够充分反映单片微机领域最新的学术和科技成果；广泛吸收先进的教学经验，通过学生创新训练和学科竞赛与社会发展需要相结合；创新教学方法，适应素质教育要求；改进教学手段，广泛应用现代教育技术；使用并相继开发一套比较完善的、立体化的系列精品教材和教学案例；采用科学的考核方法；建成高水平的、结构合理的教师梯队和科学现代的平台课程管理体系；能满足学生自主化学习、个性化学习需求。
二、平台课程建设方案
1.以兄弟院校精品课程为基础，有目的地进行建设
（1）学内容。授课大纲统一，教材统一采用张义和编著的《例说51单片机》。授课和实验的内容全部统一，电子教案统一，实验和实训指导书统一，授课用多媒体课件统一，试卷由统一的试题库管理系统随机抽取。
（2）努力打造教学成果。利用本课程实验室设备指导学生参与课外实践活动（如开放实验室项目、大学生课外学生科技作品、挑战杯等）。积极发表教改论文，申请教改项目。
（3）建立校级网络教学平台，集中和展示课程的数字资源。主要分为“课程建设、理论教学、实践教学、试题习题、参考资料”5个资源模块，其中“课程建设”包括教学大纲、电子教案、教师队伍、改革与研究等资料；“理论教学”包括往年和最新的电子课件，部分教学录像；“实践教学”包括实验教程和课件、工具软件等；“试题习题”包括大量的练习和思考题、往年试题和参考答案；“参考资料”包括相关知识和技巧专题讲座、电子元器件技术资料和一些网络资源等。
2.以打造精品课程为目的的课程资源建设方案
课程资源包括授课课件、试题库、考试体系、教学录像、实验教程等多种形式。而课程网站是课程资源的载体和体现形式，是构建课程体系的重要组成部分。课程网站要精心准备和后期的不断维护。首先应包含所有教学资料，如教学大纲、教学计划、教材、课件、教案、习题、模拟试题、实习实训项目、参考文献、学习指南等。其次，对重点章节及其难点详加注释说明，满足网络课程需要。最后，配以适当的图片、视频资料，方便学生自学。
3.基于卓越工程师教育的青年教师教学能力培养
卓越计划实施方案尤其强调师资的建设工作，特别是对青年教师的培养与培训。其中，青年教师的实践能力、工程教育能力是实施卓越计划的关键。
[关键词] 改革必要性、单片机、项目教学、教考分离
显示对应的拉丁字符的拼音
0引言
《单片机原理及应用》课程是一门理论与实践性均很强的学科，是工科电子类专业一门很重要的专业基础课，把汇编语言、微机接口、通信技术知识等综合在一起，属于技术性、工程性、实践性很强的一门课程[1]。该课程作为电子、通信、自动化等专业最重要的核心课程之一，它是“电子、通信、自动化”高素质复合技能型人才所需知识结构的载体，占据着相当重要的地位[2]。 然而，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，老师教得辛苦，教学效果也不好[3]。为了适应新形势下职业教育的培养目标，近年来，我一直致力于改革传统的教学模式研究，本文就单片机的教学改革作了一定的探索与创新构思。
1《单片机原理与应用》课程教学现状
传统的单片机教学，以单片机的结构为主线，先讲单片机的硬件结构，接着是指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和各种器件的应用，最后再讲一些实例。学生对课程内容理解不深，感觉枯燥无味，从而产生厌学的心理，教学效果往往并不理想。实践教学主要采用验证性实验，学生通过VM，Keil uVision等仿真软件机械的输入抄袭来的程序，验证硬件上结果，其实践能力和创新能力都不可能得到有效的提高，也不能完成实践教学的最终目标。
2《单片机原理与应用》课程教学改革的具体措施
2.1教学内容的改革
教学内容的改革主要是在现有教材的基础上适当增加单片机软件开发平台Keil uVision的内容，同时对当前流行的单片机仿真软件Proteus也应该增加一定的介绍[4]，这样做到学以致用，从而增强学生的学习兴趣。
