浅谈如何提高单片机课程的实践教学质量

　　引言

　　现代社会对高素质技能型人才的需求大大增强，因此学生的技能培养成为高校教育的重中之重。而“单片机原理及应用”这门课程是电类专业和自动化技术专业非常重要的一门专业基础课，也是最重要的核心课程之一。该课程综合了微机接口技术、程序设计技术、通信技术等，其理论性、逻辑性、实践性、工程性、技术性等都很强，是电类专业和自动化技术专业高素质技能型人才所需，占据着非常重要的位置。高校为了适应社会的发展和市场的需求，在不同的专业中均尝试开设单片机课程。

　　然而，目前的单片机教学存在很多问题。第一，理论课堂方面。注重基本原理和知识的体系结构，老师不可能将所有的知识在有限的时间内讲授完，只能选择部分进行讲授，因此学生通过课堂只能完成初步的学习，有些知识学生听起来还会觉得枯燥泛味，难以理解。教学效果不太理想。第二，课内实验方面。许多高校的实验室都配备了单片机实验箱，主要用于验证型实验，也涉及一些拓展型实验，但是由于课时的安排，基本上只能完成验证型实验，用于巩固知识。第三，课程设计方面。各类高校都在大学二年级下学期期末或者三年级上学期期末安排了为期两周的专业课程设计，其中包含单片机方面的课程设计，专门用于学生的创新实践技能的培养。这在一定程度上给学生提供了锻炼的机会，但是大多数高校采取的是一对多的授课方式，即一名老师指导多名学生，先对学生进行分组，然后每个小组选择一个题目，在指定的机房完成仿真实验，再在规定的时候进行答辩考核。这种方法已经使用了很多年了，但是存在一定的缺陷。学生通过仿真软件做出的设计，是在虚拟的理想的环境下实现的，而单片机系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，有许多的实际问题根本就不会有所涉及，如其应用的可靠性。将来面对实际问题时，还是不知所措。所以，还是需要配备实际电子元件材料、仿真器、实验板等，最好能自己做实验板，进而做出实际的单片机系统。

　　本文主要针对以上第三个问题进行探讨，寻找行之有效的教学方法。强调为了学生能充分的发挥他们的主动性和创造性，教师需要提前进行教学设计，根据实际的教学周将教学内容分层次来进行安排，并提出明确的考核标准。

　　在此，以“温湿度检测系统”这个单片机应用系统为例，从课题任务的设计、工作进度的安排及考核标准的制定等三个方面进行陈述。

　　一、课题任务的设计

　　粮食仓储过程中，温湿度的监测与控制是确保粮食品质的主要措施。所以，及时了解和掌握仓库中粮食各点温度和湿度变化情况对于安全存储是一项重要工作。但是对于大型粮仓，时时开仓进入检测则不宜，最好的办法是在仓内粮堆中预先用传感器布好点，再把各点获得的数据传送到监控中心，以便能及时掌握各库房内粮食变化情况。故要求学生根据课题设计一个粮仓温湿度检测系统。

　　该检测系统主要涉及温湿度的测量、显示以及实现简单控制。硬件方面有五个模块，即STC89C52单片机主控模块、传感器模块、LCD1602液晶显示模块、继电器模块以及存储模块。传感器模块使用DHT11数字温湿度传感器，通过DHT11检测出当前环境下的温湿度，将所测数据交给单片机进行分析和处理，并分别存入不同数组以便显示的时候用。其中，为了显示稳定，该系统每间隔2s采集一次数据送入单片机。继电器模块的作用是驱动负载，无论温度还是湿度超出范围继电器均可以驱动负载工作，及时启用降温风扇以及抽湿风扇来有效的调整应用场所内的温湿度。图1所示为“温湿度检测系统”框图。

　　二、工作进度的安排

　　通过上述对课题的设计，可以帮助学生明确最终的设计目标。教师可以按照整个系统的功能，对该系统进行分解，并制定出一份详细的工作进度安排表，认真设计两周每一天的内容及要求，引导学生进行思考和实践，这样可以较大地调动学生的兴趣，如表1所示。表1是根据为期两周即10天的教学计划给出的具体安排。

　　以上只是以其中一个课题为例，提出了一种教学设计，建议教师在制定专业课程设计的教学计划时，对每一个题目都进行详细的安排，这样可以帮助学生更好的安排时间，同样对教师的指导工作也会很有帮助的。

　　三、考核标准的制定

　　为了更全面、客观、公平地判断学生的水平，需要对答辩过程制定标准，教师可以根据前面提出的工作进度表，制定出一份详细的量化评分表，如表2所示，为“温湿度检测系统”的答辩量化表。利用这种表格可以帮助教师更好地对学生的实验动手能力和分析、解决问题的能力进行评判。考核过程采用百分制进行评判，考核结果采用五级制（分为优秀、良好、中等、及格和不及格）。两者之间的换算关系可参照表3。

　　四、结束语

　　随着社会的进步，以及单片机技术的高速发展，现代社会对人才的要求越来越高。加之现代大学生人数众多，人才济济，竞争更加激烈，每一名大学生都渴望在校园里就能掌握专业上的技能。因此，教师的责任重大，教师必须更好的进行实践类课程的教学设计，让学生学有所获。本论文以单片机课程设计的教学设计为案例，对实践类课程进行初探，提出了自己的构想，供广大教师们共同探讨与学习。

　　武昌工学院校级教研项目《仿真软件与单片机教学相结合的创新教学方法的研究与实践》，项目编号为2013JY33

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