单片机实验教学
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单片机实验教学范文第1篇
中图分类号：TP368.2 文献标识码：A
文章编号：1672-5913（2007）08-0028-03
The Teaching Reform and Exploration of Single Chip Computer Experiment
ZHANG Xin, ZHANG Yan, YANG Li, GAO Qun
(School of Information and Electronics Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Shandong, Yantai, 264005, China)
Abstract: The necessity of experiment teaching reform of " Single chip computer Principle and Application" curriculum has been analyzed in the paper. the new experiment educational reform plan has be proposed, which’s goal lies in to stimulate the enthusiasm which the student studies, to train the project consciousness and the ability to analysis question and solves question and to enhance student's innovation ability and comprehensive quality.
Keywords: single chip computer experiment; experimental teaching;teaching reform
1 引言
作为典型代表，单片机推动了嵌入式系统的发展，成为现代电子系统中重要的智能化工具。无论是尖端科技，如军事、通信、能源、机器人、交通、IT，还是现代工业、农业、仪器仪表、汽车电子系统、家用电器、玩具及个人信息终端等诸多领域，都离不开单片机，其使用率和普及率远远超过了其他类型的计算机。因此“单片机原理及应用”课程也在高校的计算机类、电子类、电气类、机械类等专业的教学计划中有着特殊的地位。这些专业除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是应用最广泛的手段之一。近年来，在高校中大力推行的各种电子设计竞赛中，单片机已成为主要方法。
2 单片机实验改革的必要性
“单片机原理及应用”是一门理论性和实践性都很强的课程，在重视理论教学的同时，必须重视实验教学。学生通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程，才能更好地掌握单片机的理论知识和应用技能。
传统的实验教学形式单一、方法呆板，实验课一直以教师为中心，学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验。实验技术、手段相对较落后，效率不高。这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，为了适应当今社会对单片机行业人才的需求，必须对单片机实验教学进行改革。
3 单片机实验教学的改革与探索
要使学生真正掌握知识，学会运用知识，必须通过学生的亲身实践。如何通过实验教学使学生进一步巩固和消化课堂上所学知识，掌握单片机应用技术，同时又培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，造就综合型、创新型、复合型人才，具有重要的意义。
3.1 实验教学内容的改革
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。
基础实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。考虑到学生已学习了一些相关的课程，掌握了一定的硬件知识、软件知识以及编程方法，基于学时的限制，这部分的内容可让学生利用课外时间自行完成。
基本接口实验安排在课堂进行，是实验教学的重点。它包括硬件接线与软件编程两部分。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。
实践环节应充分发挥学生的自主性。传统的单片机教学中，实验内容通常是理论知识的验证，很少有应用理论知识去解决实际问题的综合设计性实验。综合设计实验旨在帮助学生全面掌握所学内容，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。安排的内容主要是简单电子产品的设计。在进行综合设计实验时，指导书只给出了任务、要求和原理性说明，学生必须根据实验的目的和要求，独立完成软硬件设计和调试。学生要自己分析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系统软硬件设计的理解。观察实验现象，分析实验结果，写出实验报告。
正确处理好三类实验关系。基础实验、基本接口实验是综合型实验的基础。必要的基本实验是不可缺少的，学生可以通过基本实验掌握单片机的基本原理。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。基本实验可安排在教学环节的前期，其目的在于在教学开始之初帮助学生熟悉单片机软硬件环境。而综合设计实验是为了培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究训练，没有现成的模式可循，主要利用实验后期、开放实验室结合课程设计、课外兴趣小组、大学生电子设计大赛、毕业设计进行。综合设计实验和课程设计虽然有一定难度和深度，但对学生很有吸引力，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，也发挥了学生的学习自主性和创造性。
3.2 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；有些实验，学生要在有限的时间内完成任务是不容易的。因此，编写实验指导书时，要精心设计，对程序比较复杂的实验，给出部分的程序，并将其中的关键语句删去或是用错误的语句来取代，由学生去完善。这样可以缩短学生编写程序的时间，又能使学生掌握其中的关键。重视思考分析题的设计，使学生通过完成思考分析题，拓宽知识面、提高分析问题和解决问题的能力。
3.3 改进实验教学方法
3.3.1 要求学生进行实验预习.
实验预习是提高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。学生通过预习并听了教师的讲授之后，在做实验时就能做到心中有数，实验操作的过程也比较容易实现，还能提出一些问题与指导教师探讨，效果较好。
3.3.2 启发式教学
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，不做正面的回答，而是围绕问题引导学生积极地对待实验中出现的问题，并自己动手独立解决问题。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，创新实验以学生为主的多种形式。鼓励学生结合实际自己立项，独立完成项目。
在实验过程中启发学生寻找解决方法，就能训练学生遇到问题（提出问题）─寻找方法（分析问题）─解决问题的方法和技巧，培养独立工作能力，使实验更具有实践性和实用性。
3.3.3 通过多种渠道实现实践教学
教学过程中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。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，提高学生对单片机应用系统的认识和应用水平。以全国大学生电子设计竞赛、山东省大学生电子设计竞赛为契机，充分调动学生学习的积极性。
3.3.4 鼓励学生利用课外时间到开放实验室进行实验
开放实验室是由教师组织学生利用课余时间开展的教学活动，它是对课堂教学的补充和完善，是学生独立思考、亲自动手的实验环节，也是解决学时少与内容多这一矛盾的重要手段。指导教师可以结合课堂上的内容，提出一些设计性题目或学生自行设计实验题目与方案，由学生独立操作调试，最后写出实验报告及收获。基础好的同学得到了施展才能的机会，可以设计出颇有特色的实验方案，写出很好的实验报告，一般同学也会感到有压力，增强了实验的自觉性。
3.3.5 充分利用多媒体进行实验教学，建立网上虚拟实验室
充分运用现代信息技术手段辅助实验教学，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将文字、图形、图像、声音、视频、动画等集于一体的多媒体虚拟实验软件。形象逼真地将相关的实验内容展现在学生面前，产生动静结合的画面和智能性启发诱导功能，使学生身临其境，直接去感受、体验，便于学生进一步巩固课堂上所学的基础理论，同时了解实验基本技能，使学生在较短的时间内获得较多的信息量，为教学提供高效、交互、实时的操作环境和良好的服务。大大提高了实验教学效率，保证了实验教学效果。
3.4 在专业课程设计中融入单片机内容
为了进一步加强单片机的应用，在专业课程设计中融入单片机应用内容，使之成为专业课程设计的重要组成部分，从而使学生通过专业课程设计获得综合培养和锻炼，具备单片机应用系统的设计、开发能力。
3.5 规范实验报告，改革考核模式
实验完成后，要求学生按规范写出实验报告。实验报告的规范完成，是实验效果的综合反映。
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：期末考试占60%、平时成绩（作业、答疑、课堂提问）占10%、实验占30%，加大实验成绩在整个课程成绩的比重，以促进学生应用创新能力的培养与提高。若实验成绩不合格，则取消其笔试资格。实验成绩的评定方法为：预习报告占10%，硬件电路连接占25%，软件设计占25%，系统调试占25%，实验报告占15%。另外，对实验中出现的问题，根据解决的情况可奖励0～50分（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。
3.6 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。
4 结束语
通过对单片机课程的实验教学进行改革，提高了学生的创新能力和综合素质，激发学生的学习积极性、主动性；使学生能够学到更多的知识，实际操作能力也得到了一定程度的提高。同时也更新了教师知识，提高了教师的综合能力。
实验教学的改革是一项长期而复杂的任务。我们只有立足单片机实验教学的实际，逐步深入，取长补短，推陈出新，才能建立起一套完整的实验教学体系，新的教学方法才能日趋完善，也才能更好地适应时展的需要。
参考文献：
[1] 胡汉才.单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程[M].北京:清华大学出版社,2004.6.