汇编语言具有精简、高效及实时控制的特点，成为单片机开发的主要工具，但是汇编语言程序的代码可读性差、移植性不好，也是学生不能深入掌握单片机编程的重要原因[5] 。而Keil uVision开发平台由于支持C语言开发、提供良好的集成开发环境、支持的单片机厂商众多等因素得到了广泛应用，成为当前最流行的单片机应用系统开发工具[6]。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用，从而大大的提高了工作效率和项目开发周期，它还能嵌入汇编，可以在关键的位置插入汇编程序，使程序达到接近于汇编的工作效率。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
在课堂上，教师可以通过Protel软件绘制电路原理图，用Proteus软件绘制出仿真电路图，用WAVE软件或Keil软件输入程序并编译程序，然后对程序和电路进行仿真调试运行，这样学生在课堂上通过教师直观的演示就能掌握单片机应用电路的搭建，还熟悉了仿真软件的使用及程序的调试方法，加深了学生的印象。
2.2教学方法的改革
在我的实际工作经验中，我发现在讲解指令时，学生经常通过死记硬背的方式记住指令，但在实际运用中又发现自己背下来的指令成了乱码，不知道在什么时候用什么指令，还有一些学生能读懂程序的意思，但当自己写程序时就不知从何下手了，针对这种情况,教师可以通过“项目模块引导”的教学方式，在讲解项目的过程中引出指令的使用方法，这样学生可以在实践中学会蕴含其中的抽象理论，自主的构建学习内容。学习了指令后，教师应该就所学的指令给学生布置由易到难的程序编写任务，便于学生记忆也激发了他们学习单片机的兴趣，使学生在从知识到技术的转化过程中不断学习知识、巩固知识、应用知识，大大缩短了从学到用之间的距离。
在理论教学中，实行多媒体教学、网络教学和课堂教学相结合的教学模式，应用MCS—51仿真软件直接在课堂上对程序进行调试、演示与理论配套的相关器件（如芯片、数码管、按键等）等。基本的重要的概念反复强调，贯穿整个教学活动。在实践教学中，教师要对学生实验过程中的重点、难点、关键点、及学生操作过程中存在的问题进行实时点评。并要求学生在实验任务电路和程序的基础上，进行适当修改，培养其独立进行电路和程序的设计能力。课余时间要求学生对实验任务进行印制电路板设计制作，并将任务程序下载到单片机中，实现任务功能。
2.3改革考核方式培养创造性思维
目前，单片机课程的考核常常是平时成绩与考试成绩各占一定的百分比，实验成绩计入平时成绩，期终考试重点考核理论知识，通常采用闭卷笔试的形式。学生经常是在考试前两周死记硬背知识原理，考试结束后就忘得一干二净了。这种考核方式既不能很好地反映出单片机课程实践性强的特点，也很难考察学生的分析、应用和创新能力。因此，应采取与教学内容相适应的多样化的考核方式，通过增加实验考核的分量，以促进学生应用能力和创新能力的培养与提高。例如，我们首先对考核的方式方法进行了改革，考核包括三个方面，综合能力的考核，占总成绩的40%；实训过程的考核，占总成绩的40%；平时实验、作业、课堂表现的考核，占总成绩的20%。
综合能力的考核采用“闭卷考试”的形式，实行教考分离。试卷内容包括基本概念以及汇编指令和接口等知识的应用。实训过程的考核就是在实验室根据给定的实验项目现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。通过这种方式不但可以了解学生理论知识的掌握程度，而且还考查了学生的动手实践能力。
3总结
本文针对传统单片机教学模式的不足，结合教学实践，提出了“单片机原理及应用”课程改革的一些思路和做法，教师只有不断调整教学内容，改进教学方法，丰富教学手段，才能有效的调动学生学习单片机的兴趣，才能培养出适应时展的高职生。
参考文献
[1]刘守义.单片机应用技术,西安电子科技大学出版社,2007
[2]杨金岩.郑应强,张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[3]李秀忠．单片机应用技术．人民邮电出版社，2007
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[5]董普松.Proteus在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术,2008,(14):153-154.
