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[摘 要]本文分析了单片机原理与接口技术课程的教学特点和存在的主要问题，以培养学生的实际应用能力为目标，针对目前单片机教学存在的几个问题，提出了自己的思考，并作出探讨，力求提高学生的实际动手能力，改善学生对单片机课程的学习效果。
[关键词]单片机 课程特点 教学
单片机原理与接口技术是工科专业的一门重要专业基础课程。目前，随着电子信息技术的高速发展，单片机技术在智能仪表、信号处理、数据采集、电气控制等诸多领域都已得到了日益广泛和深入的应用。对于工科学生来说，很好地掌握单片机技术，不仅有助于对专业知识技能的深入、对整体专业素养的提高、动手能力与创新精神的培养，更重要的是能够获得实用的职业技能，增强就业竞争力。但由于单片机课程自身的一些特点，相当多的学生反映该课程比较难学。
笔者结合自己的教学实践，分析了单片机课程的几个特点和目前存在的主要问题，并针对这些问题，做出了几点思考和探讨。
一、单片机教学的特点和存在的主要问题
1.在课堂教学方面
（1）内容不多但综合性较强。该课程的开设是为了使学生了解并掌握单片机的相关应用开发技术。一般来说，在常规的课堂教学中，教师会以一种型号的单片机为例，以其结构为主线，先讲硬件结构，再讲指令系统，然后是编程语言，接口应用，接着是系统扩展和部分外围器件，最后认识一些实例。整个教学过程围绕特定型号的单片机展开，严格来说，涉及的内容和引入的知识点并不算多，也不像其他的工科课程包括大量难记忆的公式和复杂的推理计算，但这门课程总有很多学生反映较难掌握，很大原因在于该课程综合性、整体性较强，各个知识点都不是孤立的，需要学习者以之前所学的电子与计算机知识为基础，不断思考，并将各知识点视为一个整体，应用关联的思考方法来看待每个问题。而在如前所述的常规教学中，教师以课本为主体，仅用文字和语言来介绍和描述各知识点，学生很难建立这种关联的整体思维模式，很难进行主动地思考，这样既难以调动学生的学习热情，又容易使学生因较难入门而感到痛苦不堪。
（2）内容抽象。单片机教学所涉及到的内容很多都是抽象的，像存储单元的分配、单元地址和单元内容的区分、为什么要用寻址、不同寻址方式的使用以及控制字的设置等等，既没有直观实物，又不易演示观看，看不见也摸不着，学生仅通过教师的口头说明和课本上的一些单元分布图来理解，初学时的确有相当的难度。
（3）汇编语言较难理解。通常初学单片机时都会要求掌握汇编语言，这一语言指令丰富，与底层硬件结合紧密，正确使用可以巩固和加深对硬件结构的认识，但正因为这一点，很多指令在应用时我们既要考虑芯片内部的运行过程，又要兼顾每项操作所占用的时间与空间。并且这一语言属于低级语言，远不如面向对象的高级语言那么直观、好理解且易上手。仅靠教师口头讲授，很多学生都会觉得艰涩难懂，甚至在一些应用细节上出现严重混淆，特别是编程语言与存储单元具体结合时。这样，稍有不慎就容易打消学生的学习积极性。
2.在实验教学方面
在实践教学中，常规上我们会采用专门的实验箱。目前，大多数院校也都是这样。市面上这类教学实验箱的品种很多，技术成熟，使用方便，但这类实验箱大多只能进行验证性实验，简单地说，就是让学生按教师的要求在实验箱上简单连线，然后输入程序验证其结果。
在观察中不难发现，多数学生只是机械地模仿教师的示范操作，根本无法真正培养到学生的动手开发能力，并且相当多的学生是在使用指导书上现成的资料，输入现成的程序，整个实验过程中没有建立整体电气原理图的概念，甚至连基本的原理图都无需读懂。而会去主动编写程序、分析程序运行状态的学生更是少之又少，这样根本谈不上培养学生设计电路的能力了。