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[4] 唐炜.《单片机原理与应用》课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报, 2002,24(3):21-23.
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[7] 元红妍,张鑫. 电子综合设计实验教程[M].济南:山东大学出版社, 2005.7.
作者简介：
张鑫（1965.5-），女，黑龙江省庆安县人，山东工商学院信电学院教师，副教授，系副主任。主要从事单片机原理及应用、微机原理及应用教学，单片机应用技术和智能控制系统的开发工作。
通信方式：山东烟台山东工商学院信电学院，264005
单片机实验教学范文第2篇
关键词：单片机实验教学 protues 实践
中图分类号：G642
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）005-185-02
1 引言
嵌入式系统正在蓬勃发展，应用越来越广，从最初的MP3、PDA、智能手机到投入工业生产，再到工业机器人、娱乐产品无不是嵌入式的产品。由于单片机的体积小、集成度高、功耗低、抗干扰能力强、控制功能强并且性价比高特点被广泛用于智能仪器、家用电器、医疗设备、汽车电子、航空领域，仪器仪表和工业控制等嵌入式系统产品。从事嵌入式系统开发的人才也越来越多，而单片机设计是嵌入式系统的基础部分和核心部分。
2 传统单片机实验教学的问题
2.1 理论教学与实践教学脱节
从单片机课程开设以来，高等院校也遇到了发现学生的实践能力很差，为了解决这个问题也开设实践教学，但是由于单片机的理论内容较多并且复杂不易理解，理论教学学时占了很大部分的学时时间，实践教学时间较短，学生无法通过较短的时间消化理论的学习。另外由于学校实验室的客观条件，实验设备不能满足一人一台的标准，使得有些学生只能看不能做，达不到实践教学的效果。由于大部分单片机课程教学的内容与实践的内容很难同步配套，使得学生很难很好把理论知识和实践联系在一起，学生做完了实验也没有达到消化理论知识的效果，这样使得理论教学与实践教学脱节。
2.2 汇编语言不适合初学者
目前大部分高校采用的单片机教材是汇编语言编写的，汇编语言虽然直接控制底层硬件，能够很好地理解单片机的工作原理。但是其与硬件细节关系密切，编写代码需要对硬件有很好的理解；指令复杂较多，程序编写繁琐，调试、维护、交流、移植困难，这些对初学者来说增加了很大的难度，使得学生学习兴趣越来越低。
2.3 实验设备的弊端
由于大部分高校实践所采用的是一些公司设计的实验箱，这些实验箱的硬件一般都是固定的，无需学生额外的设计，只需连线而已。这无疑存在一个很大的弊端，学生实践课的主要任务是机械的连接线路，无法施展自己的创造性思维，使得学生产生认知上的误区，认为单片机的系统开发就是在一个实验箱上连线。而事实上单片机与硬件有密切的关系，是需要系统的开发与设计，这样使得学生在实践当中无法理解单片机硬件设计的方法和工作原理，对于单片机系统设计无法理解其要领。另外，实验箱很难扩展其硬件部分，使得学生很难根据自己的想法设计，这样很难培养学生的创新能力和系统调试能力，使得实践教学达不到预期的效果。
3 Protues仿真软件在单片机实验教学中的探索
3.1 Protues仿真软件
基于以上目前单片机实践教学现状的分析，目前用于单片机仿真的软件较多，但是大部分侧重于软件仿真和算法的验证，使得学生无法进行单片机硬件开发；而一些软件则侧重于硬件的仿真，但是仅对CPU进行仿真，对于电路无法仿真，这使得学生无法系统的学习单片机的软件和硬件。对于单片机这样实践性很强的课程，提出了基于Protues仿真软件的实践教学。Protues仿真软件不仅可以对CPU而且对CPU电路的仿真能力很强，使得Protues仿真软件成为目前业界公认最好的仿真软件之一。Protues仿真软件是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件，它不仅具有EDA工具的仿真软件功能，还能仿真单片机及器件。它是目前最好的仿真单片机及器件的工具。Protues具有显著的优点：
(1)支持当前的主流单片机，如8051系列、AVR系列、PIC系列等，提供丰富的接口器件。
(2)支持各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、逻辑分析仪等。
(3)支持模拟电路、数字电路及其单片机电路的仿真，如串口，I2C，SPI，键盘显示板，LCD显示等。
(4)强大的原理图绘制功能，可以在该软件中绘制电路的硬件电路原理图，具有较强的电路仿真能力。
(5)支持调试手段，在硬件仿真系统中可以设置断点、单步、全速调试，在软件调试中可以观察各个变量、寄存器的当前状态。
(6)支持第三方软件编译和调试环境。如Keil等。
3.2 Protues在单片机实践教学中的应用
基于Protues仿真软件是单片机实践教学的得力助手，其不仅把单片机具体功能形象化，达到了实物演示的效果，也可以将单片机的一些运行过程形象化，这是实物无法达到的效果。利用Protues提供的大量的元器件，可以解决学生在实验室有限的时间下和条件下无法完成的问题。学生可以课外根据自己的想法设计自己的作品，这样对单片机的硬件和软件可以有一个很好的理解。随着现代科技的发展，仿真技术已经越来越为重要，尤其是对许多前期产品的设计。它具有很强的设计灵活性，结果、过程的统一性。这样对实验室有限的硬件资源无疑提供了极大帮助，并且使得设计时间大大缩短，减少元器件的浪费。这样让学生大胆学习，创造性思考和设计，随之学生的兴趣也提高了，形成了一个良性循环，从根本上解决了单片机实践教学的弊端。
4 构造一个真实的单片机实践环境
4.1 单片机实践环境C语言的选择
单片机的C是在标准C语言的基础上扩展而来的，对于初学者无疑是最佳的编程语言选择，其不仅具备了汇编语言的一些特点，支持直接对物理地址的访问和硬件设备的操作，而且还具备了标准C语言的优点：
(1)简洁紧凑、灵活方便。这使得其可以像汇编语言一样的对位，字节，寄存器进行操作。C语言的语法限制不太严格，程序设计自由，语法比较灵活。
(2)运算符、数据结构丰富。C语言的运算符类型丰富，表达式类型多样化，可以灵活的使用各种运算符，数据类型丰富，能够实现各种复杂的数据结构的运算，这样对学习单片机的初学者很容易掌握。
(3)C语言是结构式语言。这种结构化编程使得程序层次清晰，便于使用，维护和调试。它是以函数形式提供给用户的，这些函数可以方便的调用，实现了模块化编程。
(4)生成的目标代码质量高，程序执行效率高。C语言不依赖于具体的硬件系统，其对于不同硬件而言，移植起来极为方便。C语言支持多种操作系统，随着单片机的深入学习，学习嵌入式操作系统的时候，需要移植操作系统，这就是其他语言不可比拟的优点。