一、材料准备
所需元器件：电机一个、输入（电梯）键盘一个、AT89C51、7404、晶振12M各一、电容20P×2、10U×1、S8050（9013）×4、电阻2.2K×4。为减小开支，从手边的废旧产品着手，电机选用淘汰的5.25英寸软驱上的步进电机。另需一块4×3键盘，用废旧电话座机键盘部分便可。其余是些常见器件，找来一些废旧电路板拆一拆就能解决一半。用一多抽头变压器，配合整流电路，输出直流5V一路，12V一路，电源也解决了。
在本例中，为了准确控制电梯，采用步进电机来带动。让学生掌握与学会使用步进电机也是这个实验的目的之一。
二、制作原理
现将步进电机的特性说明如下。
电机必须加上驱动电路才能转动，驱动电路的信号输入端必须输入脉冲信号。若无脉冲输入时，转子保持一定的位置，维持静止状态，若加入适当的脉冲信号时，转子则会以一定的角度转动。所以如果加入连续脉冲时，则旋转角度与脉冲频率成正比。步进电机的步进角一般为1.8度，即一周为360度，需要200个步进角度才能完成1转。改变线圈励磁的顺序，则可改变电机的转动方向。步进电机具有瞬间启动与急速停止的优越特性。步进电机的励磁的方式有1相励磁、2相励磁、1-2相励磁三种。
本实验选用的属四相混合式步进电机，定子上有4个绕组，每个绕组阻值为75欧，可直接加12V电压，但转速较低，约300转/分。电机有6根引出线，颜色相同的两根线均为电源线（如为5根线，则有一根电源线），其余4根为绕组引出线。励磁方式x用2相励磁，这样可获得较大转矩。
在本例中，键盘的控制采用键盘扫描法。键盘行扫描法的原理是：行设置低电平，在判断有键被按下后，同时读入列状态。如果列状态出现并非全部为1状态，这时0状态的行与列交点的键就是所按下的键。在单片机的应用中经常会用到键盘，但废旧电话却是很容易找到。这些“大哥大”一旦坏了便留之无用弃之可惜，这里它有了用武之地：用做输入键盘，既节省了成本又免去了出力耗时。一部座机电话机拆开后，成为基座板和上面板两部分。把连接两块板的数据线从接近基座端剪断，带键盘的上片就是实验所要的部分。
程序实现功能：每次加电后先请按键给出电梯当前楼层号码，之后就可以反复输入欲去楼层号码。程序将根据当前楼层号码与欲去楼层号码判断电梯如何运动：当前楼层号码大于欲去楼层号码则电机反转，这时电梯将按每层两个电机周向下运动；若当前楼层号码小于欲去楼层号码则电机正转，这时电梯将按每层两个电机周向上运动。
三、硬件制作
明白程序后，就可以进行硬件制作了。制板、焊装等自然不在话下，只有键盘部分的连接需要认真测量，找出其对应关系后再细心焊接。按要求接上电源、步进电机。将89c51放入编程器，将调试好的程序载入编程器随机软件，执行擦除、查空、下载、校验，之后插入控制板，检查无误后接通电源进行调试。
关键词：单片机原理与实训：教学模式：任务驱动教学法
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）01-0086-03
教学模式改革是课程改革的重要内容，结合学校创建国家示范性中职学校，我校对《单片机原理与实训》课程的教学模式、教学内容等方面进行改革。本文主要讨论《单片机原理与实训》课程教学模式的改革。
一、传统教学模式存在的问题
1.教学内容。教学内容按照章节编排，具体为：单片机内部结构、89S51单片机指令系统、汇编语言程序设计、定时器/计数器等。逻辑性、系统性很强，不适合现在的中职学生使用。
2.教学模式。传统教学模式是课前复习、导入新课、讲授新课、课堂练习小结、布置作业五环节教学模式。这种课堂教学模式是以“教师教为中心”，忽视学生是学习的主体，这种教学模式不适合中职学生的特点，课堂教学效果差。
单片机是一门教师难教，学生难学的“两难”课程，学生难学的原因在于大篇幅的指令程序和枯燥艰深的书面语言。课程改革的目的在于降低单片机学习的门槛，让中职学生轻松入门。
二、改革课程教学内容
为坚持“做中学、做中教”，重视实践和实训教学环节，强化学生的实践能力和职业技能培养，提高学生的实际动手能力。体现以就业为导向，以能力为本位，通过对电子技术应用专业人才需求调研，分析典型工作任务，结合企业的工作岗位和职业标准，确定学生的岗位能力，调整《单片机原理与实训》课程教学内容为六个项目，具体安排见表1。
课程内容采用模块化设计，通过不同模块搭积木的方式实现不同的功能，实现硬件连接。教学内容包含硬件制作、软件调试全过程，不单独讲述指令、程序以及中断、定时器等内容。项目均配有详细的电路、流程图、程序，将理论穿插在项目实践过程中。
