时间：2023-01-21 13:17:53
单片机原理课程具备较强的实践性，对学生的理论知识和实际动手能力都有着较高的要求．在教学改革中，依托学校单片机基础实训基地和单片机应用实训基地提供的实训平台，充分调动学生学习的积极性，培养其实践动手能力和独立思考解决问题的能力，使学生能够在短时间内成为单片机领域基础理论丰富和动手实践能力强的应用型人才．
1.1课程教学的理念与思路单片机原理课程其理论性和实用性都很强，在课程设置上以行业和岗位需求为导向，以职业能力培养为目的．单片机原理课程中各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准．在教学理念上改变传统的以学科体系为基础的教学思路，整个课程完全以实训平台中的项目来制订教学内容，按典型工作过程划分实训项目，以任务和行动过程为导向，构建学习领域．教师可以把典型电路板引入课堂教学中，如单片机最小系统板、矩阵按键学习板、D/A转换学习板和LED显示学习板等．这样可以提高学生初次学习单片机的直观感，学生能够一目了然地看到每一个典型电路的组成．然后通过实验教学的与时俱进、实训基地的现场体验等行之有效的措施，可以较好地解决本专业学生在学习该课程过程中理论和实践脱节的矛盾．
1.2单片机原理教学内容组织安排为了使单片机原理课程的理论和实践教学获得双赢的教学效果，将单片机的教学内容重新进行整合和定位，灵活地设置课程的教学内容，将前沿的知识融入课堂，加大教学信息量．注重学生综合设计能力和应用技能的培养，将要讲授的内容以任务的形式提前布置给学生，每个任务可能是一个子课题的一部分，每个子课题可能是一个项目的一部分．这样就形成了自下向上的教学方法，学生作为任务完成的主体，以培养学生职业能力为中心，让学生在做中学，在学中做，在边学边做中养成独立分析问题和解决问题的能力，并将所学知识进一步巩固和升华．此外，2006年就完成了单片机实训平台的建设，结合“三大”教育理念和人才培养目标的定位，对单片机原理课程的教学计划也作了相应的调整，加强了实践环节的考核，即在每学期结束时分别安排1周、2周、3周的综合实验的设计任务．针对课程需要，采取阶梯式的方式设计若干个实际项目，学生依据自身的能力在设计学习项目时遵循由单一到综合，由简单到复杂，既能统筹兼顾，又能有的放矢的原则．通过一系列实训项目的训练，提高了学生的理论水平和动手实践能力．
1.3多种教学方法的运用在单片机原理课程的教学中，充分发挥单片机实训平台优势，结合课程特点和学生学习基础，以工作任务为中心，科学地设计教学内容．旨在让学生能真正地参与到课堂中，调动学生获取知识的主动性，做课堂真正意义的主角．在教学环节中，针对不同阶段，不同的教学内容，可以采用多种教学方法．一是“任务驱动型教学法”，即任课教师将整门课的教学内容划分为多个模块，每一模块由多个课题组成，每一课题由一个或多个任务组成，每一任务由任务目标、任务分析、相关知识和任务实施4个相互连贯的部分组成．在教师的指导下由全班或小组成员针对每一个任务提出各自的设计方案，各成员组相互学习，取长补短，最后由教师总结归纳的教学方法．二是“案例教学法”，即教师将真实的案例信息提供给学生并提出问题，组织学生以问题为中心展开讨论，教师加以引导启发．以学生为学习主体，让学生参与教学互动，培养学生分析和解决实际问题的能力．三是“培训式教学方法”，即以单片机培训班的培训模式为参考，以企业项目或电子设计大赛赛题为教学内容，以提高学生设计能力为主线，将理论与实践有机结合．由于采用了灵活多样的教学方法和手段，不仅提高了学生的学习兴趣，对学生个性化培养、团结协作精神的培育都奠定了一定的基础。
2依托实训基地进行课程教学改革
2.1教学改革与适应人才市场需求相结合高校的教学改革要紧跟人才市场变化形势，积极探索符合专业自身特点和企业需求的经典实训项目和内容．不断完善教学内容，更新教学方法，进行创造性教学，为社会培养具有积极性、独立性、创造性和合作型的人才．校企合作教育是一种值得推荐的人才培养模式，利用学校和企业不同的教育资源和教育环境，采用课堂教学与学生参加实际工作有机结合的方式来培养适合用人单位需要的应用型人才．如每年的“凌阳大学计划”就是一种很好的校企模式．学生通过在实训基地的学习培训锻炼，很快掌握企业要求的各项基本技能，实现了学生到学员的完美转变，凭借其专业基础可以很快适应企业的各项要求．
2.2教学改革与实训平台相结合利用实训平台，布置学生完成一串灯的亮灭控制，这个过程中学生能够更深刻理解指令是怎样转化成信号去控制电子产品的，从而能够更好地理解单片机软硬件协同工作的意义．学生完成这个实训后还可以进一步布置相应的课外实训题目，如各种彩灯的控制，十字路口的交通灯控制等．当学生学完LED数码管显示原理及显示方式后可以布置学生完成点亮一个LED数码管，用数码管的动态方式实现自己生日的显示，最后能够完成电子钟的设计．这样由浅入深，由表及里，使学生的思维得到更好的锻炼．通过实训平台的学习和实践，学生可以逐步学会矩阵键盘、定时器中断、液晶显示、串口通信、红外接收、A/D和D/A转换等单片机的实用单元电路设计，熟练掌握基本电路的硬件原理分析和软件设计．通过这种最简单实用的方法，带领学生走进单片机世界的大门，使学生在最短的时间内了解单片机的工作原理和设计过程，并学在其中、乐在其中．
2.3通过“项目制”实施一体化教学任课教师将学生分成若干个项目组，根据教学情境设计任务，课前将任务书和相关学习参考资料布置给学生，让学生提早了解课程的基础知识．进入情境教学环节，教师先将关键环节示范给学生，然后让学生独立实践，完成任务．教师通过启发、提问等形式，引导学生自主学习、分析和思考，学生在此互动中可以自由交流彼此的想法，取长补短，最后找到一个最佳的设计方案．这样就将理论教学很好地融入到实践教学之中．通过学生的讨论和总结，教师有针对性地进行点评和讲解，使学生掌握相关知识．通过单元测试，进一步巩固所学的知识与技能．综合考虑各环节中表现突出的学生，给予参加各类竞赛的机会．
3结束语
[摘 要] 万众创业，全民创新的号召下，大学生创新能力培养成为了大学课程改革的引导方针。工科专业中的单片机教学一直处于鸡肋的尴尬局面，但电子技术的便捷可靠的应用是工业发展进程中的不可逆的趋势，人才培养必须尊重这一趋势，脱离了电子控制的单纯的机械人才的培养跟不上时展的步伐，面临淘汰和过时的局面。因而，机械电子的有效结合的实现尤为重要，工科课程中涉及的单片机课程如何更好的与学生创新能力培养相结合成为了新的命题。文章分析了单片机教学的特点，并从课程到实践的各个环节都提出合理的方案，通过课程改革的方式促进学生创新能力培养的实现。
[关键词] 工科专业；单片机课程改革；创新能力；人才培养
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 116
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）07- 0256- 02
1 单片机教学在工科开展的必要性研究
《教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》指出高等院校积极开展创新创业教育， 培养具有创新精神、 创业意识和创业能力的新一代复合型创业人才， 鼓励学生自主创业， 积极建设创新型国家。大学阶段对人才的创新能力培养是一个关键时期，各级各类大专院校都以文件为指导大力抓创新抓创业。
目前，单片机控制技术已经越来越多的融入人类社会。一个好的产品或生活创意，都少不了单片机控制来实现智能化和精确化控制。电子技术的便捷可靠的应用是不可逆的趋势，人才培养必须尊重这一趋势，单纯的脱离了电子控制的纯机械人才的培养跟不上工业发展的步伐，面临淘汰和过时的局面。综合所述，即使在工科非计算机专业强化单片机课程和单片机创新的教学模式改革及实现单片机技术融入的创新能力的培养都是大有裨益的。
2 单片机教学的特点
单片机课程作为工科专业的一门创新实践课，课程特点概括如下：
（1）单片机理论知识的可接受性较差，在工科专业专业（如机械设计专业，汽车专业和农业工程专业）开展时，学生对于理论知识的理解不好。学生主观上觉得课程与专业的相关性不好，因此，一遇到问题就不想深入学习。但是新时代的技术发展是不容忽视电子控制的技术问题的。
（2）单片机技术的实践性强，单片机课程脱离了实验与实践环节，课程就失去了原有的意义，脱离了应用，单片机的教学无疑成为了纸上谈兵。
（3）单片机控制技术更新快，单片机的性能随着人类科技的进步日新月异，理论教学中要不断的更新教材，更新讲授型号，才能让学生对单片机技术有实时的掌握。
（4）单片机课程综合性强， 单片机课程的前序基础课如“模拟电子技术”、“数字电子技术”、 “计算机编程语言” 和 “电子仿真技术”等，如果前序课程连贯不好，就会存在很大的障碍。因此单片机课程的授课教师要求在课堂讲授中加强前序课的串联。
（5）单片机技术的综合与灵活运用，对于学生的创新性能力的拓展和实现意义深远，单片机控制技术已经越来越多的融入人类社会，因此，一个好的产品或生活创意，都少不了单片机控制。
工科专业如何更好的开设单片机课程如何结合单片机的教学更好的提高学生的创新能力培养，这一问题亟待解决。
3 针对学生创新能力培养进行的单片机教学改革