4.2 构造一个真实的实践环境
虽然Protues仿真软件可以提供很好的仿真实验平台，但是与真实的实验环境还是有差距，首先应用Protues仿真软件仿真好单片机系统，然后动手实践设计制作出该系统。所需要的芯片可以通过网站申请获得或者利用实验室现有的芯片。现在，随着制作开发板的公司越来越多，开发板的价格也比较便宜，在100元左右，而且单片机的种类也很多、资源丰富，支持在线下载程序和仿真。利用其开发板的资源如A/D、D/A、PWM、温度传感器、串口、红外传感器、液晶等制作自己的作品。这样构造出一个真实的应用环境，在制作过程中可以增强分析问题、解决问题的能力。每年学校都会组织学生参加省电子大赛或者全国电子设计大赛，并且学校会安排老师进行比赛方面的培训并给予很大的支持。参加电子设计竞赛会增强自己调试能力，分析问题，解决问题的能力。经过比赛会学到很多平时学不到的东西，自己的动手实践能力和实际应用能力会有较大的提高。
5 结束语
单片机实验教学和实践是单片机课程非常重要的组成部分，重在培养学生的对单片机乃至嵌入式的浓厚兴趣，使得他们在以后的学习过程中，能够自发的学习各种电子技术。该课程也旨在锻炼学生的动手实践能力，分析问题解决问题的能力。作者结合自己在教学的实践心得，提出了通过Protues仿真软件来培养学生的软件设计，接口电路等硬件设计能力并且鼓励学生自己亲手实践自己制作单片机系统于达到理论与实践紧密结合的效果。
参考文献：
[1] 周航慈.单片机应用程序设计技术(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3] 宗慧.以能力培养为核心的单片机教学与探索[J].中国科技信息,2010,(11).
[3] Proteus介绍.嵌入式系统设计仿真与开发平台研讨会专刊[C].
单片机实验教学范文第3篇
关键词 单片机；现场教学；实践教学
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)06-0131-02
Teaching Reform and Practice of Scene Teaching Mode for Microcontroller Course//Fan Jian, Li Jun, Xia Ruting
Abstract The paper discusses the reform and practice of the scene teaching mode in microcontroller course. Three of the main problem in the current microcontroller course teaching was presented at first, some efforts was put forward such as teaching experimental installation, teaching process planning and teaching conception reforming etc. It can be spread and exploitation in teaching other technical curriculum.
Key words microcontroller; scene teaching; practical teaching
Author’s address School of Mechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou, Zhejiang, China 310018
单片机课程是实践性很强的专业技术课，对于台州学院机械专业的学生而言，他们相关知识学得浅，且先修电控类基础课程的实践也相对较少，单从课堂教学来看，其理论概念抽象，教学内容枯燥乏味，学生学习该课程的主动性和积极性不够，该课程的教学效果不甚理想。通过对单片机课程教学改革，把单片机课程理论教学及时有机地融入实验教学中，将理论和实践教学“捆绑”在一起，让学生边学边练，围绕单片机课程的现场实验教学模式进行有益的探索和实践。
1 单片机课程教学中存在的几个问题
分析台州学院机械专业单片机课程的理论和实践教学过程，以下2个问题比较突出。
1.1 单片机课程理论和实验教学在时空上脱节，实验教学效果不理想
单片机课程教学安排一般是将某个单元的理论知识系统讲完之后再安排实验教学，这种安排表现为理论和实践的教学在时间和空间上是分开进行的。由于课程的理论知识内容比较抽象，学生学完理论知识后不容易及时理解和掌握，在规定时间内学生能够完成实验的比例不到一半，实验效果很不理想，甚至出现随着课程往后推进，学生对课程学习兴趣的程度逐渐下降的不良现象。
1.2 单片机应用技术更新速度快，学校不可能同步更新昂贵的教学实验设备
目前比较主流的实验设备结构复杂，且厂家一般不提供完整电路设计原理图，学生难以完整地理解和掌握实验原理；另一方面，当今时代电子科技发展迅猛，芯片和功能模块器件更新速度很快，虽然厂家每年都会适时推出新产品，但对于高校而言，不可能每年花费巨资去更新价格昂贵的单片机实验设备。
2 单片机课程现场实验教学改革的实践
针对上述单片机课程教学过程出现的问题，对该课程进行现场实验教学改革的实践，把单片机课程理论教学及时、有机地融入实验教学过程当中，以学生实践为主体，将单片机课程理论和实践教学“捆绑”在一起，进行一系列有益的探索和实践。
2.1 购置单片机学习开发板，用于现场实验教学，将课程实验向课外延伸
为有效开展现场实验教学，课程组在学科的支持下为课程教学改革试点班级的每位学生购置单片机实验开发板套件。单片机课程的现场教学实践都是基于该开发板进行的。此外，学生还可以在宿舍利用课余时间自行学习和调试。学生在课程学习期间，每人拥有一套单片机开发板，有利于学生将单片机的学习和实践从课堂向课外延伸，便于他们进行自主的学习和实践。
2.2 应用现场实验教学，更新教学内容，重构教学过程，强化平时训练
在单片机课程教学计划的安排上，打破以往理论教学的章节结构，对教学内容更新和整合，根据现场教学的特点，重构教学过程，形成“单片机简介及其设计开发流程”“单片机内部硬件结构及编程初步调试”“C51初级编程技术及接口技术初步应用”“C51高级编程技术”“单片机中断控制技术及其应用”等12个专题。以现场理论讲解、现场理论实验验证、基本应用和综合设计应用的形式进行现场实验教学，边学边练。应用现场实验教学进行一系列有目标的实例引导和实践练习，强化平时训练，使学生在每堂现场实验课都有新的收获和提高。
2.3 改革教学理念，强化学生动手实践的主体
在以往“灌输式”教学模式下，学生普遍感觉课堂上学习的理论知识抽象晦涩，他们在实验时也只能依葫芦画瓢，学习的积极性和主动性不高。现场实验教学彻底打破传统学习模式，将学生推向教学的前台，学生实践成为课堂教学的主体，进一步激发学生学习热情，提高学生举一反三、自主创新的能力，使教学过程更加融洽、和谐。
