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单片机实验教学范文第1篇
关键词： 单片机实验教学 实验内容 教学方法 实验环境 考核模式
1.引言
单片机原理及应用是具有很强的技术性和实践应用性的课程，单片机实验教学在课程中占有重要位置，而单片机传统的实验教学模式有许多不足之处，各高校在培养方案设置上，理论与实践脱节。因此有必要进行单片机实验教学改革［1］，让学生在实践教学环节充分发挥自主性，促进理论知识与实际开发技能相结合。我通过单片机多样化的考核，培养学生的实践能力和创新精神，实现教与学的统一。
2.精选实验内容
实验内容的选取要做到典型的芯片都安排有相关的实验内容，要适应不同层次学生的需要，将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展，增强学生的参与意识，提高学生的动手能力，增加以设计性、系统性为主的实验内容。
单片机实验既要进行硬件接线，又要编写程序，且程序的准确编写是实验成功的前提条件。我们根据单片机课程的特点，将实验教学内容分为基础实验、基本接口实验、综合设计实验三个部分。
学生在进行实验时，首先要根据实验任务完成硬件设计、搭建主体电路，然后编写程序，最后调试。要正确处理好三类实验关系。基本实验的完成能巩固单片机的基本原理知识。综合设计型实验可以培养学生的动手能力和综合应用知识的能力，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。综合设计实验和课程设计虽然有一定难度和深度，但对学生来说有很大的吸引力，能使学生从被动应付实验变成主动实验，不仅提高了基本操作技能，而且发挥了学生的学习自主性和创造性。
3.改进实验教学方法
3.1进行实验预习。
实验预习是增强实验效果的一个重要环节。在每次实验完成后，就布置下一个实验的内容，并在上实验课时通过提问、检查预习报告等形式进行检查。
3.2采用启发式教学［2］。
在实验过程中，积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生在实验过程中提出的问题，启发学生寻找解决方法。将传统的以教师和课堂教学为主的教学模式，逐步演变成基础实验以教师为主导，综合实验教师与学生并重。利用课程设计进行系统设计级综合实验，使学生将各章学到的知识进行综合归纳，充分调动学生学习的积极性。
3.3利用多媒体进行实验教学。
结合实验项目的内容和教学大纲的要求，将相应的实验原理、实验步骤、实验设备和仪器、实验所用到的芯片工作原理和外形通过多媒体技术设计制作出多媒体虚拟实验软件。利用多媒体将相关的实验内容展现在学生面前，大大提高了实验教学效率，保证了实验教学效果。
3.4培养学生兴趣。
兴趣是需要培养的，而大学教学的任务之一也是引导学生自己去学习。理论与实践的结合是培养兴趣的最好方式，让抽象的理论运用到具体的现实中，在实践中发现自己的长处、优点，从而更加投入某一专业的研究。只有这样，四年下来才能学到真本领，才能真正地做到“一专多能”。只有一专多能的人才，才能吸引招聘人员的目光，叩开企业的大门，自信地走上工作岗位。
4.优化实验环境
4.1提供开放实验室。
开放实验室是学生在正常的理论与实验课程之外，其余时间均可自由地在实验室内，以观察、参与、讨论、设计的方式渡过。（1）自行设计自己所想要的初步产品，老师可以及时给予指导；（2）在老师指导下多人合作设计相对复杂产品，不受时间的限制；（3）自行完成相关知识点的原理学习与相关实践；（4）参与老师的真正工程项目的开发设计工作。最后写出实验报告及收获。
这种开放式实验室制度比一般专业实验室制度在调动学生的积极上更有优越性，值得大胆地去改革、实践、创新。实验室开放有利于学生充分利用实验室的设备资源进行实践活动，可以激发学生的学习积极性，培养学生分析问题、解决问题能力，以及创新的能力；能够给对单片机感兴趣的同学以创造、表现、提高的机会，把他们的兴趣变成深入学习研究的动力，从而达到实施素质教育的培养目标。
4.2增加学生动手的机会。
教学过程要与学生的实践活动紧密结合，通过课堂实践教学、课外科研训练实践、大学生电子设计竞赛等多种渠道实现真正的创新型实践教学［3］。鼓励学生结合实际自己立项，独立完成项目。人才终将走入市场，市场也无非是要有经验的人，对于现在的中国市场，并不是市场不需要高学历的人才，而是市场更需要有经验的人才。如果为学生多安排一些动手的机会，由专门的老师指导，学生能够在里面搞一些设计，做出一些产品。那么这样就发挥了学生主观能动性，不仅提高了学生的动手能力，对学生而言也是一种经验的积累。