二、对改善单片机教学效果的思考
1．将理论教学与“实物”相结合
单片机是什么，单片机能起什么作用，该怎么用？这并不是单凭教师口头上说学生就能很好理解的，而且在实际使用中单片机不会孤立作用，需要结合一些外围芯片和必要的电子元件。
在课堂教学中，笔者考虑预先准备一块比较简单、以特定单片机为核心并能实现一定功能的电路板，课程一开始就让学生直观地看到这块电路板，并了解其功能。接着，提出一些问题，诸如：为什么这块电路板能实现其功能？这些功能又是按照怎样的原理实现的？如果我希望它能实现更多的功能又该怎么办？想知道这些内容，那么就要听我们后面的课程了。后面的课程我们就带着这些问题，以该电路板为例，将其贯穿于整个课堂教学过程中。将单片机的各个学习阶段与对该电路板各个部分的认识紧密结合，将单片机课程部分内容的学习转换为对该电路板的渐进式剖析，使学生能更直观更具体地认识和了解单片机的实际工作和应用方式，并且在不断地提出问题和不断地解决问题中，激发学生的学习兴趣，引导学生去主动思考。同时为学生提供该电路板的完整电路原理图，将课堂教学的内容和这个“实物”紧密结合，从此“实物”出发开始单片机的理论学习，并在教学过程中引导学生去读图、识图，为设计单片机的应用电路打好基础。
2．通过大量阅读程序去认识指令
学生可借助一些计算机专业学生学习语言的方式，通过大量阅读程序去认识指令。学生反映编程困难，那么我们就先让他们读程序，阅读大量程序，仔细思考分析每一行指令的作用、功能，以此加深对指令的认识。在读程序的时候给学生设置问题，并将类似指令段进行比较，以加深学生对不同指令段实际应用的区别和理解。
举个简单的例子：
在下面的程序段中，堆栈指令常用于保护现场/恢复现场：
PUSHA
PUSHB
……
POPB
POPA
我们稍做改动，让学生考虑
PUSHA
PUSHB
……
POPA
POPB
指令段中PUSH、POP指令实际作用，即交换A、B中的内容，这样使学生对具体指令的实际作用和不同应用理解更加透彻，也就为后面的编程打好基础。
3．在实验环节使学生自己动手体验实际开发过程
单片机是一门应用性很强的课程，通常开设在大二下或大三上，此时的学生已具备一定基础，学过数模电，具备最基本的读图识图、元器件组装能力。因此，笔者考虑在实践教学部分进行开放式实验，让学生分小组（有能力的学生尽量要求独立进行），以所学单片机为核心，设计一个可以实现某些功能的电路，并借助万用板搭建电路，然后在其基础上编写程序，实现自己设定的功能。要求学生按照给定的芯片和要求，查阅相关资料，绘制电路图，认识并安装元器件，编译程序，装机调试并写调试报告。这就使学生能够实际体验单片机的整个开发流程，并从中感受到电子制作的乐趣。这样不但使学生可以近距离地认识单片机，还能做到理论与实践相结合，在过程中遇到的问题，也可以作为进一步理论学习的动力，激发他们的学习热情，调动学生的学习积极性。
目前笔者尝试要求学生以AT89S51为核心，接合数字温度芯片DS18B20、具有模/数转换功能的ADC0804、共阴极数码管、MAX232、蜂鸣器、按键、继电器以及其他必要芯片、元器件设计并搭建一个能实现温度采集、显示、报警以及与PC机通信的电路，并根据自己的实际能力编写程序，实现定时、按键控制、测温、显示、报警等一种或多种功能。事实证明，虽然该实验试实行中还存在少许问题，但就激发学生的学习积极性来说效果相当明显，且极大地提高了大多数学生的学习热情和动手能力。
参考文献
[1]李群芳.单片微型计算机与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
[2]揭吁菡.职业学校单片机教学改革实践[J].中国现代教育装备，2006(4).