三、任务驱动教学法
任务驱动教学法教师的角色是学习情景的创设者、学习任务的设计者、学习资源的提供者、学习活动的组织者。学生成了学习的主体，改变了“教师讲、学生听”的传统以教定学的教学模式，学生主动参与、自主合作、探究创新的新型学习方式。
根据任务设计合理组织课堂教学，是完成任务的关键。实施课堂教学，分五个步骤：
1.提出任务，明确任务目标。
2.教师引导。提出解决问题的思路、途径，引导学生自主学习。
3.实施任务，学做练结合。教师提供理论知识学习的素材，让学生自己阅读;指导学生实训步骤，学生能动手实践;知识拓展，让学生自主练习，探索知识规律，掌握方法。
4.检查与评价。针对学做练过程中出现的问题，教师及时讲解示范、纠正错误，鼓励学生大胆尝试，自主学习，检查与评价以鼓励为主。
5.任务扩展。学生的学习水平有差异，对技能强的学生提出任务拓展要求，提高更高的要求，加大任务难度，实行弹性教学任务。
四、任务驱动教学法的实施
下面以项目二中任务一流水灯控制为例说明任务驱动教学的实施过程。
1.提出任务，明确任务目标
（1）情景导入：我们生活中处处看到LED的影子，例如绚丽的节日彩灯、户外大屏幕显示器、LED电视机等。LED是怎样发光的，又是怎样变换出各种效果的呢？我们通过制作一块LED灯光模块来学习。
（2）任务目标：通过本次任务，认识LED，知道单片机I/O口的作用，编写单片机控制程序控制LED完成不同的灯光效果。
2.教师引导
教师分析任务实施的思路、步骤，引导学生怎样学习知识点、技能点。
3.任务实施，学做练结合
活动一：学一学
（1）认识MCS-51单片机I/O口。单片机要控制设备，要通过I/O口即输入输出接口，MCS-51单片机有4个并行I/O口，每个I/O口有8根接线，通过单片机实物讲解I/O口接线。
（2）认识LED。用实物教学，发光二极管常用的红、绿、黄三种，由镓、砷、磷化合物制成，具有单向导电性。
活动二：做一做
（1）搭建LED硬件平台。准备材料，根据原理图在万能板上搭建LED模块。
（2）搭积木。将单片机主机模块和LED灯光模块按照接线图（见图1）连接起来，搭建单片机控制的流水灯实物电路。
图1单片机主机模块和LED灯光模块接线图
（3）编写程序。先编写程序让8只LED全亮全灭闪烁，提供参考程序，并解读程序。通过运行Keil建立程序文件，将程序下载到单片机主机模块，调试运行程序。当程序运行时，同学们的眼睛看不见灯的闪烁，原因在于单片机执行程序的速度很快，灯闪烁太快，肉眼无法识别，要看到灯的闪烁要加上时间延时程序。
活动三：练一练
（1）照着做。街上的广告彩灯并不是全亮全灭闪烁，LED移动闪烁。教师提供参考程序，体会RL A指令的作用，让学生在“做中学”记住指令。
（2）改一改。将程序中RL A换成RR A观察结果和变化，理解RL和RR指令。
4.检查与评价
（1）学生自查。学生根据老师的步骤和示范，检查自己的学习成果，看看自己的学习作品能不能实现任务要求，如不能实现，请教老师和同学找出问题并解决问题。学生填写课堂记录表。
（2）学生互查。学生之间检查，能不能实现任务要求，并相互指导，相互之间评价自己的作品，培养学生的团队意识。
（3）教师检查。教师巡查学生的操作情况，发现问题，及时讲解，纠正学生的错误。对成绩好的学生分层教学，提出更高的要求，帮助学生完成，同时及时鼓励每一位学生，让优秀作品的学生推介自己作品。填写学习评价表。
5.任务拓展
（1）将LED模块与主机模块的P2口进行连接，实现8只LED向左或向右移动。
（2）变换LED模块的外形与主机模块的P3口进行连接，控制LED灯点亮。
五、教学模式改革的成效
采用任务驱动教学法，通过情景导入，任务目标分析，教师示范和指导，学生分组操作训练，师生互动，学生学会合作学习、自主学习，掌握学习方法，让学生在工作任务中掌握技能，提高学生的学习兴趣和创新能力。
针对《单片机原理与实训》课程专业性、实践性强的特点，通过任务驱动教学法，提高了教学质量，由电子技术应用专业学生制作的《F22战斗机》作品，获得第八届河源市青少年科技创新大赛一等奖。
但课程改革中也存在一些问题，学生不能很好地运用专业知识进行作品展示和评价，教师要加强引导;教师要提高自身的教学能力，要引导好学生学习过程中遇到的各种问题。
参考文献：
[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计[J].北京：中国高教研究，2009（4）：86.