单片机的教学改革要从单片机的教学与实践流程着手，具体过程见图1。要强化单片机课程进而培养创新能力，就首先要对现有的纹机课程进行教学方法的改革，理论知识、实践环节与创新能力是有机结合的体系。教学改革实践的具体思路可以概括为：
3.1 课堂教学环节
对于专业性强的单片机课程，教师仍然要在课堂上发挥主体地位。这并不是强调教师的一言堂，而是，对于教师的高要求，做课堂和教学的引导者和引领者。其次，重理论，理论要讲透讲通；例如单片机的硬件组成，由于单片机的集成化程度高体积小，因此对其硬件的直观认识只能通过图和连线来讲解。学生的相关单片机创新立项和参赛成果转化为课堂的教具，通过成功的设计的案例共享，调动学生的积极性和能动性。教师的教学能力是基础，是关键。
3.2 课程实验环节
单片机的实验硬件要实现学校内部的共享，实验教师与任课教师之间密切配合，不要孤立实验与理论，孤立实验与创新的关系，有效的开展实验。在实验环节开展之前，学生明确实验要做什么要学到什么，把前期的学生作品的原理和制作过程在实验课程中演示与分享，实现目标性实验设计和互动式的实验教学。
3.3 课程设计环节
教师命题要兼顾学生的单片机能力的培养和具体的所学专业的融合，例如，汽车专业的学生，课题可以是设计智能停车位，智能远程汽车控制系统，智能汽车清洗器等等，农业工程专业的学生可以设计智能大棚的采光控制器，智能灌溉装置等。单片机的课程设计要与其他的专业课程融合交叉，如在单片机课程设计期间以上的项目的机械图纸部分设计已经通过其他的课程设计所完成，通过单片机课程设计，完成智能控制部分的实现。这样的设置避免了让单片机课程成为工科学生心中永远与专业脱节的高难课程。
3.4 申请创新项目和参加专业比赛环节
完备的理论基础和编程能力，课程实验和课程设计环节的动手和实操能力培养都成为了学生的巨大财富，在学生步入三年级时，可以利用自己的积累参与到各级各类的项目申报和比赛中去，对于学生的创新能力的培养是重要的。教师应该鼓励和引导学生参与项目参加比赛，获得自身价值的实现和创新能力的提升。具体的产品有设计有创新，有改进有优化，反复的修改完善设计和软件，学生成员的实践能力和创新性思维就能有进一步质的飞跃。
4 结 论
总之，教师在单片机课程和单片机创新比赛和项目中的作用是积极的，要求工科专业单片机教师有着过硬的专业能力和创新性能力，能够胜任对学生创新素质引导和提升的要求。当代工科专业大学生更应该认识到自身在国家政策的引导下，实现自身的创新创业能力培养，在竞争中立于不败之地。依托于单片机的教学实践改革，促进学生的创新能力和工业机电一体化的进程实现是相辅相成的。
主要参考文献
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[3] 陈小虎， 聂影. 新建地方本科高校打造创新创业教育体系的支柱与着点[J]. 金陵科技学院学报：社会科学版，2015（9）： 2-4.
[4]张鸽. 高校创新创业教育及课程研究――以陕西省高校为例[D].西安：西安电子科技大学，2012：29-35.
[收稿日期]2017-02-28
关键词：单片机；仿真；案例教学；教学改革；电子竞赛
单片机是一门综合性、实践性极强的课程。单片机的概念多、专有名词多、内容抽象、指令丰富，且软、硬件发展很快，新器件不断，故相当多的学生在学习单片机时感到郁闷，实际使用不知如何下手，不能真正掌握单片机技术。因此，如何安排教学内容，使学生既能了解新技术又能对单片机的应用技术融会贯通；如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是在单片机教学中需要解决的问题。针对教学对象的特点和课程特点，我们提出了“案例教学”的教学理念，以达到创新人才的培养效果[1]。
一、单片机教学的现状和存在的问题
（一）传统的理论教学环节
教师上理论课时，先讲述单片机的理论知识，如讲述单片机的概述与发展，单片机的内部结构，指令系统及I/O接口电路，而讲述单片机实例的课时比较少，达不到理想的效果，并且学生在学理论知识时，只是处于被动接受知识的一方，调动不了学生的主观能动性，学生对单片机知识的学习会感到很盲目，从而对这门课程产生不了很大的兴趣。
（二）传统的教学实践环节
教学实践环节分为实验教学环节和课程设计环节两部分。实验教学环节一般采取单片机实验箱，学生做实验时根据实验连线步骤连接好硬件电路，下载现有的实验程序，得出实验结果，一般只能起一个验证过程的作用，学生缺乏对整体电路的设计，也缺乏修改硬件电路和软件程序的机会，从而不能真正锻炼学生的动手实践能力。课程设计环节，对于设计一个单片机应用系统，要涉及到很多的单片机的专业知识，很多同学只是在网上下载一些实例，按照资料设计硬件电路图，复制其程序生成HEX文件，然后联调就基本仿真通过。如果要求他们改变或增加一些功能设计，很多同学基本完成不好，主要原因是他们还没有基本没有搞懂对应的知识。
二、单片机课程仿真案例教学的实施
（一）单片机案例教学简介
单片机案例教学就是将单片机课程所要求掌握的基本知识点、基本原理和方法都溶入到包含这些原理的实际项目例子的讨论与讲解之中，基于项目开发的过程来组织教学内容[2]。
（二）单片机案例确定
经过教研室教师对单片机案例进行设计，将单片机的基本知识点都包含到以下几个案例中。单片机案例从难易程度暂分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段。第一阶段为初级阶段，基本掌握单片机的I/O口的使用，学生比较容易掌握，而且容易提高学生的兴趣。第二阶段为中等难度阶段，需要掌握单片机与各常用接口电路的应用。第三阶段比较难，涉及到的传感器驱动程序比较复杂。
（三）单片机课程仿真案例具体实施
1.教师进行具体案例任务的确定，并确定相应的单片机知识点，针对各个具体的案例，老师进行设问。同时，课前将下一堂课的案例材料发给学生，要求学生熟悉每一个案例的材料，针对设计的问题进行分小组思考和探讨。
2.在课堂教学组织方式上，每次教学过程均围绕一个案例进行各教学环节的组织，以任务目标为主线，结合相应案例对各相关知识点和技能点进行讲解，引导学生思考并提出相应的解决方案，激发学生的主观能动性和创新能力，学生在学习过程中以小组为单位，每组针对任务和要求进行分析，并对实现的方案、硬件电路和软件功能设计。最后，由老师进行总结和评价，指出案例所涉及的理论知识及其应用方法，就学生提出的问题进行解答[3，4]。
3.将实践教学环节溶入课堂教学，学生实践环节以课堂教学任务为对象，利用PROTEUS仿真软件绘制硬件电路图，用KeilC软件进行软件程序的编写，然后进行联合仿真调试。教师对学生调试过程中的重点、难点以及学生操作过程存在的问题进行实时点评，并要求学生在已经实现的硬件电路和程序的基础上，进行适当修改。
4.具体仿真案例教学的举例———交通灯案例分析。
第一，确定具体任务和要求：设置东南西北四个方向红、绿、黄共12个（或者6个，其中东西一组，南北一组）LED信号指示灯，南北方向的绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，东西方向的红灯亮30秒，然后南北方向红灯亮30秒，东西方向绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，依次循环，数码管倒计时显示，当出现紧急情况时，四个方向交通灯全部为红灯。要求利用并行接口芯片8255扩展设计相应的硬件电路、软件流程图和程序。
第二，确定交通灯案例的相关单片机知识点为：并行I/O接口芯片与单片机的接口电路设计，以及其相应的8255的驱动程序，定时器和中断程序，数码显示电路和按键电路驱动程序等。
第三，针对交通灯案例老师准备的问题：问题1：为什么设计黄灯和黄灯闪烁如何实现？问题2：倒计时1秒应该如何实现？问题3：紧急情况用什么来实现？单片机交通灯仿真图如图1所示。图1中南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮。P1口提供南北方向的段码，P2口提供东西方向的段码，P3.0-P3.3分别提供南北方向和东西方向数码管的位码，P0.0-P0.5分别提供6组交通指示灯。
三、单片机课程仿真案例教学的考核
单片机案例教学考核方法是课程教学的最后环节，它直接检验单片机教学的效果。随着教育教学改革的不断深入，变应试教育为素质教育，《单片机原理及应用》的考核应注重考核学生的实践和创新能力，该课程的考核一般采取开卷考试、实验成绩和平时成绩相结合的方式进行考核。其中平时成绩占20%，主要包括学生的考勤、作业、随堂测试以及课堂表现和回答老师的提问情况等。实验成绩占30%，主要考查学生的硬件电路的设计和软件编程能力，在完成基本的实验任务时，然后根据思考部分的提问进行相应硬件电路和软件程序的修改。开卷成绩考试占50%，主要考查学生单片机理论知识、单片机接口电路设计和软件编程。
四、结束语
文章针对传统单片机教学过程中存在的不足提出了单片机案例教学方法，将单片机的理论知识融入到实际的案例中去，在讲述案例的同时插入理论知识的讲解，这样充分调动了学生的学习兴趣，增强了学生对单片机的综合应用能力。基于单片机案例教学已取得了较好的效果，对学生参加各类电子设计竞赛和毕业论文设计具有较大帮助。
参考文献
[1]孙军业.案例教学[M].天津：天津教育出版社，2004.