[3]何晓燕.关于单片机教学改革实践[J].职业教育研究，2005(8).
[关键词]单片机 课程特点 教学
单片机原理与接口技术是工科专业的一门重要专业基础课程。目前，随着电子信息技术的高速发展，单片机技术在智能仪表、信号处理、数据采集、电气控制等诸多领域都已得到了日益广泛和深入的应用。对于工科学生来说，很好地掌握单片机技术，不仅有助于对专业知识技能的深入、对整体专业素养的提高、动手能力与创新精神的培养，更重要的是能够获得实用的职业技能，增强就业竞争力。但由于单片机课程自身的一些特点，相当多的学生反映该课程比较难学。
笔者结合自己的教学实践，分析了单片机课程的几个特点和目前存在的主要问题，并针对这些问题，做出了几点思考和探讨。
一、单片机教学的特点和存在的主要问题
1.在课堂教学方面
（1）内容不多但综合性较强。该课程的开设是为了使学生了解并掌握单片机的相关应用开发技术。一般来说，在常规的课堂教学中，教师会以一种型号的单片机为例，以其结构为主线，先讲硬件结构，再讲指令系统，然后是编程语言，接口应用，接着是系统扩展和部分外围器件，最后认识一些实例。整个教学过程围绕特定型号的单片机展开，严格来说，涉及的内容和引入的知识点并不算多，也不像其他的工科课程包括大量难记忆的公式和复杂的推理计算，但这门课程总有很多学生反映较难掌握，很大原因在于该课程综合性、整体性较强，各个知识点都不是孤立的，需要学习者以之前所学的电子与计算机知识为基础，不断思考，并将各知识点视为一个整体，应用关联的思考方法来看待每个问题。而在如前所述的常规教学中，教师以课本为主体，仅用文字和语言来介绍和描述各知识点，学生很难建立这种关联的整体思维模式，很难进行主动地思考，这样既难以调动学生的学习热情，又容易使学生因较难入门而感到痛苦不堪。
（2）内容抽象。单片机教学所涉及到的内容很多都是抽象的，像存储单元的分配、单元地址和单元内容的区分、为什么要用寻址、不同寻址方式的使用以及控制字的设置等等，既没有直观实物，又不易演示观看，看不见也摸不着，学生仅通过教师的口头说明和课本上的一些单元分布图来理解，初学时的确有相当的难度。
（3）汇编语言较难理解。通常初学单片机时都会要求掌握汇编语言，这一语言指令丰富，与底层硬件结合紧密，正确使用可以巩固和加深对硬件结构的认识，但正因为这一点，很多指令在应用时我们既要考虑芯片内部的运行过程，又要兼顾每项操作所占用的时间与空间。并且这一语言属于低级语言，远不如面向对象的高级语言那么直观、好理解且易上手。仅靠教师口头讲授，很多学生都会觉得艰涩难懂，甚至在一些应用细节上出现严重混淆，特别是编程语言与存储单元具体结合时。这样，稍有不慎就容易打消学生的学习积极性。
2.在实验教学方面
在实践教学中，常规上我们会采用专门的实验箱。目前，大多数院校也都是这样。市面上这类教学实验箱的品种很多，技术成熟，使用方便，但这类实验箱大多只能进行验证性实验，简单地说，就是让学生按教师的要求在实验箱上简单连线，然后输入程序验证其结果。
在观察中不难发现，多数学生只是机械地模仿教师的示范操作，根本无法真正培养到学生的动手开发能力，并且相当多的学生是在使用指导书上现成的资料，输入现成的程序，整个实验过程中没有建立整体电气原理图的概念，甚至连基本的原理图都无需读懂。而会去主动编写程序、分析程序运行状态的学生更是少之又少，这样根本谈不上培养学生设计电路的能力了。
二、对改善单片机教学效果的思考
1．将理论教学与“实物”相结合
单片机是什么，单片机能起什么作用，该怎么用？这并不是单凭教师口头上说学生就能很好理解的，而且在实际使用中单片机不会孤立作用，需要结合一些外围芯片和必要的电子元件。