4.3注重实验教学队伍的培养，提高教师素质。
实验教学离不开实验教师，由于加强了综合设计型实验项目，使得学生进行同一项目的实验时，实验程序和实验电路有所不同，这就对实验教师提出了更高的要求。必须加强对实验人员的培训，造就一支稳定的、高素质的实验教师队伍。
5.规范考核模式
改革考核模式，从理论和实践两方面进行，重点考核和评价学生的实际应用和创新能力。考试成绩采用百分制。为了充分发挥学生的主动性、创造性，全天开放实验室。保证学生在规定的学时内顺利完成相关实验，并对实验结果当面考核。
6.结语
对于开设单片机实验课程的学生，只有在学习理论之后，通过实验亲自设计一些软硬结合的产品，才能对理论有更深的理解。也只有这样，锻炼出来的学生才具有工程意识、分析问题和解决问题的能力，在就业时才具备优势，才能更好地适应市场的需要。
参考文献：
［1］张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用［M］.北京：高等教育出版社，2010，（5）.
［2］阎华荣，吴明君.新建本科院校教师继续教育的思考［J］.继续教育，2006，（8）.
单片机实验教学范文第2篇
Abstract: This paper presents a demo experiment methods ofsingle-chip microcomputer classroom teaching based on USB interface and ISP download. In practice, good reputation is acquired for its low cost, small volume, convenient operation, portabe carrying, steady and dependable download.Teacher does demo experiment quickly in good time by USB interface of multimedia computer. The method of theroy combining with practice raises the teaching effect greatly.
关键词:单片机;课堂教学;演示实验;教学效果
Key words: single chip microcomputer;classroom teaching;demo experiment;teaching effect
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0092-02
0引言
“单片机原理及其应用”课程是我国高等院校电气信息类及相关专业的必修课,同时也是一门实践性和应用性很强的课程。随着电子技术的发展,电子设计基本上都是以微机为核心的综合应用系统,从近年学生就业情况来看,用人单位大都要求学生具备单片机应用能力。提高单片机的教学效果,对学生动手能力的培养和促进学生创新意识的提高具有重要的现实意义[1]。若教师能通过多媒体电脑的USB口对单片机进行在线编程及时很快地作出演示实验,在课堂教学上采用理论与实践相结合的方法,能在很大程度上提高教学效果。如果使用传统的实验箱,并口或串口下载,则很不方便,费时费力,难于携带,效果很不理想。若使用简洁实用的单片机实验开发板,通过USB下载线对该单片机进行在线编程并及时很快地作出演示实验,则能及时地在课堂教学上采用理论与实践相结合的方法,能在很大程度上提高教学效果[2][3][4][5]。系统成本低、体积少、使用方便、便于携带。演示实验时系统使用USB口供电,无需额外电源。
1演示实验方法
演示实验系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分由USB下载线,单片机演示实验板两部分组成。软件部分包括USB下载线驱动程序、单片机编译软件及下载软件等组成。