随着国家对技术人才的大量需求，本科单一的教学模式已经不能满足用人单位的实际需要，聚焦世界各国，都在努力地推进产学研合作，尤其是发达国家，他们采用各种措施推动大学和工商业发展之间的关系，把培养应用型工程技术人才作为主要培养目标。
我国应汲取其他国家的优点，重视工程技术人才的培养，不再墨守成规，应把本科教育站在其应有的高度上，按照技术发展的长远规划来培养合格的人才。本文以《单片机原理及应用》这门课为例，讨论如何将该门专业课的教育教学方法应用到实处，让学生自身的潜能得到充分发挥，重点阐述阶梯教学的理念和意义。
一、《单片机原理及应用》的重要性
1.单片机技术概况。单片机是一种微型计算机，通过电路的搭建和程序设计，完成多种控制功能。同时，单片机的应用，已经广泛地渗透到生活的各个领域，大到军事导弹跟踪系统、飞机上的各种仪表的智能控制、工业自动化的实施数据控制和处理系统，小到家庭生活中的各种智能家电、儿童玩具等。因此，单片机的学习、开发与应用，将造就出一批电子、计算机与智能控制方面的科学家与工程师。
2.《单片机原理及应用》的教学应用现状。在中国高校教育中，如果是工科类专业，《单片机原理及应用》这门课都是必须开设的一门专业课，由各大院校根据教学大纲制订教学方案。课堂上，教师一般以单片机的结构和原理及程序化模式进行讲解，理论深度可以达到要求。
同时，配套的各种部级电子设计类竞赛，如雨后春笋般地涌现出来，如全国大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车竞赛等，都为大学生提供很好的单片机应用和学习的平台。但从教师、学生和他人的三维角度看，对《单片机原理及应用》这门课来说，教学方法永远存在缺憾，那就是在不同的认知和主体评判下，教学的理想性需要和实际教学效果有时是一场博弈，教师的教学能力、教学方法及师生默契程度，是值得认真研究和探讨的问题。那么，如何把学生在这门课中的潜能挖掘出来，让他们成为应用型、技术型和卓越型人才，需要高校和高校教师付出很多的努力和辛苦。
3.传统教学模式下存在的弊端。《单片机原理及应用》是电子信息发展过程中更新速度极快的一门理论学科。从传统意义来说，教师在授课过程中会把单片机的原理和结构及指令程序讲解得十分透彻，可对学生来说，由于没有亲自动手编程，很难对这门理论课进行消化和分解。与此同时，芯片种类繁多，更新速度快，各种电路的搭建层出不穷，在实际控制任务的设计过程中，由于人具有主观能动性，不同的人具有不同的分析和判断理解能力，对程序和电路的设计是不同的。那么，在理论课堂中教育出来的学生，一般仅仅具有阅读的功能，而不具备思考的过程。如何把思考变成主观能动性?就需要增加实践教学环节。
但是目前高校普遍存在重视理论教学而轻视实践教学的现象，在这种情况下，学生大多只会考试，实践动手能力很差，与此同时，大学生的实际能力与社会需求不成正比，长此以往，出现恶性循环。单片机技术是当前社会的主流，企业需要有设计思想和设计能力的高精尖人才，不是只会空谈而无实际动手能力的人。因此，高校应重新审视专业课的教学方式。
二、阶梯式培养的实施方案
1.项目驱动的教学模式。以实际工程项目为内驱动力的教学模式，要打破墨守成规的教学模式。目前，大部分高校重视理论教学，轻视实践教学环节，培养出来的大学生大多对单片机只有单一认知，无法完成单片机的设计和应用工作，这是教育的弊端，也是高校培养方案的失败。如何把学生打造成卓越工程技术人才，要高校对专业课教学进行一次重大改革。《单片机原理及应用》的授课教师，必须是有实际工程经验的教师。同时，在授课过程中，采用“贯穿案例、教师引导、模拟团队”，将学生分组，以团队的模式，按照具体项目的设计要求和标准进行教学，这样学生在学习中能够主动获取知识，积累经验，提高团队协作能力和个人职业素养。
2.教学方法多样性的采用。教师授课形式应该多样化，不能仅仅按照教材照本宣科，而应采用多样化的教学模式。例如，讲汇编语言时配合实例，教师携带单片机开发板，边讲授边给学生演示程序下载后单片机的运行效果。这种授课模式，可以培养学生学习兴趣，建立对《单片机原理与应用》的基础认知。