2.4 关注行业最新动态，及时引进和应用最新技术
通过现场实验教学，及时引入最新的功能模块，让学生及时把握行业发展动态，提高自身的竞争力。而且，在当今产业激烈竞争、企业转型升级的关键时期，越来越多的用人单位更加注重于学生掌握并运用最新技术的能力。
3 取得的教学效果
通过台州学院单片机课程组教师的共同努力，学生对单片机课程的学习取得明显的成效。
3.1 学生对课程的学习兴趣浓厚，教学效率、实验效果明显提升
随着课程教学的推进，学生从开始学习时表现得很依赖教师指导，逐步过渡到基本能够独立完成实验，到课程学习的后期，大部分学生已经能够根据教师分配的课题独立进行设计和实验。学生逐渐养成主动思考分析的习惯，学习能力有很大提高，课堂学习常常出现“你追我赶”的好现象，减轻了指导教师的压力，培养了学生的合作精神和创新意识。
3.2 学生参与科研实践的积极性和动手能力显著提高
单片机课程教学为学生进行机电一体化设计打下良好的基础，学生参与科研实践的积极性和动手能力显著提高。自2009年以来，该教改试点班级有近90%的学生申请并完成实验室开出的电控类开放性实验，有近80%的学生参与了学校举办的浙江省大学生机械设计竞赛选拔赛，学生申请并获批浙江省新苗计划项目有3项，由学生申请并已受理的实用新型专利有5项。
4 结语
单片机课程应用性很强，针对这个特点，通过对单片机课程进行现场实验教学改革的实践，教学质量显著提高，进一步提升了学生学习专业课程的兴趣，为后续专业课程的学习与实践提供了很好的学习基础和学习方法。现场实验教学模式经过近2年的教学实践检验，显示出良好的实践效果，对其他专业课程的教学也有较大推广价值。
参考文献
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[2]徐敏,卢周平.“单片机原理及应用”课程教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2006,25(1):82-84.
单片机实验教学范文第4篇
关键词:单片机实验 proteus 教学改革 能力培养
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0213-01
在单片机学习过程中,单片机实验课程是必不可少的重要实践环节,它不仅为单片机课堂教学提供了一个实验平台,而且通过单片机实验实际内容的编程,使学生对单片机的工作原理及特性可形成直观的感性认识,从而深化课程内容的理解,让学生更好地掌握单片机原理及其实用接口技术。
针对独立学院三本学生的实际情况,大部分学生理论研究水平较二本学生和研究生相对弱点,在教学过程别是实验课程应该以提高学生的实践动手能力为主,加强实践教学环节,提高学生的实际动手能力,培养学生的创新能力和解决问题的能力。
传统的单片机原理与应用实验课程一般都是16学时,在实验室实验箱上编写程序,基本上不需要完成硬件的连线。各个学校实验箱有限,而且实验室课程比较满,很少有时间开放给学生自己做实验。从而导致学生自主学习能力下降,编程能力很难提高。
1 改革教学方法
传统的教学方法是通过实验箱编写程序完成某个实验内容的完成,由于实验课程课时一般不多,学生在实验室做实验的次数非常少。再加上实验课程上面的一些实验都是验证性的实验,有参考程序,学生就真正独立设计的机会比较少,达不到设计的目的。
基于以上原因,我们做以下几点改革。
(1)根据单片机实验箱要求做的几个单片机实验在proteus仿真软件设计一个电路图,每个实验都可以在这个仿真电路图上运行调试。以满足学生在宿舍也可以编写程序调试电路。
(2)上单片机实验课的时候,在教学生编写软件程序之前先教学生在proteus仿真软件上如何设计单片机硬件电路,让学生在编写软件程序之前先了解好硬件电路实现的功能,对编写程序有很大帮助。
(3)采用合一教学,每讲一个知识点,就让学生动手操作完成内容。不懂的问题当场解决。对软件使用或者比较难编写的程序采用一步步现场教的方法,让学生更加容易掌握并消化。
2 学生考核方式的改革
传统单片机原理与应用实验都是采用闭卷考试,学生往往要花很多时间去记一些编程语句,而在独立设计上面花的时间就很少了,针对这一特点,我们对学生成绩的考核采用多样化,主要包括以下几个内容。
(1)平时成绩:占20%,把平时成绩提高起来督促平时学生认真学好每一节课程。平时每次实验都要验收一个成绩,最后把每次实验的验收情况综合打一个分,这样可以让学生把学习重在平时过程,也培养学生遵守课堂纪律和自我管理能力。
(2)上机考核成绩:占40%,利用实验室将过去的闭卷考试改革为开卷上机编程考核,要求学生在规定时间内完成一个小任务设计比如说按一个按键实现8个发光二极管左移流水灯功能,再按一下暂停,按另外一个按键实现8个发光二极管右移流水灯功能,再按一下暂停,对有创新思路设计的学生成绩有加分,激发学生的创新潜能。
(3)课后制作成绩:占40%,每学习完一个实验内容知识点后出一些小型题目让学生独立设计制作,因为是用proteus仿真软件设计的,所以学生们在宿舍也可以进行编写程序并调试。解决了只有去实验室上单片机实验箱才能调试程序的缺点。当整个单片机实验课程学习完毕后出一些综合型的小项目让学生选择适合自己的题目制作,比如数字钟,抢答器,交通灯,液晶显示等。
通过这种考核方式的改革,使学生把被动的学习编程转为主动的编写程序。从易到难,从小到大。使学生从单片机编程刚入门到会做大型电路的编程。
3 举行课程电子设计竞赛培养学生的创新能力
针对单片机实验课程,每个班级实行电子设计竞赛方式促进他们更好的学习掌握单片机原理实验这门课程,每次课程快结束的时候布置一些综合些的单片机赛题,把单片机原理与应用实训结合进来一起进行。要求学生在proteus仿真软件上绘制硬件电路图,然后编写程序进行仿真设计,知道任务要求完成了,再制作硬件电路板,下载调试好的程序。
我院定期举办单片机电子设计竞赛以及电子制作入门比赛,各种各样的赛事提高了学生们的动手实践能力和创新能力以及培养他们的团队精神。学生利用课余时间查找资料、方案论证、电路设计、编写程序及最后对电路仿真调试并进行硬件制作。学生把所学的知识真正的应用到实际项目中,提高了学生项目的开发能力,激发了学生的创新实践能力。
4 结语
通过这几年的教学情况来看,这种教学方法很受学生欢迎,学生们每次来实验室上课的时候都有一个自己预习好的并且已经调试过的程序,在课堂上面调试起来就非常方便。充分提高了学生的学生兴趣并且提高学生的动手实践能力和创新应用能力,每年都有学生参加各种电子设计竞赛都获得好成绩。从大四的毕业生做毕业设计情况来看,也发现单片机proteus仿真软件的作用是非常巨大的。
参考文献
[1] 白驹行,雷晓平.单片计算机及其应用[M].成都:电子科技大学出版社,1997:8～49.