USB下载线可采用ATMEGA8进行USB串口协议的软件模拟和ISP下载来完成。这个USB下载线本身就是一AVR单片机最小系统,在制做完成后首先也得通过其它并口或串口ISP下载线给它下载电路固件程序,这样下载线才能工作。其电路原理图如图1所示。其中HT7536也可简单地用3.6V稳压管代替。
就目前高校单片机课程都讲MCS-51单片机来说,单片机演示实验板中单片机使用ATMEL公司推出的具有ISP功能的AT89S系列的单片机。这些单片机性能高、功耗低,与工业标准80C51指令集和引脚完全兼容,具有可串行下载的FLASH存储器,可通过SPI串行接口对片内存储器进行在系统编程。演示实验板上可设有按键、LED灯、LED数码管显示电路、LCD显示电路、DS1302实时时钟芯片电路、DS18B20数字温度电路、蜂鸣器电路、红外接收、光电开关等。演示实验板力求简洁明了,又能作出含盖教材内容的绝大多数实验,如基本输入输出、键盘显示、定时及中断、串行通信、AD/DA转换及各种可编程接口芯片等[6][7]。当然按教学内容与进度,可设计多个演示实验板,从而使用每块实验板体积不大,也容易设计制作。演示实验板有ISP接口,USB下载线接口的对应接线MOSI、MISO、RST、SCK要与实验板上单片机相应SPI接口一一对应。演示实验板使用USB口提供的电源就能正常工作。
当USB下载线通过USB端口与计算机相连接时,系统会出现“找到新硬件”字样的提示,此时,只要将硬件信息的inf硬件配置文件和含有libusb0.dll、libusb0.sys的文件进行安装即可。
单片机编译软件可采用KeilC51,或使用简单实用的启东达爱思、伟福等MCS51单片机开发系统的软件。教师可在讲解汇编语言程序、C51程序时及时编译得到hex文件便于通过下载软件下载。
程序的下载可使用PROGISP软件进行USB在线下载。PROGISP的主界面如图2所示。
点击“调入flash”,选择要下载到单片机的hex文件,点击“自动”,可将程序下载到单片机即便运行。
2结语
本文介绍的“单片机原理及其应用”课堂演示实验方法,解决在课堂上作单片机演示实验难题。该方法同样便于学生本人进行单片机学习及开发实验,教师在做演示实验的同时也教会了学生对单片机进行设计与开发方法。该方法具有成本低、体积少、使用方便、便于携带等优点。
参考文献:
[1]贾玉瑛,陈波.单片机实验教学改革与探索[J].实验室科学,2008,(6).
[2]龙志强,赵东明,李志斌.“单片机系统设计”课程教学改革探讨与实践[J].电气电子教学学报,2009,(6).
[3]宋志平.“单片机接口技术”课程教学新方法探索[J].中国电力教育,2009,(2).
[4]李红萍.以“提高学生综合能力”的单片机课程教学改革[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(3).
[5]陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2008,(9).
单片机实验教学范文第3篇
[关键词]单片机课程；理论环节；实验教学
1 新型教学法的提出
单片机在工科电类专业教育中占据重要地位，它涉及编程语言、微机接口知识、通信技术知识、硬件电路等。属于技术性、工程性、实践性很强的一门学科。
我们往往认为传统的教育模式都是落后的，其实传统还是有其可取之处的。有些教育者认为传统教育模式的教学目标是向学生传授系统的文化基础知识和专业基础知识，忽视了学生的动手能力，这种认识固然是对的，但更关键的是我们的教育者解决教育问题的方法是否得当，现在好多教师是调动学生动手了，却很少有人能调动学生的能力。在实验课堂中，好多学生进了实验室不知道从何处入手；有的代码都看不全；有的不能按照软件给系统连接硬件；还有好多不会算法……这些明显是理论与实践脱节的现象。因此，熟练掌握指令、程序、算法等软件知识，了解相关硬件知识，加强实践环节是学会单片机所必需的，也是我们教育者所要达到的教学目标。总之单片机是一本书同时也是一种芯片。
2 新型教学法的教学设计
（1）课本知识是我们学习单片机的理论基础。我们可以不了解单片机的内部结构，但是它的各方面的用途必须得弄清楚，要让学生明白它的最小应用系统；要掌握它每一个引脚的用途特点；要会用每一个代码；要会使用内部定时器；要弄清楚如何使用中断；要会编写显示、延时、键盘、模数转换、数模转换、通信等一些常用的简单程序等。这是以后搞单片机实验以及设计开发的理论基础。作为教育者，我们务必做到让每一位学生都能熟练掌握，要对学生的学习情况做到心中有数，这样既是对学生的负责也有利于教学进程的安排。