[2]陈锟.单片机课程案例教学的思考与探讨[J].中南民族大学学报，2008（27）：10-12.
[3]李冰.单片机课程的项目化教学改革与实践[J].实验室科学，2014（17）：101-103.
关键词： 电子专业 单片机产品设计 教学改革
电子专业学生主要从事以下三类岗位工作：核心岗位（电子产品装配工、电子产品调试工）、从属岗位（电子产品检修员、电子技术员）、拓展岗位（电子技术工程师、产品生产管理员）。对于核心岗位的需求量最大，但相对比例会有所下降，对知识与能力的要求会有所提高；从属岗位和拓展岗位的人才需求量呈上升趋势，需求紧迫。单片机技术及应用系统设计这门课程的主要任务是培养学生成为在智能控制系统检测维修与设计方面的专门人才，直接反映从属岗位和拓展岗位的工作要求，具有鲜明的职业性与实践性。通过本课程的学习，培养学生典型的智能控制系统调试与设计的能力。
传统教学以教师讲授为主，学生只能被动接受。在实训课中传统教学方法已不能充分激发学生的学习兴趣，无法使学生更好地提高操作技能，使实训课逐渐变得枯燥无味。参照单片机产品设计工作过程和工作情境，进行课程教学改革。
1.课程改革思路
根据高职教育数控技术专业人才的培养目标，遵循以“就业为导向，能力为本位”的职教理念设计。本课程从职业成长过程，按照从易到难、由浅入深的认知规律，确定合适的载体，运用教学论、方法论方式分析处理后，参照企业中单片机产品系统设计工作过程和工作情境，进行选材。
2.学习情境创设
通过调研，针对智能控制系统检测维修与设计行动领域下的单片机技术及应用系统设计学习领域需要具备以下能力：
（1）专业能力
①读懂单片机电路图纸的能力；②掌握单片机工作原理及内部结构的能力；③具备相应的单片机硬件线路的调试能力；④具备能看懂单片机程序流程图的能力；⑤具有基本的单片机编程的能力；⑥具备单片机软硬件安装和联调的能力；⑦具备单片机产品开发的基本流程和工艺的能力。
（2）方法能力
①资料收集整理能力；②制订、实施工作计划的能力；③单片机应用系统综合应用设计能力；④单片机应用系统故障的检查分析能力；⑤理论知识的综合运用能力。
（3）社会能力
①语言表达能力、沟通协调能力；②团队组织能力；③班组管理能力、责任心与职业道德；④安全与自我保护能力。
为了实现上述能力，在此将课程划分为：循环彩灯的设计制作（22课时）、交通控制灯的设计制作（30课时）、数字电子钟的设计制作（40课时）、温度控制系统的设计制作（40课时）四个学习情境。其中，此四个学习情境的创设是根据单片机应用电子产品的设计由简到难的过程确定的。
3.学习情境教学实施
以子情境循环彩灯的设计制作为例，进行教学实施。
（1）教学背景
教学目标：能够读懂单片机I/O口控制电路原理图，能够掌握单片机I/O口的内部结构和工作原理，能够选用单片机I/O口作外部硬件电路的设计，能够编制简单的程序实现单片机I/O口对外部电路的控制，能够熟悉单片机系统硬件电路的组成及控制原理，能够掌握基本的单片机软硬件调试能力，能够正确使用测量相关的仪器仪表，具备劳动组织能力、具备团队协作能力、具备安全操作规范的意识。
学生应具备的知识：单片机的整体认识、基本电子电路图整体认识、I/O的整体认识、计算机使用能力、简单硬件电路调试能力、电子仪器设备检测及规范操作能力。
具体任务：使用相关电子仪器仪表对电路参量进行测量、掌握电路故障排除方法及处理思路、掌握应用环节、确定方案、制定实施步骤、开发工具的使用。
准备文件：任务书、引导文、指导作业文件、演示视频文件、单片机I/O口作外部控制电路相关文件、检查单、评价表。
本任务旨在在该学习领域培养学生团队合作能力、沟通能力、检修组织实施能力等；教师需合理引导学生完成小组讨论，确定单片机I/O口控制硬件电路的设计及软件编程的方案。
（2）教学组织形式
①针对循环彩灯的控制功能要求，学生设计相应的功能接口电路，编制出程序及完成产品的调试。
②学生独立工作和合作学习相结合，通过小组讨论、和教师谈话培养交流能力。
（3）具体实施
①资讯：（2学时）
下发任务书，描述项目学习目标，交代项目任务，发放相关学习资料，最后回答学生的提问。
②计划（4学时）
学生自愿组织工作小组，推选班组长，以小组为单位，确认工作任务，分解任务，制订工作计划，教师对学生方案进行检查、指导。
③决策（2学时）
确定掌握单片机I/O口基础知识需要的资源及学习步骤，确定控制电路的设计与编程的学习步骤，确定任务完成的展示方式。
④实施（10学时）
第一，单片机I/O口的控制电路设计。小组成员分工收集资料，掌握单片机I/O口的结构及工作原理，最后进行资料汇总，小组讨论、教师指导下确定方案，完成I/O电路设计。
第二，程序的编制。根据所设计的I/O接口电路及控制要求，在小组讨论、教师指导下确定方案，画出程序流程图，最后学生自己完成具体程序。
第三，软硬件的调试。烧入程序，对设计的系统进行软硬件调试，在调试过程中，记录好调试出现的问题，并归纳总结经验。
教师应合理安排时间，即使有个别小组在规定时间中没有完成任务也必须停止，并要求该小组对未完成任务的原因进行详细分析。教师应安排课余时间让未完成的小组完成项目的制作。如果大多数小组均未完成，教师应根据实际情况查找原因，是否项目设置过难、是否学生还没有掌握本次课的内容，在以后的课程中做出相应的调整。
⑤检查及实施（4学时）
根据设计产品的功能及具体过程，教师及小组互检评分。同时每人撰写产品说明书，根据个人在小组活动中的表现进行小组互评。
选小组代表按照任务书的要求，在全班介绍工作过程，改进提高并总结系统设计及调试经验，结合班级所有方案，优化小组方案。
4.结语
采用工作过程系统化的《单片机技术及应用系统设计》课程，大大提高了学生的学习兴趣和参与主动性、积极性，收到了良好的教学效果。通过对企业的用人调查，学生产品的调试与系统设计能力很强，不需再进行专业培训。今后还将对工作过程系统化的课程改革进行进一步完善，提高教学水平和教学质量，提高学生的工程实践能力。
参考文献：
[1]王斌.《电子设计自动化》课程工作过程系统化方案的开发[J].化工职业技术教育，2010（01）.