[2] 赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京:人民邮电出版社,2003.
[3] 张齐,杜群贵.单片机应用系统设计技术[M].电子工业出版社,2004.
单片机实验教学范文第5篇
关键词：单片机原理实验；开放式；模块化；实验教学模式
中图分类号：TN710 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0135-02
理工科高等院校大学生的素质教育应以培养学生创新精神和实践能力为重点进行开展。而实验教学所具有的生动性、真实性和互动性等特点，使其在培养学生创新精神和实践能力等方面表现尤为突出。近年来，为了适应高等院校理工科高素质人才的培养，以及未来社会对复合型人才的需求，很多文献提出开展实验室开放和设置验证性、设计性、综合性、创新性以及研究性等实验项目类型多样化的实验教学新思路，并从实验室开放运行管理和实验项目的设计和验收等方面作了详细的探讨，取得了很多的实际成效，这充分肯定了实验室开放和实验项目类型多样化等实验改进措施在培养人才创新精神和实践能力等方面的重要性，但同时在日常实验教学中也发现其面临着一些其他问题，据实际调查，15.6%的学生对实验室开放后实验内容连贯性、实验课时保障和实验结果验收等问题存在一定的不满情绪。本文以单片机原理实验课为基础，本着以人为本、因材施教的教学理念，以验证基础、鼓励探索为指导思想，以实验内容连贯、实验过程独立和考核形势多样为原则，构建一整套单片机原理“开放式”模块化实验教学模式，经实际测试，该模式在单片机原理实验教学中实验教学效果良好，并探索着将其经验向其他类似实验课程进行推广。
一、“开放式”模块化实验教学新模式
单片机原理实验课是电子类学科中实践性较强的一门课程，不但是学生了解硬件电路设计和底层汇编程序的基础，而且也是学生从《模拟电路》、《数字电路》和《电路原理》等基础课向专业课过渡的重要桥梁。针对大多数高等院校在该课程实验教学过程中师生经常反映的问题，本文构建了“开放式”模块化单片机原理实验教学模式。该教学模式针对以往单片机原理实验教学存在的问题，以提升实验效果为核心，以整合资源、注重实效、鼓励创新为原则，打破传统的理论加实践运行模式，引入课题组负责、多平台操作、网络互动和多元评价机制等概念，将束缚单片机实验教学的课时少、内容多和评价机制单一等问题进行有效解决。
二、新模式的构建思路与实践
1.课题组负责的管理模式打破开放式实验时间局限。开放式实验模式的建立，要求实验指导教师投入更多的时间和精力去解决实验开放过程中出现的问题。传统的单一实验教师负责制在此种情况下，略显不足。而实验教学课题组的建立，正好弥补因此而产生的缺口。课题组实行组长负责制，成员由2～4名实践经验丰富的指导教师组成，课题组统一制定实验大纲、设计实验内容、编写实验指导书和设定评价机制。为保证开放式实验的顺利进行，课题组在单片机原理实验课开始之前统一对全部学生进行实验室管理规则、实验网络预约系统使用、实验装置使用细则和实验评价机制等问题进行说明。课题组根据学生实验预约情况和指导教师工作安排合理规划教师值班表，确保学生在实验室期间指导教师能够指导其实验和验收实验。此举为学生利用实验室资源、亲自动手验证实验、设计实验提供了时间、空间和技术上的保证，大大提升了实验教学的效果。
2.依据多种实验平台量身打造模块化实验内容。单片机技术发展日新月异，建立在“51”平台的传统单片机实验装置越来越多的受到了由AVR、PIC和STM32等微控制器构建的实验开发学习板的冲击，据统计有多达数十种的单片机实验开发学习板在“淘宝”网站上出售，价格在100～200元，资料齐全且功能丰富，一些动手能力强的学生在这些实验板上自学单片机技术，成效显著。课题组不要求学生完全拘泥于实验室的实验装置，而是鼓励学生放开手脚，在不同的单片机实验平成实验任务，并根据单片机原理实验教学大纲，以内容连贯、层次分明为原则，将18个实验题目分为基础层、应用层、提高层和创新层这4个模块化环节。各个层次实验的设置内容相互衔接，难度依次递增，学生可以在任意平台上完成实验任务，形成了时间离散、形式多样而内容丰富的“大实验室”局面。
3.借助网络平台的实时互动。实验教学的开展不能被传统的“一对一”或“一对多”等模式所束缚，应顺应实验教育发展的新趋势而积极求变。随着校园无线局域网的普及和学生手机用户的增多，QQ群、微博和讨论组等一大批移动互联新技术将为实验效果的提升带来质的飞跃，师生之间授课或讨论的地点不再局限于实验室，时间也不再局限在宝贵的45分钟内。课题组按年级和兴趣分类而组建的QQ群和微博账号负责及时实验信息和进行实验讨论，大范围、长时间的讨论使实验教学在网络中实现良性互动。据统计，我校2009级和2010级电子专业学生加入单片机实验QQ群的人数达95%，月人均技术类提问数达5.6个，69.5%的技术类问题都是由学生自己解决；课题组设立的微博账户平均每天实用性、前沿性技术信息20条，学生覆盖面达75%。这些新技术、新手段在实验教学过程中的应用，为学生在课堂和实验室之外开创了自由沟通和交流的新平台。
4.多元化评价机制培育创新之花。学生实验课程的评价机制对学生开展实验的认真性和积极性有着重要影响。对于单片机原理这种强调过程、强调理解、重在应用的实验课程，不能通过简单的实验现象或是实验报告来认定实验的成绩。课题组在设定的4个实验层次的基础上，遵循导向性、独立性、发展性和可操作性等原则，以“诊断、改善、激励”为目的确立了自我评价、同伴评价和教师评价三个评价主体，综合考察学生的实验准备能力、实验操作能力、实验设计能力和实验报告撰写能力，并加大分析实验和设计实验能力的考核权重。课题组在实验课程后期安排固定的实验讨论活动，师生在共同探讨实验过程中发现的问题或提出新的实验设计方案，在师生平等而和谐的学习互动环境中让学生成为真正的实验主体。2009级学生康德会和申仁玉总结单片机实验装置存在的资源占用率高、软件平台封闭等问题，自己设计并制作了STC和AVR多功能单片机开发学习板，因便于操作，资源开放等优点现已应用在我院电子工艺实习、单片机原理实验和课程设计等环节，深受各级同学的喜爱。