（2）在实践教学中，不难发现，不少学生只是机械地模仿教师的示范操作，而没有真正做到把操作和书本联系起来，并且有很多的学生是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须读懂。这样根本谈不上培养学生设计电路的能力。学习理论知识和进行实验对所学知识有很大帮助，但要使学生具备应用和简单的开发能力还是很不够的，教师还必须通过一些课程设计项目，来调动学生学习的积极性、主动性，来提高学生的应用开发能力。有条件的学校可以开放学校的实验室供学生设计开发单片机实验项目，也可以由老师组织去工厂定制实验板，充分利用有效的社会资源达到更好的教学效果。
3 单片机实验的特点及问题
单片机是一门实践性很强的学科，教学中需要很多硬件设备，如电脑、实验电路、编程器等。传统的单片机实验教学一般采用验证性的实验教学方法。学生按照实验指导书的实验步骤进行连线，按照参考的实验流程进行软件调试，通过运行程序，最后观察实验现象、记录实验结果。这种实验方式对学生的要求不高，实验也容易完成，而且学生能从中获得感性认识，比较适合单片机实验的初级阶段。
同时，一般单片机实验箱由于是成品，学生很难参与细节设计，因此动手能力的训练也有限。单片机实验室建立成本高，一般学校很少有学生人手一套实验开发系统进行单片机实验及开发。就算有，由于技术的不断更新、设备的不断老化，实验仪器也会很快落后。此外，单片机实验室由于有时间地点的限制，学生除了上实验课外平时难得有机会实践。
这种方式虽然易于操作，但对研究问题、分析问题以及解决问题的要求不高，不能达到培养综合能力的目的，因此需要引入新的实验教学模式。
4 实验教学模式探讨
为了改善这种状况，形成教与学的良性互动，教师首先需要在实验课堂上多启发学生的思维，使枯燥的实验内容变得生动、有趣，有助于学生获得良好的学习效果；其次需要改进实验教学方式、更改实验教学计划、优化实验教学内客，比如采用C语言进行程序设计，比使用汇编语言难度低；比如一些实用性不大的内容直接删掉；此外，还可以建构单片机教学仿真实验平台，通过软件来仿真单片机的功能，节省了硬件投资成本。
一个良好的开始是成功的一半，兴趣是最好的老师。作为教师的我们，要善于抓住这一特点，设计好实验环节的教学，引导学生自主学习，积极思考，把所学的理论知识融会贯通。在实验课程的开端创设良好的开始，激发学生的兴趣。比如，通过生活实例能提高学生的兴趣，否则学生会觉得概念太抽象。另外，应将多媒体技术应用在单片机实验教学中，特别是在介绍操作方法时，多媒体能直观、形象地帮助学生理解。比如，在焊接实验中，我们可以通过多媒体把整个焊接过程的图片展示出来，并注明注意事项，让学生非常容易把握焊接步骤。当然我们也不需要把所有的实验教学内容都展示，很简单的部分就可以直接跳过去。多媒体主要用来提高学生的实验积极性，提高了实验教学效果。
5 理论教学方面
单片机课程是一门实践性很强的课程，它主要体现在硬件和软件的紧密结合，要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构，所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。
在传统的教学模式下，教师习惯于以“单片机简介硬件结构编程指令系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解，这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题，如单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题，很难提高学生的实践能力，导致学生失去学习兴趣。