在课堂教学中，笔者考虑预先准备一块比较简单、以特定单片机为核心并能实现一定功能的电路板，课程一开始就让学生直观地看到这块电路板，并了解其功能。接着，提出一些问题，诸如：为什么这块电路板能实现其功能？这些功能又是按照怎样的原理实现的？如果我希望它能实现更多的功能又该怎么办？想知道这些内容，那么就要听我们后面的课程了。后面的课程我们就带着这些问题，以该电路板为例，将其贯穿于整个课堂教学过程中。将单片机的各个学习阶段与对该电路板各个部分的认识紧密结合，将单片机课程部分内容的学习转换为对该电路板的渐进式剖析，使学生能更直观更具体地认识和了解单片机的实际工作和应用方式，并且在不断地提出问题和不断地解决问题中，激发学生的学习兴趣，引导学生去主动思考。同时为学生提供该电路板的完整电路原理图，将课堂教学的内容和这个“实物”紧密结合，从此“实物”出发开始单片机的理论学习，并在教学过程中引导学生去读图、识图，为设计单片机的应用电路打好基础。
2．通过大量阅读程序去认识指令
学生可借助一些计算机专业学生学习语言的方式，通过大量阅读程序去认识指令。学生反映编程困难，那么我们就先让他们读程序，阅读大量程序，仔细思考分析每一行指令的作用、功能，以此加深对指令的认识。在读程序的时候给学生设置问题，并将类似指令段进行比较，以加深学生对不同指令段实际应用的区别和理解。
举个简单的例子：
在下面的程序段中，堆栈指令常用于保护现场/恢复现场：
PUSHA
PUSHB
……
POPB
POPA
我们稍做改动，让学生考虑
PUSHA
PUSHB
……
POPA
POPB
指令段中PUSH、POP指令实际作用，即交换A、B中的内容，这样使学生对具体指令的实际作用和不同应用理解更加透彻，也就为后面的编程打好基础。
3．在实验环节使学生自己动手体验实际开发过程
单片机是一门应用性很强的课程，通常开设在大二下或大三上，此时的学生已具备一定基础，学过数模电，具备最基本的读图识图、元器件组装能力。因此，笔者考虑在实践教学部分进行开放式实验，让学生分小组（有能力的学生尽量要求独立进行），以所学单片机为核心，设计一个可以实现某些功能的电路，并借助万用板搭建电路，然后在其基础上编写程序，实现自己设定的功能。要求学生按照给定的芯片和要求，查阅相关资料，绘制电路图，认识并安装元器件，编译程序，装机调试并写调试报告。这就使学生能够实际体验单片机的整个开发流程，并从中感受到电子制作的乐趣。这样不但使学生可以近距离地认识单片机，还能做到理论与实践相结合，在过程中遇到的问题，也可以作为进一步理论学习的动力，激发他们的学习热情，调动学生的学习积极性。
目前笔者尝试要求学生以AT89S51为核心，接合数字温度芯片DS18B20、具有模/数转换功能的ADC0804、共阴极数码管、MAX232、蜂鸣器、按键、继电器以及其他必要芯片、元器件设计并搭建一个能实现温度采集、显示、报警以及与PC机通信的电路，并根据自己的实际能力编写程序，实现定时、按键控制、测温、显示、报警等一种或多种功能。事实证明，虽然该实验试实行中还存在少许问题，但就激发学生的学习积极性来说效果相当明显，且极大地提高了大多数学生的学习热情和动手能力。
参考文献
[1]李群芳.单片微型计算机与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
[2]揭吁菡.职业学校单片机教学改革实践[J].中国现代教育装备，2006(4).
[3]何晓燕.关于单片机教学改革实践[J].职业教育研究，2005(8).