关键字：单片机；教授；LED霹雳灯；实验室
单片机是计算机发展的一个重要分支领域，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM，只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。单片机课程，是电子信息专业、电气自动化专业等学生在校学习期间，必须完成的一项重要的动手实践活动，单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
作为电气自动化专业的学生，单片机是一门重要的专业基础课程，学好单片机课程对以后的工作有着举足轻重的作用。单片机课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程，对学生的动手能力要求非常高，而作为高职的学生能否学好单片机课程显得尤其重要。作为一名高职院校的专业课教师如何上好单片机课程，如何提高学生学习单片机的兴趣，激发他们的动手能力，是单片机老师必须好好思考的一个重要问题。
一、备课认真充分
要想上好一门课，备课的好坏直接决定着学生在学习这门课的效果，而作为老师首先必须对自己所教这门课的教材要有一个清晰的整体的了解，把握所选用的教材的整体知识结构，结合课堂教学的实际情况，做出合理的调整，有条不紊的把单片机的知识传授给自己所教授的学生。例如我选用的《例说51单片机C语言版》，这本教材主要分为三大块：第一部分是基本开发环境的介绍，其中包含8X51的基本结构、开发系统和程序设计语言。第二部分是8X51结构与应用，其中包含输入、输出端口、中断、定时器/计数器、串行口等。第三部分是系统应用，包括音乐程序的开发、步进电机的控制、AD/DAC接口芯片的应用、LED点阵的驱动、LCD模块的应用、习题解答等。我在备课时考虑到，单片机课程与数字电路和C语言都有非常密切的联系，而学生可能对以前学过的这些知识有所遗忘，所以在学习单片机课程的前奏和学习过程当中我都会引导学生共同回顾这些知识，做到上课心中有数，条理清楚的教授每一个知识点。
二、改变单一的授课方式
因为高职学生与本科学生相比，理论基础知识有所欠缺，而且学生在学习纯理论知识时会感觉到比较枯燥而且知识相对比较抽象，学习起来感觉有困难，提不起来兴趣。所以我在上单片课程时，选用此教材时，授课时结合高职学生理论知识不扎实的特点做了相应的调整，在硬件部分学习中我降低了难度，让学生到实验室去学习，在抽象的理论知识和实物结合在一起学习时，抽象变得具体，学生在认真学习时一切难点都会迎刃而解。学生的兴趣提高了，学习起来也有明确的目的性，万事开头难，一旦在学习单片机的初始兴趣就被调动起来，为学好单片机课程做了一个良好的开端。
三、理论与实践相结合
我在教授单片机课程时，课堂基本都放在实验室里，学习单片机时不再按照课本的排序讲解，而是按照实验项目进行逐步讲解，在讲解每一个实验项目前，我都会先把这个实验项目要实现的实验现象先演示给学生看，这样可以很好的激发学生学习的欲望，学生会在心里有一个学习的欲望，会想这是怎么完成的。然后我在引导学生，和学生一起逐步学习要学习的实验内容，学习每一个实验的同时，把相关连的理论知识逐步进行讲解学习，这样学生在学习时就不会觉得理论知识枯燥，并且在学习相关理论知识时也有着明确的目的，知道他们是用来做什么的，边讲解，边动手操作，理论与实践紧密的结合在一起，学生学习起来印象深刻，对所学的东西也会产生极厚的兴趣，俗话说的好，兴趣是学习一切最好老师，有了情趣，就为学好单片机打下了坚实的根基。例如在讲授学生接触到的第一个实验霹雳灯时，在学生学习完成必须完成的学习任务后，我给学生出了一个思考题目，让学生自主的改变自己的LED灯的变换方式，但是一定要有自己特定的闪烁规律，并且最后作为平时上课表现的实验积分，这样以来学生学起来有压力同时又有动力，而且更好的激发了学生自己的创造能力，开拓了学生的思维，激发他们创造性。让学生真正掌握学好单片机。
参考文献：
在单片机课程教学过程中，学生普遍反应不容易入门，针对各个教学难点很多一线教师采用了多种教学方法帮助学生理解抽象的问题，但是仍然没有改变该门课程不易入门的特点，为了解决这一问题，本文结合目前前沿技术给出了一种采用图形化语言编译平台降低单片机课程入门难度的课改方向。
关键词:
单片机;流码;课程改革;图形化语言
0引言
“单片机技术与应用”这门课程目前是电子信息、电气类专业学生必修的课程之一，通过该课程的学习，学生能够理解智能仪器的原理及应用方法、了解自动控制设备的控制方法，以及能够完成一些简单电子产品的开发设计工作。单片机可以看做属于计算机硬件范畴的课程，该类课程比较抽象，学生不易入门，是学生比较难以掌握的课程。随着技术的发展，目前市场上使用的单片机内核种类很多，51、AVR、PIC、MSP430等都是比较常见的单片机类型，但是其中51内核单片机一直是众多高校或者职业院校教学一直采用的芯片类型。经典51内核单片机之所以被广泛用于教学主要有以下几方面原因:
(1)技术成熟，相关学习及应用资料多。
51单片机相对于其他类型单片机起步较早，上世纪80年代就开始传入我国进行研究应用了。在30多年的教学、科研过程中积累了大量的学习和应用材料，所以不论对于老师教学还是学生自学都有大量的参考学习资料，可以从书籍、网络论坛、期刊论文数据库等多途径获得。
(2)任课教师普遍熟悉51单片机的原理及应用
很多任课教师自身在学习过程中接触的就是51内核单片机，所以教师教学过程中更倾向于选择51单片机作为授课对象，就这样一代传一代，51单片机的应用客户群逐渐壮大起来。
(3)51单片机本身也在不断完善发展
同为51内核单片机，但是不同品牌厂商对自己的产品都在不同方面进行完善，宏晶科技有限公司的STC各系列单片机就是其中的代表，不论从运算速度、可靠性上还是片上资源上都不断进行更新，另外在供电方面还有低功耗的类型。所以从技术应用上，51单片机经过多年的发展并没有落后于其他MCU。
1单片机学习难点
在教学过程中发现，不论是51还是其他内核的单片机都存在入门难特点，这主要是由单片机硬件本身特性决定的。以51单片机为例，单片机学习的难点主要有这几方面:
(1)硬件结构理解比较抽象
(2)编程语言学习困难
很多学生在学习单片机硬件结构时，对各部分结构的理解停留在概念描述层面，不能很快转变思维方式，对其功能，实际作用与实际工作和应用联系不起来。对于没有编程基础的同学，不论是学习汇编语言还是C语言，在程序编写上都需要有一个思维转变适应的过程，很多学生不适应，一直觉得单片机难学。
(3)知识点难理解
在单片机学习过程会涉及到很多新名词和知识，例如中断、定时计数器、串口等，这些功能的工作方式或者启动流程也是学习过程中需要注意的难点。单片机课程教学可以看成以下三个部分:单片机及语言的选择、教学实施过程、目标，如图1所示。检索很多文献发现，为了达成教学目标，教学中设计实施了各种教学方法、教学模式改革和创新，对学生学习应该说有很大帮助，但没有改变单片机学习困难和不易上手的本质。
2高职学生学情分析
当前高职生源存在以下几个普遍问题:
(1)学生高考成绩低，基础不好;
大部分高职生的基础就相对薄弱，有些甚至基本的高中物理电学基础知识都不能很好掌握。
(2)自控性较差，习惯性不学习
高职生源部分学生自控能力差，上课经常玩手机或者看小说等，从小没有养成良好的学习习惯，所以在教学过程中教师采取各种教学方法吸引学生注意力，但对于一些纯理论枯燥的较难知识点，教学效果还是不理想。
(3)对问题的理解能力相对较弱
高职学生与本科生相比，对问题的理解能力的平均水平相对弱，对较为抽象的问题学习起来也会相对吃力。
3新兴开发平台及语言降低单片机学习门槛
(1)Arduino平台
Arduino是在AVR单片机基础上开发的一款便捷灵活、方便上手的一款包括软件和硬件的的开源电子原型平台。硬件(各种型号的Arduino板)、软件(ArduinoIDE)。后来随着技术发展，以其他芯片为基础的Arduino核心板也出现了，运算速度和硬件资源都相应的得到了提高。软件平台ArduinoIDE是基于processingIDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对avr－gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，学习起来相对于直接C语言或者汇编语言开发单片机应用程序更为简单，可以快速地进行产品开发。另外Arduino平台在网络上可以找到很多开源的软件和硬件资源供初学者学习使用。
(2)图形化语言开发平台
图形化语言开发平台是近些年编程语言的一个发展方向。Arduino平台也开发了相应的图形化程序开发环境，通过图形化方式更直观的表现出程序逻辑，直接避开了文本代码方面的记忆，对于英语不好见英文就怕的学生来说这种图形化程序更容易接受。最近几年在图形化编程环境领域出现了一个新平台叫Flowcode，目前已经更新到V6版本，该平台支持PIC、AVR、ARM三种硬件芯片的程序编写。这款平台的编程语言也很有创意，类似于程序流程图，简称“流码”，同时还兼容C语言，对于已经完善的C语言代码可以直接嵌套到流码程序中。此外该平台还支持中文菜单，更容易被学生接受。由于流码程序近似于程序流程图，和其他图形化语言相比，流码对学生编程思维逻辑培养上更具优势。在该平台中还集成了一些基础功能的驱动宏，直接进行图标拖拽调用即可，不需要学生深入了解硬件结构和具体寄存器工作原理及配置，这部分工作，Flowcode平台已经代劳。通过该平台的学习可以让学生更快更好理解单片机的用途，并能很快上手应用。
4结语
职业教育教学应该随着行业技术的发展与时俱进，跟上技术前沿，这样职业教育才更有意义，培养出的人才能更适应社会需求，图形化语言对于单片机技术人才培养上缩短了培训周期，这也意味着单片机行业程序开发人才的供给更快捷，可以为缩短企业产品研发周期和后备技术人才的供给周期，同时也是单片机技术与应用课程授课内容改革的一个重要方向。