为了提高学生的实践能力，可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性，一个模块可以是一个单元的知识，可以是几个单元的组合，甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块，大模块可以组成更大的模块，一环套一环，这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈，有利于教师对学生进行有效的指导。比如说，我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块，在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明，存储器结构，指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识，然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块，使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器，并学会用指令对接口进行编程。
单片机实验教学范文第4篇
关键词：单片机接口实验；硕士研究生教学；教学改革
作者简介：闫景富（1978-），男，山西平遥人，中国石油大学（北京）信息学院，讲师；钱步仁（1964-），男，江苏泰州人，中国石油大学（北京）信息学院，副教授。（北京 102249）
基金项目：本文系中国石油大学（北京）2012年度“研究生教育质量与创新工程”项目的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0136-01
电类专业的学生在本科阶段已经学过类似于“单片机原理及应用”的课程，对单片机结构和工作原理以及利用汇编语言或C语言进行程序开发都具备了一定基础。然而，通过以往对学生的调研发现，好多学校在本科开设单片机课程时，采用proteus仿真软件来代替实际硬件电路进行课堂实验，这对初学者而言有一定好处，可以将学生的主要精力放在单片机程序开发上，而不必过多考虑电路相关问题。但另一方面，这也造成了学生不能从电路层面真正了解单片机接口电路的开发，甚至影响了学生对某些编程细节的理解。此外，本科阶段的单片机课程基本处于培养计划中有关MCU、MPU及EDA课程体系的最开始阶段，学这门课的学生首先需要经历一个从电子技术基础、C语言编程等基础知识向以微处理器为核心、通过软件编程实现系统功能的思想跨越，这一思想转变对初学者来讲有一定难度，再加上当时课时又比较紧张，因此除了在课外竞赛或本科毕设中用到过单片机的同学外，多数同学对单片机掌握的情况其实并不理想。而到了研究生阶段，基于微处理器的C语言编程几乎是每个学生应该具备的一项基本技能。为了让学生能更快提高自己这方面的能力，更好地融入到科研项目当中，笔者所在学校面向硕士研究生开设了单片机接口实验课程。尽管学生已经有了相关知识基础，但课堂面临着学生基础参差不齐、课时少、实验内容多等问题，为了解决好以上矛盾，笔者在教学方法上进行了改革尝试，取得了明显效果。
一、转变指导思想，优化教学内容
在以往的教学过程中发现，选课学生的单片机基础不尽相同，多数学生对学过的内容遗忘了很多，甚至有极少数学生以前没有接触过单片机，为了更好地帮助学生回忆知识，让所有学生都能跟上课堂进度，往往要花6～8个学时给学生讲解单片机的结构、片上资源及其工作原理以及单片机C语言等相关知识，即便这样教学效果还不是很理想，在后续的实验课上仍然发现不少同学没能真正消化课堂上所讲的内容。6～8个学时相对课程总的32学时来讲已经算是占用了不少课时，但要想让学生用这么短时间就把之前学的知识完全捡起来，客观来讲确实有一定难度。而且在教学过程中还发现，有些学生尽管单片机知识掌握了，但到编程的时候还是不知道该如何下手，反映出学生对编程的生疏。
针对以上问题，笔者经过认真思考，认为解决问题的办法应该是设法提高学生的主观能动性，让学生利用课外时间通过自学去弥补单片机知识上的不足，而老师在课堂上应更多地以简单实例进行示范性讲解，使学生对编程有足够的认知，对编程别再那么生疏，比如：通过GPIO口控制LED灯亮灭的跑马灯实验，控制七段数码管的静态、动态显示实验，输出固定频率的PWM信号等等。尽管实验内容很简单，但结合完整的程序，通过逐字逐句的解释，学生可以从这些示例中学到很多编程的细节或应该注意的问题。课程初期学生一旦能够顺利融入课程，随着课堂的进行、编程能力的提高，后面较为复杂的实验自然水到渠成。反观以前的教学中，让学生自学单片机的内容，学生觉得很枯燥，而且自学以后还是存在无法解决编程的问题，教学效果受到了影响。
通过调整课程初期的教学内容，帮助学生解决真正棘手的问题，实现从以往以教师为中心的知识讲解向以学生自学为主、教师示范指导为辅的教学模式的转变，不仅节省了课时，同时还提高了学生学习主动性，收到了好的教学效果。