在单片机原理实验课引入“开放式”模块化实验教学模式后，课题组统计了近2年学生在该实验课程的表现，每年学生自主设计实验20余项，其中创新性实验占40%，55%的学生利用实验室开放时间完成了预习和练习工作，29%的学生在自有实验开发板上完成实验内容，实验成绩优秀率达42%，实验教学效果有了较大的飞跃。新的教学模式在“以人为本、因材施教”的原则下优化了教学资源、丰富了实验内容、完善了评价机制、顺应了实验教学改革发展的方向，具有很好的推广和借鉴价值。
参考文献：
[1]李晓莉，侯玲玲，郝雪.高等学校开发式实验教学模式的问题分析及对策[J].沈阳建筑大学学报，2011，13（3）：282-283.
单片机实验教学范文第6篇
关键词 单片机 实验教学 兴趣引导
当前，基于单片机课程多基础、多理论的特点，在教学过程中不少学生反应单片机课程难以理解，单片机实验更是不知所云，整个实验结束后也没有达到预期目标，因此有学生觉得难学而教师觉得难教的情况。可见，以往单片机的课堂教学及实验中存在诸多问题。
1 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，按照参考的实验例程进行软件调试，通过运行成寻，最后观察实验想象、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。
2 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。下面具体介绍这些教学方式。
2.1 兴趣引导法
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。
2.2 开展综合性实验
为了提高学生兴趣，将前面的传统的独立、分散的实验项目进行整合，形成一个有机整体，构建成一个温度控制系统，系统框架如下图1所示：
该温度控制系统能实现的子功能如下：（1）单片机系统的认识：对单片机应用的最小系统进行整体介绍，可以通过单片机控制一个发光二级管的亮灭来实现。（2）键盘输入和数码管显示设计，可以通过软件对数码管的显示进行控制，可由键盘输入来控制。（3）模数转换程序设计，模数转换的启动、输入、输出，都可以通过单片机来控制。（4）串行通讯接口实验，编写单片机的发射与接收程序，可以选择查询方式或者中断方式进行。（5）系统硬件调试，通过实际调试，掌握相关硬件电路的连接方法以及单片机接口时序的信号特点。（6）温度采集转换部分，了解温度传感器的原理及变送特点，LM358的工作原理。（7）蜂鸣器特性分析，蜂鸣器的驱动电路分析，三极管特性及基极电阻大小分析。（8）采用C语言进行程序设计，对初学者来说，汇编语言还是有一定难度，因此初学阶段可以采用C语言来编写相关程序，相比汇编语言，C语言是结构化语言，程序容易编写，而且程序容易读懂，修改方便，可移植性高。
2.3 建构单片机教学仿真实验平台
用Proteus仿真实验平台进行单片机实验教学，只需配置有限的硬件设备，就能很好地解决设备投资、更新与维护等问题。对于单片机硬件电路的调试，Proteus提供了丰富的测试信号，比如模拟信号和数字信号。单片机实验过程分为硬件调试、软件调试和综合调试。硬件调试部分由Proteus软件完成，软件调试部分需要用Keil软件完成。一般情况下，Keil只需要基本使用功能，其主要任务是将源程序调试通过后生成相应的hex文件，在综合调试时在Proteus软件中将芯片的属性与hex文件进行绑定。
熟练掌握Proteus和Keil软件后，可用Proteus代替硬件试验箱，使用单片机开发软件Keil进行软件调试，设计出51单片机仿真实验系统，比如LED显示、数码管的显示、键盘开关控制、模数转换、串口通信等。Proteus和Keil软件安装方便，两者的组合使得单片机仿真实验平台具有更强大的功能，改善了原有试验箱教学的单一模式，为单片机实践教学提供了方便、快捷的方法，并且弥补了实验室硬件设备投资的欠缺。
单片机实验教学范文第7篇
【关键词】智能仪器与检测技术;实验教学;多媒体
1 引言
智能仪器与检测技术是高校自动化及相关专业的一门重要课程，它集技术性、工程性和实践性于一体，是一门涉及传感技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信号分析与处理技术、数据通信技术、模式识别技术、可靠性技术、抗干扰技术和人工智能等多门学科的现代综合技术[1]。该课程知识面广，综合性强，学习难度较大，因此其实验教学环节显得尤为重要。通过实验教学促进学生对以传感器为核心的检测技术，对以单片机为核心的智能仪器技术的理解，增强学生的工程实践意识，培养学生应用系统设计的能力。本文从课程教学的需要和培养具有设计能力的人才的观点出发，对实验教学改革措施进行探讨。
2 实验教学的现状
智能仪器主要包括将被测非电量转换成与之相对应的电信号的传感器部分，对传感器的信号进行进一步的滤波，放大等的信号调理电路，以及以单片机为核心对信号进行处理，通信和控制的信号处理单元(如图1)[2]。
图1 智能仪表结构原理图
因此，在中国石油大学(华东)的智能仪器与检测技术实验室中，相应的实验内容也由传感器，转换电路以及单片机这三部分组成。传感器及转换电路实验主要使用CSY-968传感器实验仪，进行电阻式，电容式，电感式等多种常用传感器的静态和动态特性实验，以及移相器，相敏检波等转换电路实验，单片机实验则使用XYZ-22型综合实验仪，进行LED显示，A/D转换等多个以8051为核心的单片机基础实验，实验室目前共开设实验项目二十一个，能够比较全面地培养学生的动手能力，完成《智能仪器与检测技术》课程的基本教学要求。目前实验室存在的问题主要有:实验项目比较基础;实验内容多为验证性的;教学手段比较传统。针对以上问题，提出了下面的教学改革方案，以改善实验室的教学条件，增强实验教学效果。