教师应具有最起码的职业道德，把学生当成自己的孩子，有感情，有交流，对课堂情况及时掌控，及时了解学生的学习情况，这是情感教育法。
3.阶梯教学分层培养方案的建立。由于学生的理解能力、认知能力和学习能力不同，不能把一个专业的所有学生按照同一培养方案来培养，应在把握大部分学生基础工程技能和综合工程技能培养的同时，突出卓越工程技能培养，因此在教学环节中，应建立阶梯式人才培养方案，分层分系列进行阶段性培养。可以把这种培养方案分为3层，分别为基础工程技能培养、综合工程技能培养和卓越工程技能培养。具体如下：(1)基础工程技能培养系列：主要培养学生的基础能力。
在基础工程技能的培养环节中，学生要具备基本的技能，如电路板制作、芯片选择和调试、电路焊接等，因此，学生要有良好的动手能力，具备识图能力和对单片机程序的编写能力。同时，要掌握一些基本的软件如KEIL软件、PROTEL软件、编程仿真软件等的操作。
(2)综合工程技能培养系列：主要培养学生是否能灵活地运用所学知识，进行系统的阶段性开发的综合工程能力。在综合工程技能培养环节，学生要提高动手能力，具备单片机电路搭建和设计能力和程序设计能力，可以根据控制项目完成设计。深入培养工程能力和工程素质，学会团结协作，做到任务分解和平衡团队。(3)卓越工程技能培养系列：主要培养学生通过团队合作进行系统工程项目研发的能力。
在卓越工程技能的培养环节，应强化学生专业技能，引入工程背景和工程项目作为学习支撑系统，让学生在参观实际产品中具备工程技能。同时，在这一阶梯式培养中，第一层的培养环节是每个学生必须掌握的，经过第二层的学习和提高后，有一些理解能力和动手能力突出的学生脱颖而出，选拔进入第三层学习。在这一阶梯式培养模式的教育下，每一层都有一些优秀学生脱颖而出，成功进入下一层次的学习。而没有完成任务的学生，继续保留学习任务留在该层学习和实践。等完成第三层次的学习后，仅有少部分的学生会在这种教育模式下获得质的飞跃。这批学生被选拔参加电子竞赛，有机会和教师共同完成科研项目。这既呈现出阶梯的人才培养模式，同时成绩评定也呈现出公平、公正、公开的原则，符合成绩正态分布。
三、校企导向的优势
1.对于本科教育，政府应加大管理和投资力度，让省内高校相互间共享优质资源，联合共建。同时，建立学校、企业的产学研一体化的综合性、专业化基地。
2.建立“双师型”队伍。对同一项目，企业工程师和学校教师的视角是不同的，学生借助“双师型”教师模式，会得到不一样的学习视角，激发创新灵感。
3.国家应多举办科技竞赛活动，激发学生产生兴趣，让他们的各种能力在竞赛中得到充分发挥。同时，大赛应旨在提高学生的工程素质和工程能力，把当今社会信息技术发展的主流技术和实际应用价值体现出来，让学生收益，让国家收益。
4.开展工程技术讲座。学校和企业应多开展一些科技类的工程技术讲座，让学生从中学到最前沿的关于单片机的知识和技术。如电路板制作、激光成型、快速加工、智能汽车、无线充电技术等。通过大量的视频和动画，让学生的工程素质得到全面提高。
四、结束语
《单片机原理及应用》是工科院校的一门非常重要的专业课。学好该门专业课，对学生自身及其未来有着深远的意义。同时，讲好该门课对教育工作者，也是一种挑战。让我们所有的教育工作者在教育价值观和思想上做到有职业道德，多学习，为了增强本科生的创新能力、实践能力、应用能力和就业实力，贡献力量。
关键词：单片机；民族大学生；教学
作者简介：闫学勤（1978-），女，新疆吉木萨尔人，新疆大学电气工程学院，讲师；帕孜来·马合木提（1962-），女，维吾尔族，新疆吐鲁番人，新疆大学电气工程学院，副教授。（新疆 乌鲁木齐 830047）
基金项目：本文系新疆大学精品课程“单片机原理及应用”、新疆大学2013年度“大学生创新训练计划”重点项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）30-0119-02