二、更换实验设备，改变教学形式
对于实验课程，实验设备是课堂开展的平台和载体，设备的选取至关重要。以往教学中实验设备采用体积较大的实验箱，实验内容丰富，从简单的有关并行IO口控制的按键、LED灯实验到中等难度的A/D、D/A接口实验，一直到复杂的液晶显示、USB接口等实验，可以循序渐进地培养学生的编程能力，但同时也存在一个弊端，那就是由于实验箱体积较大，只能将其固定放在专业实验室，这在一定程度上给学生带来不便。尽管该实验室是开放的，但难免实验室安排有课或者其他活动，学生对实验箱很难做到“长时间零距离”接触，而这一点在课程初期很重要。上面已经提及，一方面学生已经有了相关知识基础，另一方面课程学时又很紧张，因此从教师角度而言，当然是希望学生能越早下手编程越好，课程的目的是通过大量从简到繁的实验直接培养学生对微处理器常见接口的开发能力，而不希望学生由于接触实验箱的时间得不到保障而影响了学习的进度。
为了能让学生更方便地使用实验设备，我们购买了体积小的实验箱，长、宽、高尺寸仅为200（mm）×150（mm）×60（mm），而且做到人手一个，在整个开课期间由学生自己保管。由于携带方便，所以无论在实验室还是宿舍，学生只要编好一段程序便可很方便地在实验箱上进行调试和验证，这在某种程度上也提高了学生学习的积极性。尽管实验箱体积小，但是支持的实验内容同样很丰富，这主要归功于实验箱上的元器件均采用贴片的小体积封装，大大节省了电路板面积；此外，很多模块并没有直接出现在实验箱上，而是以接线口的形式预留出来，实验箱中再配以一个个独立的功能模块，从而有效减小了实验箱的尺寸。
通过更换实验设备使学生更能方便地验证所编写的程序，提高了学习的连贯性。以往课程的进度基本以课堂为主线，比如一次课或两次课做一个实验，未完成的同学再利用课后时间将实验做完，但由于这种可调节的时间弹性范围较小，再加上学生之间在单片机基础和编程能力上存在较明显的差别，老师有时难以把握课程进度。更新实验箱以后，学生可调配的用来做实验的时间更加充足，学有余力的学生可以走在课堂前面做一些较综合的实验，而基础相对薄弱的学生，可以课外多花一些时间练习编程并随时通过实验箱进行功能验证。整个学习过程中，学生具有更大的独立性、自主性、探索性，[1]这对培养研究生的专业技能和整体素质都是非常有益的。
三、丰富试题内容，调整考核方式
为了能够对学生整个学习过程和学习效果作出合理评价，学生成绩的评定主要源于平时课堂实验的表现和期末大作业的完成情况，两者各占50%的比例。课堂实验涉及的内容较多，其完成情况可以直接反映出学生对知识和编程的熟悉程度以及思考问题、解决问题的能力。为了圆满完成课堂实验，学生的积极性也会相应提高，学生之间经常就编程思路、调试中遇到的问题展开讨论，课堂气氛活跃。[2]老师在和学生讨论的过程中，有时也能被激发出灵感，甚至从学生那里学到一些巧妙的解决问题的方法。总之，课堂氛围好了，大家对课程的兴趣就更加浓厚，能力提高也就更快。
期末大作业都是综合性的实验，通过一个完整的题目，将平时实验中的至少三四个实验内容联系到一起，培养学生工程化、系统化思维，并且在作品提交时要进行简单答辩，这样可以敦促学生更深入地思考问题。大作业的题目要做到动态更新，参考各类竞赛以及教师科研中遇到的实际问题，经提炼形成合适题目后随时加入到试题库中。这些题目不仅可以培养学生分析问题的能力，还可以让学生了解教师的科研内容和目前科学研究的现状与发展。[3]如果有的实验模块实验箱上不具备，可以让学生自行研制或者采用别的资源更丰富的实验箱。
通过加大对学生平时表现的考核比重，丰富期末大作业题目内容，在一定程度上减少了以往少数学生散漫、学习不积极的现象，使得讨论成为了课堂的主旋律，学生的创新思维和综合能力在讨论中得到培养与提高。
四、结论
实验类课程不同于理论课，需要在熟悉理论知识的前提下进行，然而对于我校面向硕士研究生开设的单片机接口实验课程而言，相关理论知识的学习已经过去一两年，而且每个人的基础也不尽相同，因此在以往的教学中面临着诸多困难。通过在教学内容、教学形式、考核方式等多方面的改革，课堂气氛得以改善，学生学习的积极性得以提高，教学质量得到了保证。
参考文献：
[1]宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，29（2）：91-93.