参考文献:
［1］张江城，胡橙．基于Arduino的高职高专单片机相关课程改革设计［J］．中小企业管理与科技旬刊，2016(10)．
［2］李华洲．基于Arduino的高职物联网相关课程改革设计［J］．大众科技，2015(01)．
关键词：单片机；实训课程；教学模式
作者简介：张洪洲（1982-），男，吉林长春人，塔里木大学机械电气化工程学院，讲师；周丹（1984-），女，重庆人，塔里木大学机械电气化工程学院，讲师。（新疆 阿拉尔 843300）
基金项目：本文系塔里木大学高等教育研究项目（项目编号：TDGJ1315）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0190-02
单片机实训课程是农业工程类单片机课程教学的重要组成部分。新疆塔里木大学机械电气化工程学院农业工程下设各专业均开设单片机课程，它是重要的专业基础课；通过对单片机实训课程的学习，可以增强农业工程类学生的综合设计能力，对农业电气化与现代化有一个准确的定位。单片机实训课程是将理论课上学到的纯理论以实践的方式重现并且加固。单片机实训课程的教学质量直接关系到学生的实践动手能力；通过为学生提供好的教学模式来提高单片机实训课程的教学质量。
一、传统单片机实训教学模式的不足
传统的单片机实训课程教学模式有其独特的优点，但是，随着社会的进步，科学技术的迅猛发展，新疆农业现代化程度越来越高，面对如此严峻的形势，对人才实际技能的要求不多提高，传统的实训教学模式的不足之处越来越明显。[1-3]例如，在传统的实训教学中，依然以理论基础为主，在单片机实验教学中，教师只是根据在课堂上所教授的理论知识而进行有针对性的实验，并且在选择试验时完全根据实验指导书上的实验例题指导学生实验。实验指导书上的一些实验已经不能满足当前的需要，并且指导书上的实验都已经给出了接口电路原理图、接线图以及参考程序，这对学生没有任何挑战性，只要机械地按照指示连接电路图，并且将参考程序烧入开发板就成功了。这样的试验模式对学生来说，缺少刺激其设计思想的动力，不利于培养学生的实际动手能力。在实验教学考核中，以实验结果为考核标准，这样对一些学生来说不公平，并且会使学生对单片机知其然而不知其所以然。农业工程类专业培养的人才是具有很强的实际动手能力和综合设计能力的实用性人才，因此，对农业工程类专业单片机实训模式的改革是十分必要的。
二、实训课程要点分析
实训教学是单片机课程教学的重要组成部分，是不可或缺的，[4，5]是学生真正去企业进行实践性工作的桥梁；要改变原有的教学模式，注重综合能力的培养，改革实验教学，强化实践能力。
1.选择适合与本专业学生学习的实训内容
要结合现有的硬件设施、学生的接受能力和新疆建设发展的需要，选择与之匹配的实训教学内容。这就要求授课老师对现有的硬件设备水平有清晰的认识；通过前期的理论教学和以往的教学经验对学生的接受能力进行评估；通过对新疆地区农业现代化发展下对单片机设计需要的技能程度和水平进行调研来确定发展的需要，进而确定单片机实训课程的授课内容。
2.增加综合设计性实训课程，增设开放式实训课堂
现有的单片机实验多数都为验证性实验，实习也多为验证性和机械性实习；学生都是按提示将实验做完。单片机实习都是从电子市场中买回的功能模块套件，学生只要按照拼图的方法将元器件焊接到PCB板上，将程序的工程文件烧录到单片机上，作品的基本功能都能实现，根本就没有调试环节实习就结束了。因此，应该增加综合设计性的实训课程，可以增加学生对单片机实训课程的兴趣，刺激其创新精神，增强学生的整体设计和局部细节设计的思想，强化学生的动手能力；实训题目内容增加接口电路部分的设计和软件驱动部分，接口电路复杂了，模拟元器件应用增加，这样有利于培养学生对元器件的选型和硬件电路调试的能力，软件驱动部分的增加，还是学生在每一次软件设计时都不会太容易将程序调试成功，这样会激发学生的逻辑思维。
以往的实训课堂都是按时按点的，和学校的作息时间及教学计划进度等一致，这样的模式有其优点，但同时也限制了一些对单片机实训课程有浓厚兴趣的学生。应该为这类学生提供一个或多个开放式实训场所，开放时间不受限制，有兴趣的学生在业余时间可以来这里接受培训，安排相应的老师定期和不定期地为学生进行实训授课和答疑。这样在老师的指导下，有兴趣的学生会完成一些单片机应用的设计。
三、产学研模式的应用与分析
关键词：电子设计大赛；单片机实践；课程建设
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）31-0223-01
1 前言
全国大学生电子设计大赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，自1997年第一届开始至今已举行了13届。由教育部和工信部共同发起的这项活动极大地促进了普通高等院校信息与电子类学科体系的改革，推动了高校课程建设和实验室建设工作，参与的学生在实践方面获得了很大锻炼，在未来工作中的竞争力也得到了提高。
我院自去年参与大赛以来，克服了时间紧、经验缺乏的不足，发扬了勤奋刻苦、团结协作的精神，获得了四次上海赛区三等奖的好成绩。电子设计大赛涉及的内容广，有模数混合电路、单片机、可编程器件、PC机的开发应用等方面。为更好地为电子大赛服务，选拔竞赛人才，也为了更好地锻练学生的实践动手能力，我院于今年面向自动化专业卓越班学生新开设了单片机实践课程，并希望以此为试点，推广到其他非卓越班的自动化专业课程中。如何设计好单片机实践课程的教学内容，建设好这门实践课程，成为该门课程指导教师工作的重中之重。
2 实践课程内容建设
由于本实践课程是第一届开课，之前并无相关的教学内容资料可参考，所以需要紧密结合前期《单片机原理》理论课程教学内容并在此基础上有一定的拓展和延伸。目前该门课程的前续理论课程《单片机原理》在教学上存在着实践比重小而理论比重大的情况，学生的学习着重基础理论知识的学习，而动手实践的机会少，造成学生认为单片机的学习就是背理论知识的错误认识。针对上述理论教学的不足，考虑在开设的本实践课程中加以补充和改进，通过将设计实践课程和理论课程结合，达到单片机教学的循序渐进的良好效果。具体做法如下。
在教学理念方面，俗话说兴趣是最好的老师。我们改革以往实践课程仅仅简单地布置任务的做法，而是在讲解时把思路扩展开来讲，不仅讲在设计实践中所用的单片机技术，还要把单片机目前发展状况介绍给学生，介绍单片机领域的风云人物如周立功，介绍他们的成功创业过程及他们的创业网站，让学生知道技术也是资本，也是可以创业的。再让学生上网搜索单片机类产品，让学生感知单片机产品开发离自己不是很远。然后鼓励学生上网搜索单片机网站，加入单片机论坛，在和网友的交流中激发学生的学习兴趣。
在实践内容组织方面，以项目化设计为基础，实践项目的设置参考电子大赛题目的命题要求，包括基本要求和自主发挥两大块，使大部分同学能完成基本设计要求，又便于优秀学生有发挥和创新的余地。项目组织形式亦参考大赛的形式，3人一组共同完成一个项目，各有其侧重点，每位同学分别负责软件设计、硬件设计和最后报告的撰写，这样各有分工，以锻炼学生的团结协作能力。
在教学方法和手段方面，我们摒弃了之前陈旧落后的启东微机实验箱，要求学生在我院2015年新购进的西安唐都公司生产的全新的SST51单片机应用实验及开发板上完成硬件电路的部分或全部调试。即应用“PROTEUS仿真软件+西安唐都的SST51单片机应用实验开发板”这样双平台的模式，以项目化的方式进行设计实践。
PROTEUS是英国LABCENTER公司开发的电路分析和实物仿真软件，在实践中应用PROTEUS仿真技术能起到活学活用的目的，其仿真结果不仅具有准确性、可靠性和可读性，并且直观形象，能提供一个感性的认识平台。当然仿真软件不能解决电路构建、系统调试、故障排除过程中的所有问题，所以仿真只是一个初步要求，在仿真成功后要求学生在SST51单片机应用实验开发板上完成实际程序的下载和调试运行工作。即实践课的内容流程遵循如图1所示的过程。
当然在实践课程的开展过程中也碰到了一些实际的问题，比如SST51电路板由于硬件资源固定，缺少设计方案中的元器件，导致没法完成硬件调试，这就需要在今后的课程中改进，允许学生自行设计选用接口芯片和所需的元器件，设计接口电路板并在面包板上自行焊接完成。还有本课程由于课内教学时间紧任务重未来还需考虑学习并制作微视频，弥补课内时间的不足，檠生学习提供重要保障。
3 课程考核方式设计
考核方式是教学过程中非常重要的一个环节。实践课程如何合理考核一直是一个难题。因为实践教学质量监控没有较好的量化标准，而设计合理的考核方式可以激发学生的学习动力夯实教学效果。借鉴电子设计大赛最终的成绩评定方式，我们确定单片机实践课的考核主要依据作品的完整度（占30%）、最终的设计报告（占30%）和面试答辩（占40%）三方面组成。先是作品展示，由教师根据作品的工作量和完整性给出一个分数，其次是面试答辩环节，由学生对作品的功能、原理设计过程、设计的创新点等进行介绍，并由老师对重要知识点提问，根据学生的表述和对问题的回答情况给出一个分数，最后老师根据提交的设计报告再给出一个分数。这种考核方式增加了指导老师的工作强度，因为每个小组需要10分钟的答辩时间，按3人以小组算，考核过程也需要3到4次课，但经过这样的课程答辩，锻炼了学生的表达能力，为学科竞赛打下了扎实的基础。
4 结论
以全国大学生电子设计大赛为导向，我们进行了单片机实践课程建设的初步探索。我们的目的不仅教给学生单片机应用项目的设计方法，更是锻炼学生各有分工、团体协作的合作能力，为学生后续专业课程的学习和工作打下坚实的基础。
参考文献：
[1] Gammel J.Simplifying Humidity Measurement with Single-Chip Relative Humidity Sensors[Z].2013.