随着电子信息技术的不断发展，单片机以其优异的性能和低廉的价格被广泛应用于社会生产生活的各个领域。由于单片机作为微控制器（MCU）的应用领域越来越广泛，社会对单片机开发应用人才的需求也不断提高，因此许多高校电子信息类专业都开设了单片机原理及应用课程。[1]但由于这门课程实践性较强，课程内容抽象，学生普遍存在理解和学习问题。因此，如何切实提高学生的学习热情，使学生能够真正掌握并利用单片机解决实际问题一直是教研教改的重点内容。新疆大学电气工程学院作为自治区电气工程、控制工程、热能工程等领域层次最高的人才培养基地，为了减轻少数民族毕业生就业困难和压力，针对少数民族学生的特点，改革教学方法和手段，加强民族学生单片机实践和综合能力的提升。这不仅关系到课程的教学任务是否能够顺利完成和实施，更关系到少数民族学生在该技术领域的学习和发展。
一、民族大学生在学习中遇到的问题
经过近几年的教学实践，教学过程中民族学生普遍存在学习积极性不高、学习效率低的情况。这主要有以下几方面的原因：
1.少数民族大学生的学习基础薄弱
新疆少数民族同学大都来自南疆，中小学基础教育薄弱，汉语水平普遍不高，他们进入大学以后由于是汉语授课，学习很吃力，理解不够，学习效果不理想。
2.少数民族大学生学习兴趣不足
许多厌学的学生都是因为对所学的专业不感兴趣。因此，提高少数民族学生的学习兴趣是改善这一状况的前提。这就需要任课老师多解释，多鼓励，给学生自信心，让民族大学生对学习感兴趣，真正成为学习的主角。
3.民族大学生的学习习惯和动手能力不强
现在许多大学生普遍存在上课不注意听讲、不做笔记、课下很少看书、不认真做作业的现象，没有养成良好的学习习惯。如果民族同学也这样，那么教学效果必定不好。而且，新疆少数民族地区教育基础条件艰苦，教育资源有限，少数民族学生很少参与课程实践，因此普遍动手实践的能力较弱。[2]另外，由于少数民族同学普遍存在语言和文化基础的双重学习障碍，往往除了按规定计划安排学习外，自己很少主动参考和阅读课外读物，专业知识较窄。
二、“单片机原理及应用”教学方法的思考
由于民族班学生与汉族班学生的基础条件有很大差别，因此不能简单地从教学大纲上加以区别，而应从教学方式、方法上进行改革，更有针对性。新疆大学电气工程学院自动化专业对人才培养规格有不同定位：汉族班是以工程研究应用型为主，而民族班要突出应用技术的特点。所以作为实践类课程，如何教好“单片机原理及应用”课程一直在不断研讨中，而且该课程也获得了“新疆大学精品课程”的支持。
“单片机原理及应用”课程的主要内容是以MCS-51单片机为主线，从实用角度出发，介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统，并从应用的角度介绍了汇编语言程序设计与各种硬件接口、各种常用的数据运算和处理程序、接口驱动程序以及MCS-51单片机应用系统的设计。[3]在课程教学中为了突出培养目标“应用技术”特点，使民族班学生的学习积极性和学习效果得到显著提高，结合民族班学生情况，对教学方式方法从以下几方面进行了改进：
1.注意授课语言表达方式
由于大多数民族班学生的汉语水平不高，因此在授课时教师应将授课内容通过浅显易懂的表述方式来表达，要有耐心，并且注意讲话语速，通过生活中的常见实例，运用类比和推理等方法使学生理解课程内容，掌握课程重点。
2.采用“引-激-拓”教学模式，激发学生的学习兴趣
以往传统“填鸭式”的教学方法不适合当前民族班学生。学生是课堂教学的主体，在教学中应该不断鼓励学生主动参与、勤于动脑，培养学生分析问题和解决问题的能力。因此，将“引-激-拓”课堂教学模式引入到民族班教学中，通过引入学生感兴趣的事例，调动学生的注意力，从而激发学生的好奇心和求知欲，激发学习兴趣，加强知识点的拓展，增强学生解决实际问题的能力。
3.运用多媒体教学手段，加强学生对抽象概念的理解
制作图文并茂、声像俱佳的多媒体课件，利用多媒体的教学特点，将课程中抽象的理论知识和实际操作步骤通过动画和图片等灵活的互动手段向学生演示，使教学更直观、更生动，从而达到提高课堂教学效率的目的。