单片机实验教学范文第5篇
关键词：任务驱动教学法；单片机；实验教学
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）012-0205-02
0引言
《单片机原理及应用》是高校工科计算机专业的一门重要专业基础课。在实际教学中发现，由于单片机教学知识点多，既要学习硬件组成和功能，又要学习指令系统、汇编语言、内部资源、接口技术和应用系统设计，加之汇编语言和硬件的配置情况有关，不同的机种有不同的指令系统，可移植性较差。因此，单片机的学习难度比一般课程要大，所花的学习时间也较多，很多学生感到非常吃力 。计算机专业的学生对各种软件编程类课程感兴趣，而对于单片机原理及应用等硬件相关课程的学习积极性不高，导致该课程学习效果差。
通过单片机理论的学习和实践过程，旨在使学生真正掌握单片机软、硬件的开发过程和技能，培养学生的实际动手能力、创新能力、综合思维能力。单片机课程是学习后续专业课程如嵌入式系统原理及应用、嵌入式操作系统的必修基础课，从往届毕业生反馈的就业信息看，硬件知识扎实对学生毕业后不论是从事硬件方面或者软件方面的工作都有很大帮助。因此，在总结自己教学经验的基础上，采用任务驱动的实验教学法，从引导学生的学习兴趣为突破口，突出实践能力培养在教学中的地位，建立以学生为中心的实践性教学模式，激发了学生对该课程的学习积极性，有效地提高了教学效果。
1任务驱动教学法
任务驱动教学法的一个显著特征是：教师的教与学生的学都是围绕着同一个目标、基于几项任务来完成的。基本思路是：把课程学习的目标和内容转化为学生探究学习的任务，然后把一个大的任务再分解成一个或多个更小的任务，在教学过程中，教师根据具体任务让学生提出问题，并通过教师的点拨由学生自己去解决问题。这样在学生完成任务的同时既培养了学生的创新能力和自主学习能力，又使学生掌握了独立解决问题的能力。因此，这种教学方法适合于培养学生解决具体问题和独立分析问题的能力，适用于设计应用性很强的单片机课程教学。
2实验任务设计
任务驱动实验教学中的实验任务设计与编排非常关键，直接影响教学效果。在分析教学大纲和培养目标的基础上，针对计算机专业课程的特点及要求，共编排了8个实验任务（如表1）。每个设计的任务包含了学生要掌握的基本理论知识和操作技能，例如把指令和汇编语言3种程序结构（顺序程序、分支程序和循环程序）分解到流水灯控制（2）实验任务中，通过使用不同的指令和程序结构控制流水灯按照不同规律变化，掌握单片机指令系统和汇编语言程序设计方法。通过控制数码管动态及静态显示的实验任务，学习单片机定时器、中断的使用方法。实验任务遵循由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进的规律，并且具有可操作性和层次性等特点。
2.1可操作性
单片机的第一个实验任务是流水灯亮灭，直接运行不同的控制程序。看到流水灯在不同控制程序下变化闪烁亮灭的效果，学生表现出很大的兴趣，就会带着兴趣和问题进行后续理论课程的学习，设计不同结构的控制程序，控制流水灯按照自己的设计而变化。后续的实验任务也都跟流水灯或数码管相关，程序运行后在实验板上都可以立即看到结果，学生学习非常主动积极，也很有成就感。由于许多理论知识都是学生带着问题自己主动学到的，程序也是自己编写和反复调试才成功的，因此，知识点记得牢、用得活。
2.2层次性
