單片機(jī)原理及應(yīng)用考試改革探索與研究

1、    單片機(jī)原理及應(yīng)用考試改革探索與研究    楊彥鑫+黃兆波+鄒歡+張雪萍+李裕摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用是電子、電氣和計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)課程。該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力要求高等特點(diǎn)，學(xué)生在傳統(tǒng)考核方式下難以激發(fā)學(xué)生的動(dòng)腦和動(dòng)手能力。本文通過(guò)對(duì)課程考試方法的有效變革，使用仿真軟件讓學(xué)生自主進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到了加強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理；考試改革；proteus軟件：g642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a ：1674-9324（2017）22-0133-02一、前言單片機(jī)又稱為單片微型計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)體系的一個(gè)重要分支，也是現(xiàn)

2、今較為流行的嵌入式系統(tǒng)的一部分。由于其體積小、控制功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)可方便地組裝成各種智能控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電一體化，因此廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，可以說(shuō)單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程也是目前高校計(jì)算機(jī)、電子、電氣、自動(dòng)化等專業(yè)均開設(shè)的一門專業(yè)課。由于該課程是一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，因此該課程對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很高的要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中占了很重要的地位。但是，目前很多高校的單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及考核方式都存在著一些問(wèn)題。學(xué)生在傳統(tǒng)的以理論考核為主的學(xué)習(xí)方式下很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很難

3、提高動(dòng)手能力。通過(guò)考試改革，使學(xué)生在重視基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，更加注重實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的境況，促進(jìn)創(chuàng)新精神的形成。二、目前的教學(xué)考核形式及存在的問(wèn)題單片機(jī)原理及應(yīng)用課程是一門專業(yè)課，其前續(xù)課程主要有電路、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理等，課程理論教學(xué)的主要內(nèi)容包括以下幾方面：（1）單片機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。包括單片機(jī)的基本組成，cpu結(jié)構(gòu)及時(shí)序，ram、rom的組織結(jié)構(gòu)及擴(kuò)展，并行i/o接口的基本原理等。（2）單片機(jī)指令系統(tǒng)。包括單片機(jī)尋址方式及指令，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等。（3）單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用。包括單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的基本方法和步驟，單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展及外部的接口，單片機(jī)的綜合應(yīng)用等內(nèi)容?？己酥饕蚤]卷的考試

4、為主，學(xué)生的總評(píng)成績(jī)這樣劃分：平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和考勤各占10%，期末考試成績(jī)70%。這樣的教學(xué)及考核形式尚存在諸多問(wèn)題。1.教學(xué)方面問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課時(shí)少。根據(jù)學(xué)院制定的教學(xué)計(jì)劃，單片機(jī)原理及應(yīng)用的總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)課程8學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)太少，也是影響學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)方面。在實(shí)驗(yàn)課程的分配中，軟件實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)至少占了6學(xué)時(shí)，所以綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)率不高，學(xué)生對(duì)所學(xué)課程缺乏整體性了解和綜合運(yùn)用的能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏。由于學(xué)校擴(kuò)大招生規(guī)模，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)太少，為滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不得不增加每組實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)。我國(guó)目前的文化教育，重視理論輕視實(shí)踐，這造成了學(xué)生們從小就重視理論

5、知識(shí)的學(xué)習(xí)而輕視動(dòng)手實(shí)踐。另外，在考核方式上，實(shí)驗(yàn)課一般作為理論課考試分值的一部分，往往也只占很少的學(xué)分，并且只要寫過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告就基本可以通過(guò)。久而久之，大部分學(xué)生也滋生了重視理論課程輕視實(shí)驗(yàn)的思想。2.考核方面問(wèn)題?？己朔绞讲缓侠?。學(xué)生的考核以閉卷的考試占主要部分，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所占成績(jī)比例低。這樣的考試形式使得大部分同學(xué)以理論學(xué)習(xí)及考試成績(jī)?yōu)橹鲗?dǎo)，對(duì)于課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)只是消極地參與，并沒(méi)有真正起到動(dòng)手動(dòng)腦的作用?？荚噧?nèi)容不合理。由于考試形式以閉卷考試為主，考試內(nèi)容只能局限于教材，加上期末考試前劃范圍、勾重點(diǎn)等，使得一部分同學(xué)以考前重點(diǎn)突擊復(fù)習(xí)為主，造成了這些同學(xué)在平時(shí)學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)節(jié)的松

6、懈?？荚囶}型不合理?？荚囍锌陀^性題型較多，分值比例較大，綜合設(shè)計(jì)性題型、論述性題型較少。這對(duì)于學(xué)生的思考能力及綜合分析問(wèn)題能力的考查不全面，也不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。能過(guò)以上分析，目前單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的考核方法已經(jīng)不能滿足學(xué)校提出的“培養(yǎng)創(chuàng)新性人才”的要求，不利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，也不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。三、教學(xué)考試改革的方式及具體措施針對(duì)單片機(jī)教學(xué)考試存在的問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。1.為考試改革而進(jìn)行的教學(xué)改革。首先，教學(xué)改革要進(jìn)行教學(xué)方法的改革。采用從完成實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性的目標(biāo)教學(xué)方法。在課程的開始階段，設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單的綜