4.督促学生养成良好的学习习惯
养成良好的学习习惯是成功的要素。民族班大学生必须要做好课堂笔记，课后认真复习，并将系统设计方案思路和方法以及学习心得、问题等做好记录，定期进行检查。同时学会运用课外参考资料，拓展知识面。在每次上课时，多采用提问方式进行教学引导和启发。这种方式有利于师生间的互动，检查学生的学习情况，督促学生集中注意力，对学习效果起到促进作用。[4，5]
5.促进师生间互动，提高学习效果
在教学中鼓励学生说出自己对课程内容的理解，这样可以加深学生理解授课内容的含义，而且也提高了汉语水平。每周定期辅导，检查学生的课堂笔记和学习心得，掌握学生的学习动态，并针对问题进行答疑解惑。由于该课程理论知识过于枯燥，为了加强学习效果，在某些实际应用章节内容利用学生的兴趣、勇于竞争和挑战的心理，将学生组成团队，作业提前分配到课下，让同学们有充分的准备时间，课上安排15分钟让同学们进行表述，启发设计思路，有意识地互相对比学习，既激发了学生的学习兴趣，提供了展示自我的机会，培养学生严谨的治学作风，又加强了师生互动、学生间互动，活跃了课堂气氛，达到良好的教学效果。
6.加强动手实践能力的培养
单片机原理及应用是一门实战性很强的学科，只有多动手才能掌握它的精髓。因此大力鼓励和引导民族班学生走进实验室，利用Proteus仿真软件增强教学实践性，使学生对所学知识有了总体认识。在此基础上结合硬件实验系统，支持学生设计和制作电路板，焊接元器件，让学生独立完成所安排的任务，培养学生解决实际问题和创新的能力，使他们从软件到硬件使用有一个质的飞跃。
7.把科研成果引入教学，鼓励学生参与大学生创新活动
新疆大学一直大力鼓励学生参与大学生的科研实训和创新活动。为了加强学习效果，提高民族学生的综合素质，教师们将科研成果引入教学，支持民族学生将自己的想法变成现实，鼓励民族班学生协助教师进行实验和科研研究，不仅能提高学生的学习主动性，还能在实践中锻炼他们的动手能力。[6，7]
三、教学改革效果
1.课堂和实验课教学效果
通过教学设计和教学实践的改革，民族大学生普遍对学习充满了兴趣，在课堂上能够跟着老师的教学节奏上课，并且主动积极地思考和回答问题，课下能主动查阅资料提出问题，勤于动脑。在实验课上，大多数同学能够独立完成基本实验内容，还有些同学则更深入，与老师探讨优化改进思路，完成综合设计内容。
2.大作业反馈教学效果
从最近几届不同专业班级上交的大作业来看，民族学生结合自己的专业以及感兴趣的内容在选题上发挥主观能动性，选题应用面比较宽，如教室节能照明、智能家居、智能功率表、小车调速系统等，涉及到过程控制和运动控制的内容。在完成大作业的过程中，民族同学通过自己独立查阅资料文献并努力思考，初步掌握了单片机控制系统的设计和制作方法。这不仅巩固了课堂教学和实验效果，同时还对提高他们的动手实践能力打下了坚实基础。
四、结束语
通过分析民族班学生在学习“单片机原理及应用”课程时遇到的困难，结合理论和实践，在教学方式和方法上提出了自己的思考，实施后学生学习的主动性和教学成效有明显的改善，为培养民族生实践动手能力提供了有力的帮助。老师一定要爱学生，要有耐心，鼓励他们，培养民族大学生的动手实践能力，使他们成为社会需要的人才。
参考文献：
[1]龙志强，施晓红，谢云德.“任务驱动法”在单片机系统设计教学中的实践[J].实验室研究与探索，2008，27（3）：101-102.
[2]陈峦，马小洁，姜波.以就业为导向的新疆少数民族高等工科教育改革[J].中国电力教育，2008，（15）：37-39.
[3]王晓娜，宋世德，王彦霞.单片机实验教学方法的研究[J].实验科学与技术，2012，10（1）：69-70，73.
[4]史成芳，程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术，2010，8（6）：93-94.
[5]杨立生.单片机教学方法研究[J].中国现代教育装备，2010，
105（17）：84-85.