[2]王伟.基于PROTEUS与KEIL C51软件平台的单片机仿真教学[J].电子制作，2015（13）.
[3] Li Wei-di， GuoQiang. Application technology of LCD displays. China Publishing House of Electronics Industry， 2010.
关键词：单片机；教学改革；工学结合
中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）07-0256-01
1 引言
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若千意见》提出，“要大力推行工学结合，突出实践能力培养，改革人才培养模式，要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”产学合作、工学结合“创新人才培养模式，就是遵循高等职业教育培养目标而孜孜以求、努力探索的人才培养模式，从构建质量标准、重组课程体系、改革教学模式、创新评价方法、建设实训基地等方面搭建了理论框架并在实践中不断地尝试。传统的单片机课程体系已经不能适用于创新型人才培养模式。
2 课程建设
单片机技术是当前社会较为流行和热门的技术之一，社会对硬件设计工程师的需求增长相当迅速，该课程的重要性也越来越明显。作为一门硬件设计的专业课程，就必须 突出“三重”原则：重基础、重能力、重应用。以培养单片机技术综合应用能力为目标，选择能代表专业特色的单片机综合应用训练项目，将需要具备的综合能力分解成各项基本能力，围绕基本能力训练项目，依照认知规律构建训练模块。确立以能力培养需求为依据决定教什么、学什么、训什么的设计思想。教师依据实训项目中的能力训练需求，确定哪些是学生应必备的基础知识,依此选择理论教学内容，既内容的取舍完全取决能力训练的需要。学生依据项目训练过程中掌握基本应用技能的需要，明白应学习哪些基本认知内容，进行有目的有选择地学习。教师依据专业能力需要，首先选择具有代表性的单片机综合应用项目，该项目基本涵盖单片机应用的能力要素。再将这一综合性较强的单片机应用系统设计与制作项目分解成不同阶段、不同层次和不同能力训练要求的单元能力实训模块，每个模块中对能力训练都有所侧重。选择实训项目构建能力训练模块时，考虑了相邻模块间的进阶关系，通过逐一模块的能力训练，学生可逐步提高单片机最小应用系统的设计与调试能力。再经过综合项目的设计、分析与调试，让学生全面了解各项基本技能综合运用的方法，进一步提高单片机应用系统的综合应用能力。
3 教学内容和方法上的改革
3．1 教材的改革
传统的单片机课程教材一般是以单片机的结构和各模块的使用为核心进行编写的。这样的教材详细的解析了单片机的结构和各种功能，有利于学生全面掌握单片机的理论知识。但是对于高职的学生来讲这样的教材是不合适的。结合项目化课程改革，单片机课程的教材必须进行改进，以工作任务为主线，有机的组织理论和实践知识的学习。新教材应该摈弃原来的章节概念，代之以一个个项目和模块，将整个理论体系进行有机的、覆盖性的分解后融入项目和模块的实现过程中。在每一个项目或模块的编写中，应勾勒出本项目所涉及的理论基础，以方便教师组织学生进行必要的理论准备。同时要给学生提出基本要求和提高要求，使得学生在完成基本的教学任务的同时拥有自主学习、自主创新的空间，方便学有余力的学生进一步提高自己。所有的项目应该秉承由简入深的原则，通过渐进的学习逐步的提高和完善学生的知识面。
3．2 教学方法的改革
在传统的教学模式中，都是按照单片机的结构体系来授课的，存在很多问题。如单片机系统结构抽象，指令功能多，程序编写困难等，使学生入门学习望而生畏，严重挫伤了学习兴趣和热情。为了解决这些问题，必须进行教学模式改革，引入了项目教学法、案例教学法等教学方法。
兴趣驱动：兴趣是最好的老师。在第一次课的绪论中，除了简要列举大量图文并茂的应用案例外，还把“新颖60秒LED旋转电子钟”、“高精度程控函数信号发生器”等作品的实物，带进教室，并简要介绍它们的工作原理及应用，创建一个“学习《单片机原理及应用》不但有用而且有趣”的情景，从而激发同学们的学习兴趣。
任务驱动：压力是最大的动力。此处的压力有多层含义：一是责任感的压力，学好《单片机原理及应用》是工业技术改造和经济建设的需要，是我们青年人的责任；二是就业的压力，学好该课程是就业的需要，掌握单片机技术，可以大大拓展就业机会；三是考核的压力，即学期末每个同学除了常规的笔试、实验和平时作业外，还有一个5000字以上独立完成的“单片机应用系统设计”，短学期要完成“新颖60秒LED旋转电子钟”或“高精度程控函数信号发生器”等课程设计。
项目驱动: 以项目任务为教学单元，打破原有界限，不管硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部份知识分解成一个个知识点，为了完成一个项目任务抽取每个部份的不同知识点，加以组合，完成第一个项目任务就能清楚单片机的开发过程，完成第二、三个项目任务，就能自已模仿性地编出自已的程序，使得学习过程是一个不断成功地完成基础上任务的过程。当所有项目任务全部完成，知识点就全学完了。即便只完成部份项目任务，也可以去做一些程序了――事实并没有必要学完全部知识才可以去做开发的。
案例教学：选取大量直接来自于工程实际，自己亲自实践过的应用案例，激发学生的求知欲。
利用网络开展自主学习:为充分发挥校园网的优势，培养学生自主学习的能力，我们把课程教学大纲、电子教案、教师精心制作的教学课件等教学资源上网供学生自学，并利用电子邮件、系网站的交流园地与学生进行课外交流，为学生答疑解惑，为学生提供了更为广泛的沟通渠道与环境。
不断根据企业需要来调整教学大纲:单片机技术在不断发展，其应用也在不断的变革，市场的需求就是企业的需求，也是我们培养学生的需求，为此我们要根据这些变化的需求来调整教学大纲，培养具有企业需求的技能学生，提高学生的就业技能。
3．3 考核方式的改革
传统教学注重知识和理论的学习，考核以期末闭卷理论考核为主。高职教育在保证新知识传授和理论系统性的同时，特别强调职业技能的训练，考核的内容和方式要“以能力的考核为中心”作相应改革。这就是能力与知识、操作与理论并重的考核模式。因此，在传统的期末闭卷笔试考核基础上，我们增加了“操作考核”的项目,并且将学生的课外小制作也纳入平时成绩。
4 结语
高职单片机课的改革势在必行。应把培养学生的实际动手能力放在首位，这就要求教师不仅有扎实的理论知识，还要有实践能力。这样才能培养出适应市场需要的高职生。
参考文献
关键词：单片机；教学实践；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0080-02
随着计算机技术的快速发展，“单片机原理与应用”以及相关课程已经成为了电子信息类以及控制类专业的基础课程，经过长期的探索，很多高校都形成了成熟的教学体系。但是，如何使自身的教学体系与时俱进，从而满足培养高素质应用型人才的需要是高校必须面对的问题。同时，单片机课程的应用性较强，与实际联系较为紧密，对动手能力的要求也相对较高。因此，如何将课程的理论与实践紧密结合起来，使得课程教授能够取得良好的效果，达到培养高质量应用型人才的要求，也是一个值得探讨的问题。
一、单片机实践教学中普遍存在的问题
由于单片机课程在电子类专业中的重要性，许多高校与教师都在探讨如何提高课程的教学质量。[1-4]而单片机课程的应用性较强，理论教学与实验教学结合紧密，因此教学中普遍存在一些问题，导致教学效果不佳。
1.教学内容与实际应用脱节
单片机课程与一般的理论课程不同，是一门实践性极强的课程。因此需要将理论课与实验实践课程紧密连接起来才能达到较好的教学效果，二者不能脱节。而在一些学校的教学活动中，普遍存在重课堂轻实验的状况。同时，担任理论课程的教师与实践课程的教师互相沟通不足，更易导致教学内容与实际应用脱节。
2.教学实验方法以及内容陈旧
高校实验内容单一、陈旧也是单片机教学中普遍存在的问题。大多数高校的单片机实验往往是学生根据实验指导书的内容，在实验箱上接插导线，按照书中的步骤完成实验，学生在实验中较为盲目。同时实验教学方法与内容都较为陈旧，比如实验中使用的8155、8255、74LS373等扩展芯片的实验教学内容在实际中大多已被PLD芯片取代。
同样由于设备的局限性等诸多原因，导致验证性实验较多，设计性以及综合性实验偏少，学生缺乏兴趣，上完全部实验课程而不知一个简单的单片机系统究竟如何开发的学生比比皆是，丝毫达不到培养应用型人才的效果。
3.理论教学与实验教学不够系统
传统的单片机理论与实验教学往往就单片机中的某个部分内容进行教授或者训练。而对于单片机系统完整的开发方法、使用的设备以及应用讲授较少，学生面对实验箱也无法接触真正的开发工具与设备，导致学生学习了理论课程，会编写一些程序，却不能熟练地利用各种应用开发设备，更无法开发完整的单片机系统。
二、基于单片机教学的应用型人才培养方法探讨