3 增加学科领域新型、高端实验项目
近年来，随着半导体，计算机技术的飞速发展，智能仪器与检测技术出现了如下趋势:微型化;多功能化;人工智能化;网络化等[3]。这些发展变化的技术背景就是硬件及软件的不断发展及创新。而实验室目前只能进行学科基础性的实验，非常不利于学生了解学科发展的情况，掌握工程实践所需要的高级技能，从而限制了学生水平的提高。为此，有必要增加学科领域新型、高端的实验项目。
从检测技术方面，大量应用新技术和新的物理效应的传感器得到了广泛的应用，如光纤，超声，红外，光电等，应适当引进相应的实验仪器和项目，引导学生了解和掌握这些新型的检测技术。从单片机方面，MCS-51系列8位单片机由于使用时间长，性能价格比高等特点，在国内仍然有比较广泛的应用，但是，单片机发展速度极快，大约每二、三年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番[4]，大量其他系列的单片机不断投入市场，以其多功能、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能等优势在设计中占有越来越重要的地位，因此需要增加AVR，DSP，ARM等系列单片机的相关实验。这不仅可以满足学生拓展知识面的要求，而且可以为学生的电子设计竞赛和毕业设计等活动提供强大的物质支持。
4 增加设计性，综合性的实验内容
智能仪器与检测技术是一门与工程实践结合得比较紧密的课程。而实验室目前开设的实验项目多为验证性的。验证性的实验有利于巩固学生所学的传感器和单片机的相关理论知识，有利于提高学生的基本实验技能，但是却很难培养学生的工程综合与应用能力，理论与实际相结合的能力和创新研究能力。因此，必须在保留经典的验证性实验项目的基础上，增加设计性，综合性的实验内容。
设计性，综合性实验主要是讲义上给出实验目的或题目，要求学生据此查阅大量相关的资料或文献，了解实验原理，选择实验仪器，列写实验步骤，最终完成实验并撰写实验报告。例如:智能温度控制实验，要求学生使用8051单片机设计一个控制电热杯加热水温度的应用系统，这个实验综合了传感器热电阻Pt100及其转换电路，8051单片机的软件与硬件设计等多方面的知识，实质上就是一个完整的智能仪器的设计过程，学生必须综合运用所学的知识，才可能独立完成实验。这样的实验有趣味，有难度，可以拓宽学生的知识面，激发学生的实验兴趣，增强学生的实验技能，提高其知识综合运用的能力，培养学生的创新意识和创造能力，从而提高学生的就业竞争力。
5 充分利用网络资源和多媒体技术，改进教学方法
实验室目前采取的教学方法比较传统，概括地讲就是实验前统一讲授，实验中个别辅导。由于实验前需讲解多个实验，所以每个实验不可能面面俱到，只能点出实验要点和注意事项，实验中，由于实验项目和学生众多而时间有限，因此个别辅导的面也不广。这样学生的预习工作对教学效果影响很大。要改变这种现状，必须充分利用网络资源和多媒体技术，改进教学方法。
多媒体辅助教学是一种以多媒体计算机系统为主要教学媒体的新型教学模式[5]。它可以实现课堂教学的全员性、大容量、多信息、多趣味和高效率，能帮助教师更好地完成教学功能。为此提出两点教学改革的方案，一是制作大量优质的CAI多媒体实验教学课件，在师生面对面的教学中产生图、文、声、像并茂的效果，刺激学生的科学灵感，强化知识的印象，加大知识信息传播的力度和深度，以弥补传统实验教学的不足，提高实验教学的效果。二是充分利用网络资源，积极开发网上智能仪器与检测技术虚拟实验室，使学生在上课之前可以进行模拟实验，从而提高预习深度，最终改善教学效果。
6 结束语
综上所述，由于本科生智能仪器与检测技术实验教学存在着实验项目比较基础;实验内容多为验证性的;教学手段比较传统等方面的问题，本文提出对实验室硬件条件，实验内容，教学方法等方面进行改革，其中部分方案已经实施，并明显地提高了教学效果，但实验教学改革的某些具体环节仍需我们不断的进行探索和研究。
参考文献
[1] 王仲生. 智能检测与控制技术[M]. 西安:西北工业大学出版社，2002:1-2
[2] 孙宏军，张涛，王超. 智能仪器仪表[M]. 北京:清华大学出版社，2007:2
[3] 林月芳，吉海彦. 智能仪器及其发展趋势[J]. 仪表技术，2003(1):37-38
单片机实验教学范文第8篇
关键词：理论教学 实验演示 考核方式
1.引言
《单片机原理与应用》课程是一门工科专业学生必修的实践性强的技术课程，有几个主要的任务：首先，让学生掌握单片机的基本原理与应用，了解单片机的内部结构、硬件部分的工作原理及使用方法和单片机应用系统的组成原理，其次是掌握单片机的编程语言和编程方法以及软件开发技术和单片机系统常用接口、扩展电路及其C语言应用程序设计，最后使学生较为熟练地掌握一种类型单片机产品的应用开发技术，从而有能力进一步对其它单片机产品的应用系统从事研制和开发工作。现行的单片机教学模式主要采用理论和实验分开的教学模式，这种教学模式体现出以下几个特点：第一，理论课时所占总课时的比例非常大，通常情况下，实验课时与理论课时的比例低于1:3, 而且以验证性实验居多，造成设计性、综合性试验更少，学生要在这么短的时间内完成单片机的实验课程和提高他们的动手能力，是一项非常艰巨的任务；第二，理论教学和实验教学分开授课，实验课单独设置。教师一般先进行理论教学，实验课一般被安排在理论课结束一段时间后才进行，这种传统的教学方式，学生一般处于被动的学习状态，学生在教师的指导下，按实验书上的统一的步骤进行，最后得到大致相同的实验结论，而很少能达到通过做试验加深对抽象理论知识深入、透彻理解的目的，因此这种教学模式在一定程度上制约了实验课程的作用；第三，理论教学内容和实验室的设备陈旧，对学生以后从事的电子研发工作作用有限。很多高校的单片机教师还是采用十几年前出版的教材，实验室的设备也是现在市场上很难再找到的单片机型号和一些设备，目前电子产品每几年就会更新换代一次，过于陈旧的实验设备不利于学生的学习；第四，实验评价程序不完善，没有起到提升学生综合实践能力（包括设计思维、操作能力、处理方法、技能应用等）的目的[1]。