8个实验任务属于验证、设计、综合等不同的层次，学生通过设计性实验加深对理论知识的理解和掌握，通过综合性实验引导他们学会发现、思考寻找解决问题的方法。
根据学生的基础与接受能力的不同，每一个实验任务精心设计分层制定。对于优秀学生，要求能顺利达到教学要求，完成难度较大的综合性程序设计，且能够运用所学知识创造性地解决一些实际问题；对于中等学生，能独立完成中等难度的设计性实验，能运用所学知识解决程度相当的实际问题，能保持对程序设计学习的兴趣；对于较差学生，首先完成验证性实验，然后能在教师和其他学生的帮助下，完成一些较为简单的设计性实验。
比如实验任务4和5中，输出显示可采用流水灯、八段数码管和LCD 3种方式来进行，学生可根据自身的实际情况选择最适合自己的设计难度。基础较好的学生可以选择用数码管和LCD显示输出；基础一般的学生则可以用流水灯和数码管显示输出；基础较差的学生可以编写简单的流水灯控制程序，这样让每一个学生每一次实验都能有所收获，也体现了因材施教的教学原则。
3实验任务实施
3.1充分发挥教师引导作用和学生主体作用
基于任务驱动的实验教学模式中，教师不再是演讲者、知识灌输者，而是整个实验活动的引导者、组织者和监督者。在创设情境形成任务之后，教师要引导学生分析任务、讨论任务的方案、明确任务的方向，为学生搭起支架，并提供指导和帮助。
编写实验指导书是帮助学生顺利完成实验任务的一个重要环节，是指导学生如何进行实验的一个指导性文件。实验指导书包括两方面的内容： 单片机实验硬件、软件使用说明和实验任务指导，学生在实验指导书的帮助下准备实验，遇到问题时，不急于给出答案，而是和学生一起分析找出原因，这样学生在任务驱动下探索运用理论知识创造性地解决任务，通过完成“任务”培养他们的动手能力，提高他们解决实际困难的能力和素质。
3.2使用Proteus虚拟平台
为了让学生随时可以自己进行单片机实验，同时还能不增加实验成本，在教学中引入Proteus虚拟硬件技术，单片机仿真工具Proteus软件可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其电路，可以像使用仿真器一样调试程序。学生只要在自己的电脑上装上Proteus仿真软件，就能在课余时间直接对实验任务进行预先准备，并自己设计仿真电路图，再调试程序，利用课余时间自己动手做流水灯、数码显示、定时中断等设计性的实验任务。
4任务考核评价
实验的成功与否不是以能否正确得出实验结果为依据，而是要看通过实验是否真正使学生掌握了整个设计流程，按逐级达标要求，建立多元实验考核方法，统筹考核实验过程与实验结果，对学生的实验理论、基本技能、设计能力及创新能力进行更为客观的评价。学生每独立完成一项任务，都会获得一定的成就感，这时教师的及时表扬与鼓励，可以刺激学生的学习热情与学习兴趣，增强学生自信，并依据学生的实验情况和实验成果进行总结和反思，使其在不断地建构与完善自己知识结构的同时，提高自我认识与对自身的评价，让学生在一种良好的心理状态下不断学习、进步。
5结语
在实验教学中采用任务驱动教学模式，将理论教学与工程应用紧密地联系起来，达到了应用型人才培养的目标。实践证明，这种教学方法有利于提高计算机专业学生的学习积极性和主动性，有利于培养学生的动手操作能力、综合应用能力及创新能力。
参考文献：
[1]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（5）.