在这种前提下，首先对任课教师提出了较高的要求。任课教师需要不断提高自身的理论与实际科研水平，在实践中不断提高自己的素质，才可能高质量完成课程的教学任务，不至于与实际应用脱节；其次，学校在制订单片机课程的培养大纲时，需要用发展的眼光看待单片机课程教学，由于信息技术的迅速发展，单片机教学也应根据实际应用适当微调，而不能由于已经具备了成熟的教学体系忽略了时代的发展，导致与实际应用脱节；更重要的是需要以高素质应用型人才培养为目标，合理设计单片机教学方法。
因此，在近年的单片机教学摸索中，总结出基于应用型人才培养的单片机教学方法，即四层次教学法：“理论打基础，实验帮融会，实践做贯通，认证促拔高”，而参加各类比赛，如电子设计大赛、飞思卡尔智能车比赛对高素质应用型人才的培养更可锦上添花。基于应用型人才培养的单片机教学实践体系如图1所示。
1.理论与实验教学
在上海电力学院电子信息系单片机教学的课程体系中，理论课程教学是单片机教学的基础。在学生没有任何基础的情况下，理论教学可以尽快使得学生了解、认知单片机的基本知识，掌握编程的基本指令以及内部资源的使用方法。同时，除单片机基本理论教学之外，还应涉及单片机高级接口技术等基本知识，如单片机Can总线接口技术、单总线接口技术、SPI总线接口技术及I2C总线接口技术等。掌握单片机接口技术可使得学生深入了解单片机应用方法及扩展方案，扩展课程覆盖面。
而实验课程多为基础性实验，附加提高性实验，主要以锻炼学生的编程能力为目标。实验课程可帮助学生在理论学习的基础上进一步掌握单片机的各个内部资源的使用方法，如中断系统、定时器系统、I/O口、一般接口技术等基本应用。同时实验还应包括单片机高级接口技术应用，以扩展学生知识面。这些实验可包括“I2C智能卡的读写实验”、“Can总线应用试验”及“数字温度传感器DS18B20应用实验”等。
2.实践教学
在学生对单片机理论知识以及编程技术熟练掌握的基础上，利用期末两周时间进行实践课程的教学。实践课程教学以学生自主开发一个完整的单片机系统为主要内容，设计不同的单片机系统开发项目，可供学生选择。选择合适的设计题目是提高单片机设计性实验教学效果的关键。题目太大、太难会使学生完成不了，题目太小、太易就达不到设计的目的和要求。设计的内容要考虑它的先进性、实践性和实用性。不同的实践课程项目提供学生各种相关电子元器件，从图纸的设计开始，到整个系统调试完成，教师仅仅辅助学生解决问题，检查学生搭建的电路以及流程图等，所有的硬件设计以及软件设计的内容需要学生独立完成。整个项目的完成实施过程如图2所示。由图2可知，学生完成项目可分为根据元器件清单及课题要求设计电路图、根据电路图搭建实际电路、设计电路驱动软件、分块调试系统、系统联调等几个部分。
具体实践项目可包括基于微处理器的函数信号发生器的设计、多功能计算器的设计、定时器的设计及简易电子琴的设计等。以函数信号发生器为例，课题要求其应输出多种标准波形信号，如方波、锯齿波、三角波和正弦波等，输出信号的波形频率、幅度应可调，用示波器观察时波形应光滑，周期应与设计的频率相一致。由课题要求可以看出，项目难度适中，具备实用性。为了提高课题的可实现性，项目实施的过程中教师将任务分解细化，即每日任务指标化，并在次日上课时首先检查前日任务的完成情况。如多功能计算器课题电路板调试可分解为“单片机最小系统模块”“蜂鸣器驱动模块”“液晶显示模块”及“键盘识别模块”等，明确每日任务要求并根据学生调试结果调整及时指导方法及指导内容。
实践课程的教学将单片机系统硬件设计、软件设计到整个系统的调试完全融合在一起，教会学生如何开发一个完整的单片机系统，将单片机整个学习内容融会贯通。
3.电子设计工程师认证
电子设计工程师认证是中国电子学会电子信息技术资格认证工作之一，也是中国工程师职称改革、申请国际互认的试点工作之一，是国家正式批准并认可的认证体系，也是目前国内电子设计专业技术资格唯一的权威认证。上海电力学院电子信息工程系建立了中国电子学会电子设计工程师认证考试中心，学生可报名参加电子设计工程师认证考试。由于认证考试分为理论与实操两个部分。理论考核包括数字电路设计及单片机基本原理，实操考核需要学生在较短时间内设计一个完整的电子产品，因此考试难度较大，而参加这类认证考试将会大大锻炼学生的实践能力，促进学生进一步提高自身的应用能力，对应用型人才的培养有很大的推动作用。
同时，院系积极鼓励一些单片机学习成绩较为突出的学生参加电子设计大赛与飞思卡尔智能车比赛，通过更高水平的竞赛以及竞赛前的辅导使得一部分学生的应用能力得以更大幅度的提高，对于应用型人才的培养作用也较为明显。
三、结语
通过教学、实验、实践、认证考核以及参加大赛等一系列的教学培养过程，使得大多数学生都经过了完整的单片机学习训练，并提高了自身的水平，又对学习突出的同学有提升的作用。如一些同学参加了飞思卡尔智能车大赛，获得了全国二等奖的好成绩。各个培养方法之间结合紧密，层层推进，学生普遍反映学到了“真”东西，对应用型人才的培养起到了较为明显的作用，并为后续课程的学习打下了坚实的基础。
参考文献：
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[3]廖平.单片机实验教学的改革[J].实验室研究与探索，2004，
关键词：单片机；仿真软件；实验系统
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.178
1 引言
单片机应用是大学本科及专科信息类、电子类、机电类专业的一门核心课程，该课程的前导课程主要有计算机文化基础、C语言及应用、电路与电子学、数字电路等课程，后续课程按照不同的专业划分，主要有RFID技术与应用、无线传感器网络技术和工业机器人等课程，由于该课程涉及到的知识点多且较难，因此，历来该课程是工科类大学生的难点和重点课程之一。
2 传统单片机教学的方式
传统的单片机教学方式，一般是在专门的单片机实验室里使用单片机实验台和电脑等设备教学[1]。学生首先进行单片机线路的连接，如单片机引脚和LED灯、七段数码管、8*8点阵等互联，之后使用电脑进行软件程序设计，在代码编译成功后通过数据线将编译成功的目标代码hex文件写入单片机中，最后系统上电，查看单片机系统的执行效果。
但是传统的教学方式，有很大的不足之处，主要有以下几方面：
（1）一般的实验室的面积有限，单片机实验综合系统（包括一台电脑）只能放8到10套，而一个班的学生一般在35到50人，每个人操作的时间有限；
（2）由于单片机的前导课程之一是电路与电子学，而在单片机实验室连接线路时，需要使用该前导课程的相关知识，但有些学生的相关知识储备不充分，因此连接线路易出错；
（3）物理连线和目标程序写入等过程，占用了大量的课堂时间。
3 在单片机教学中使用仿真软件
由于传统的单片机教学方式存在诸多不足之处，因此我院信息工程学院、机电工程学院等开设单片机应用课程的院系使用了新的教W方式，即使用仿真软件来进行单片机应用课程的教学。
在实际的教学中，对于硬件系统，使用Proteus进行仿真，而对于软件部分，则使用传统的Keil软件来进行编程[2]。
这样则可以把该课程的教学从单片机实验室移到计算机机房中进行，一个标准的计算机机房一般拥有计算机的数量都在50台以上，因此一个班的学生可以每人一台计算机进行操作，避免了单片机实验室人多实验台少的情况[3]。同时，减少了连线时间，提高了学习的效率。
4 使用仿真软件在单片机应用课程中的教学实例
在实际的教学中，采用的教材是电子工业出版社出版的《单片机应用技术（C语言版）》，该教材是任务驱动教学模式，每一个章节即为一个具体的任务，授课时首先由老师讲解演示具体的实验，之后学生做实验，然后讲解相关的理论，这样的教法，学生普遍反映比先理论后实验的方式学习效率要高很多。
本文以一个LED灯亮的单片机实验流程来阐述仿真软件的应用。
首先由教师演示LED灯亮的效果，引起学生的兴趣，接着教师带领学生一起使用Proteus软件来进行硬件部分的仿真，涉及到的主要硬件有51单片机，LED灯，电源，电阻等元件。
接着对于通用的元件，如单片机，LED灯等，可以直接告诉学生在Proteus中这些元件的名称，然后直接画出，而对于电阻，以及后续章节的诸如七段数码管，8*8点阵等元件，则可以让学生自行到百度上搜索具体的名称，一方面可以培养学生的搜索能力，另一方面可以增加学生学习的兴趣。
在Proteus中的硬件电路画好后，接着学生便可以在Keil中进行软件系统的设计，该设计流程与传统的单片机实验流程相同。
在Keil中编写好软件后，学生进行编译，产生最终的目标代码hex，然后在Proteus中将此hex文件导入到单片机中，最后点击Proteus左下角的开始按钮，即可观看仿真效果。
5 结论
本文探讨了使用仿真软件在单片机教学中的应用，近年来，我院在单片机的教学、比赛、学生的毕业设计等方面均使用仿真软件来进行，提高了学生的学习效率和学习兴趣，增强了学生在单片机系统的实际开发中的能力，因此，使用仿真软件来进行单片机的教学，是一个值得推广的教学方式。
参考文献：
[1]王静霞.单片机应用技术（C 语言版）[M].电子工业出版社，2009.