2.教学改革思路
随着《单片机原理与应用》课程教学改革的不断发展和完善，努力提高学生的动手能力是现在教学改革的重要任务。探讨如何使理论教学更加贴近、更加面向实践应用，找出“理论与实践交融的教学方法和手段，合理、有机、有序地安排理论教学和实践教学内容，用最少的教学时数达到最佳的教学效果，实现理论教学和实践教学相互补充、相互促进、共同提高的教学目的[2]已成广大高校教师的共识。
笔者通过几年的单片机教学实践积累，发现教师如能在教学过程中处理好理论教学和实验环节，尝试在理论教学的过程中，通过一边讲解理论知识，同时通过课堂实验演示理论知识，这种打破理论教学和实验教学分离的方式，将两者有机结合，可有效激发学生的学习兴趣和提高学生的学习热情，能够有效的提高教学效果。同时对单片机实验教学的内容和考核方法也提出了一系列改革的思路和意见。
⑴要实现理论与实践合理、有机的交融的教学方法和手段，需要在理论课程讲授的同时，配合相应的现场实验演示
对于《单片机原理与应用》这门课程，将理论课程讲授和现场实验演示相配合是完全可以实现的。首先，现在高校的教室，基本都配备了多媒体，只要配备了电脑，就可以进行现场编程，单片机的现场实验演示就可以实现；其次，现在的单片机实验板便于携带，不管是教师自己制作的单片机实验板和仿真板，还是在市场上购买的单片机实验板和仿真板，体积和重量都很小，便于教师上课时携带。基于上面提到的两点，要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合这种教学模式完全可以在我们广大高校的教学中实现的。
要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合的教学模式，除了上面提到的硬件条件，还需要做到以下两点：首先，我们对传统的教学内容要进行一些改变，像复杂难懂的单片机的汇编语言和相应的指令集，不应花大量课时介绍，这些汇编语言和指令集在现在的工程编程中，越来越少用到，而相对而言，C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言，由于C语言功能强大、便于模块化开发、所带库函数非常丰富、编写的程序易于移植，因此，它成为单片机应用系统开发最快速高效的程序设计语言。仅具有C语言基础知识但不熟悉单片机指令系统的读者也能很快掌握单片机C语言程序设计技术，C语言再在单片机应用系统设计上的效率优势已经远远高于汇编、BASIC等开发语言[3]。C语言已成为专业化单片机上的实用高级语言，用C语言编写的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。要改变传统的单片机教学，就需要联系工程实际中的发展，作出相应的改革，把单片机的教学重点放在具体的每个实验中，让学生从实验中理解理论知识。其次，在讲授某些理论性、概念性很强的内容时，可以同步通过实验演示来加强学生对其知识的体会和理解，这样就能收到事半功倍的效果。比如教师在讲授数码管动态显示和静态显示的内容时，教师可以先给学生讲解数码管能显示不同字符的原理，然后通过同学们共同讨论如何编程实现单片机数码管动态显示和静态显示，然后通过课堂编程，现场把程序下载到单片机中演示，然后再根据数码管的现象对程序做出相应的修改，直到数码管能够正确动态和静态显示我们要显示的字符为止，教师跟学生共同讨论每一次根据数码管显示的效果修改程序的原理，通过在这种讨论式的学习方法中，让学生参与到实际的单片机编程和应用中，从而激发学生的学习热情和兴趣，最终达到提高教学效率的目的。
笔者在课堂理论教学过程中就做过这样的教学尝试，获得了比较满意的教学效果。图1就是数码管动态显示图。图2就是数码管静态显示图。
通过现场编程和实验演示，可以消除学生的很多疑问，这对学生深入的、透彻的掌握单片机如何控制数码管动、静态显示是非常有用的。至此，理论课程和现场实验演示相结合的优点也就显露出来，首先，它能够很好的帮助学生理解理论知识，使理论和实验能够有机的联系起来，能够更深入的理解理论知识，其次它更能提高学生动手能力和程序分析能力，这对学生后续的科研和工作都很有利。
⑵单片机实验教学内容的改革
在《单片机原理与应用》实验课程的讲授过程中，改变以往过多的传统过时的验证性实验，建立一个递进系统的实验教学模式，它包括基础实验、设计实验、综合设计性实验、设计研究性实验[1]。在此基础上，加入现在工程经常用到的应用模块实验，鼓励学生自己动手制作相应的电路模块，鼓励同学以每年的电子大赛为平台，提高学生的电路制作和分析的综合实践能力。
（3）完善考核方法
对传统的闭卷考核方式，进行配套改革。如结合实际实行闭卷和自己制作单片机应用系统相结合的形式。闭卷考试注重理论知识、基本概念、基本定理的考核；自拟制作的单片机应用系统则是规定学生在一定时间内，设计完成一个单片机应用系统，能够完成特定的功能，最后学生提交作品，并作出相应的演示，老师根据学生的作品进行提问，最后根据学生的回答和作品的完成程度和难度打分，这样就能比较全面的衡量学生所掌握的单片机理论知识和实际的动手能力。
3.结语
对于《单片机原理与应用》这门课程的特点，教师需要把理论讲授和实验演示有机相结合起来，从而解决理论课程枯燥乏味的难题，让学生参与课堂的讨论和学习，从而提高学生学习的热情和兴趣，最终达到提高教学效果的目的。同时，对《单片机原理与应用》实验课程的内容和考核方法，也作了一些探讨，尝试建立一个递进式的实验教学系统模式，鼓励学生多动手，以自拟制作的单片机应用系统作为考核的一个方面，督促学生提高自身的综合实践动手能力。
参考文献：
[1]徐莹隽.基于开放教学模式的数字逻辑电路实验教学改革[J].电气电子教学学报，2006（6）.