【关键词】单片机；接口技术；教学实验
单片机实验在单片机理论教学中，具有非常重要的实践作用。我们通过单片机教学实验，可以很好的提升学生动手能力，让学生在动手的过程中认识到其工作的特性和原理，对理论知识有一个非常直观、系统的认识和了解；除此之外，还可以加深学生对理论知识的印象和解读能力，使得学生在实践的过程中掌握单片机的关键理论知识和相关技术。
一、现有实验教学方式的不足
1、内容的系统性存在缺陷。实验课程的学时在课程总学时当中受到非常明显的遏制，假如说在原有的计划上安排了10个学时的实验课程，但是这些实验学时对单片机实验教学的实践需求是远远不够的。为了在有限的时间内把单片机的实验内容最大化讲解，实验课程的环节中穿插了非常多的论证性实验，并且教师会给出一定的程序步骤。在实验的时候，学生都是被动跟着教师进行，对于实验内容的认识依然停留在书本知识方面，缺少新器件和电路应用方面的实际操作训练。虽然说这么做加快了实验的周期时间，但是本着实验课程锻炼学生的实践操作能力和思维能力的目标依然没有实现。虽然说部分学生对于知识是一知半解，但是完全依照书本操作步骤进行，也可以完成相关的实验，但是这样的情况依然无法满足学生训练单片机内容的实践操作要求。
2、时间的灵活性非常古板。因为实验成绩是课程总成绩的少部分，因此当课堂教学内容全部结束的时候，所有的实验教学课程都要结束，要不然会影响到学校安排考试和成绩测评的安排，鉴于这样的原因，实验周期时间短和相对集中就成为了主要问题。在这部分时间内，实验室出现高负荷情况，每个班级的实验时间都安排的很集中，经常会出现下组学生等待上组学生做完实验等实验设备的情况，灵活的时间因此受到非常大的限制，并且影响到学生实验课程的教学质量。
3、综合性实验无法开展。因为单片机的价格非常低廉，体积还很小，相应的功能也在不断的完善，成为现代工业技术中非常理想的一种微控单元核心构件，尤其实在工业过程控制和智能仪器仪表方面应用非常广泛。单片机实例应用是非常容易就可以被利用在实验教学过程中的，因为这样不单单可以让学生建立一个非常系统的单片机知识系统，还能够让学生体验到单片机在实际应用中的价值。但是因为现实教学情况的限制，如此综合性的教学实验并没有被安排实验教学中，只是作为小部分的选修内容。
二、单片机实验教学的有效改革
1、专门开设单片机实验教学课程。真正意义上掌握单片机的理论知识，必要的实践操作是不能缺少的。现在的学生普遍感觉到单片机的理论知识很难把握，最主要的一个原因就是实践操作程度的不深刻，所以在改革单片机原理和接口技术实验课程的时候，必须把理论教育和实践操作一分为二。把传统课本知识中的实验内容全部分离开来，重新进行规划和分类，并且为此专门编纂特定的实验教材，从根本地位方面改变实验教学的存在价值。如此一来，实验课时得到了充分的保证，并且在实验内容的安排方面更加全面和具体，可以让学生在程序编写、通讯方式、存储器结构和系统综合应用方面得到全方位的训练和提升。目的是培养学生正确地思维方法和健康的学习态度。
2、柔和化的实验教学时间。单片机课程被设置为单独的实验课程之后，就不会依附于传统的理论知识教育，所以说在时间的安排方面非常充裕，基本上实现了实验时间的真正开放。实验时间贯穿于整个学期，每个小组之间可以进行不同类别的实验，随后进行对比和交流。实验时间不再依照传统理论课程时间的安排，而是全天都在实验，目的是确保不同层次的学生有充分的消化知识时间。实验课程的时间占据总课时的50%，学生可以自身学习的需要选择实验的类型。对于选修课程，不再要求学生在一个单元课时内完成，一个实验可以分成若干个小实验进行，留给学生充分思考的时间。
3、层次分明的实验内容。单片机实验教学的内容可以大致分为三部分，就是①基础实验部分，②设计实验部分，③系统试验部分。基础实验就是说对单片机基本知识的理解和学习，让学生根据指导书中的步骤设计进行，教师编写非常系统的实验步骤，使得学生在完成基础实验之后，具备一定的总结和编程能力。设计实验就是说对某一个单独的方面进行深入化的研究分析，只是针对一个知识点进行认真讨论，要求学生自己动手设计路线、编写程序、自行调试、发现问题和修改等。系统试验就是对毕业设计内容和专业领域设计内容，采用应用系统设计方式。
4、虚拟仿真技术和实践操作技术的完美结合。Proteus是现在最好的电路仿真实验软件，其中具备非常优秀的数字电路、模拟电路和电路系统，支持AVR和51系列等主流单片机系统和不同样的调试环境。比如说Keil C51 uVision2 软件，就是一款很好的单片机仿真实验软件。所以说在单片机实验课程改革过程中，我们将Proteus融入到单片机实验教学当中，要求学生在掌握基础知识之上，对于一些综合性的实验，学会使用Proteus软件进行设计和修正，然后再把自己做实验的内容移植到实验室硬件电路当中。很好的减小了原材料的损耗，也达到了训练学生操作能力的目的。
5、改良实验课程的测评方式。完善测评方式不单单是对学生所掌握知识的一个客观评价、对学生实践操作能力的肯定，更是成为激励学生努力学习的手段。测评的方式要具有一定的公平性和公正性。学生进行的每一项实验记录都占据一定的分值，学校不再需要进行单独的实验测验，而是对学生整个实验过程进行综合评价，尽可能规避偶然性和片面性情况的出现。
总结：单片机原理和接口技术的实验教学，最终目的是锻炼学生的动手解决问题的能力，所以在掌握理论知识的前提下，学习和熟练应用实验方法是非常关键的。因为单片机实验教育是一项漫长久远的任务目标，所有我们在只有单片机实验教学的基础上，融入科学发展观的理念，才可以更好的建立一套实验教学综合体系，顺应时展的要求。
参考文献：
[1]丁保华、陈军、张有忠. 单片机原理独立实验教学体系的改革与探索[J]. 实验室科学. 2010，（11）：120-123.
[2]杨金泉、郝志华、张国旭、田红霞、田丽欣. 单片机原理及应用实验教学改革研究与实践[J]. 黑龙江科技信息. 2011，（23）：150-155.
[3]饶伟、周俊. 关于高职院校的单片机课程教改的研究[J]. 黑龙江科技信息. 2012，（29）：200-205.