7、合性實(shí)例，利用仿真軟件或?qū)嶒?yàn)箱將實(shí)際工程問(wèn)題解決方案演示給學(xué)生看，并要求學(xué)生下來(lái)查找一些與此相關(guān)的實(shí)際生活中的應(yīng)用。以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中教師以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，整個(gè)教學(xué)過(guò)程圍繞教學(xué)目標(biāo)展開。在教學(xué)目標(biāo)的刺激下，學(xué)生為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而努力學(xué)習(xí)。在完成目標(biāo)的過(guò)程中，教師積極引導(dǎo)，并將教學(xué)內(nèi)容滲透其中。這種教學(xué)方法不僅可以使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到單片機(jī)的原理、概念在實(shí)際生活中的意義，而且對(duì)于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力極其有益。其次，教學(xué)內(nèi)容的改革。注重接口技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)，適當(dāng)減少體系結(jié)構(gòu)的理論學(xué)習(xí)。在目標(biāo)教學(xué)法中，學(xué)生以實(shí)際目標(biāo)引導(dǎo)其學(xué)習(xí)過(guò)程，那么在教學(xué)內(nèi)容上就應(yīng)增加能夠達(dá)

8、成實(shí)際目標(biāo)的應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，理論體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)可以把框架性的知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生在應(yīng)用中遇到的理論問(wèn)題，他們會(huì)在框架的知識(shí)基礎(chǔ)上自己進(jìn)一步細(xì)化豐富內(nèi)容；從匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)向c語(yǔ)言的編程方式。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師喜歡使用匯編語(yǔ)言編程，匯編語(yǔ)言雖然具有高效控制精確的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)性差，語(yǔ)句復(fù)雜，調(diào)試難度大，學(xué)生接受也比較困難。c51高級(jí)語(yǔ)言具有程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，一條c語(yǔ)言相當(dāng)于幾條匯編指令，學(xué)生在有c語(yǔ)言的基礎(chǔ)上入門很快，這樣也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；使用proteus仿真軟件。通過(guò)使用仿真軟件，學(xué)生只需要一臺(tái)電腦就可以完成實(shí)驗(yàn)室里的基本實(shí)驗(yàn)，方便學(xué)生自己動(dòng)手，提高其動(dòng)手能力。再

9、次，實(shí)驗(yàn)的改革。把實(shí)驗(yàn)軟件實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)四個(gè)部分，通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們可以進(jìn)一步了解單片機(jī)及外圍芯片的作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。綜合性實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在原有的實(shí)驗(yàn)課時(shí)的基礎(chǔ)上增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，同時(shí)提高設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，真正讓學(xué)生把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。 2.考試方法改革。根據(jù)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的特點(diǎn)，考試可以采用筆試、做設(shè)計(jì)、寫論文、進(jìn)行實(shí)際操作以及開卷、閉卷等多種方式相結(jié)合。我們不能因?yàn)楣P試的一些缺點(diǎn)就否定筆試在成績(jī)?cè)u(píng)定中的作用，在筆試的過(guò)程中還可

10、以增加開卷、閉卷等多種形式。在出卷時(shí)增加試卷的靈活性，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)、分析和綜合思考題型。題目的設(shè)計(jì)應(yīng)能使每一位學(xué)生在解每道題時(shí)都有對(duì)知識(shí)的理解、分析、比較、融會(huì)貫通的過(guò)程，從而鍛煉學(xué)生的思維，多給學(xué)生提供探索的機(jī)會(huì)和可能性，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、標(biāo)新立異、強(qiáng)調(diào)智力開發(fā)、避免考試中的偶然性。同時(shí)在筆試的基礎(chǔ)上還應(yīng)該增加反映學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)內(nèi)容，比如平時(shí)作業(yè)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)等。還可以增加實(shí)際操作環(huán)節(jié)的評(píng)定，比如對(duì)每次實(shí)驗(yàn)課程都對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行評(píng)分，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的考評(píng)，把學(xué)生綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的操作調(diào)試及結(jié)果作為總評(píng)成績(jī)的一部分進(jìn)行考核?；?qū)?shí)踐環(huán)節(jié)改為操作考試，由學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作，教師根據(jù)操作內(nèi)容正確性進(jìn)

11、行評(píng)分。最后在課程結(jié)束后，還可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將其所做的設(shè)計(jì)或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書查閱到的資料通過(guò)分析總結(jié)后寫成論文的形式提交，以附加分的形式納入總評(píng)成績(jī)中。這種方法鍛煉了學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)和對(duì)信息的處理能力。3.考試效果的評(píng)估和對(duì)教學(xué)方法的反饋。淡化考試分?jǐn)?shù)之間的微小差異，增大平時(shí)考試成績(jī)的比例，實(shí)行百分制、等級(jí)制及與評(píng)語(yǔ)相結(jié)合的綜合評(píng)分方法，對(duì)有獨(dú)立見解或創(chuàng)新的學(xué)生加分鼓勵(lì)。應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)有個(gè)性者，獎(jiǎng)勵(lì)有主見、有獨(dú)立思維能力的學(xué)生。同時(shí)，建立考試結(jié)果分析制度，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，拓寬、疏通教學(xué)質(zhì)量的有效反饋渠道，建立健全溝通機(jī)制。改革后的總體效果還有待長(zhǎng)時(shí)間的檢

12、驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中可以明顯的發(fā)現(xiàn)，提問(wèn)題的同學(xué)明顯增多，同學(xué)之間相互討論的次數(shù)明顯增加。希望此次考試改革能給單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)新的氣象，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)人才的全面發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1何宏.單片機(jī)原理與應(yīng)用m.北京：清華大學(xué)出版社，2012.2李康林.單片機(jī)課程考試方法改革的實(shí)踐和探索j.長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（5）：107-109.3周曉雁.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的嘗試j.山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，（2）：63-65.single chip microcomputer principle and application of examin

13、ation reform exploration and researchyang yan-xin，huang zhao-bo，zou huan，zhang xue-ping，li yu（faculty of mechanical & electrical engineering，yunnan agricultural university，kunming，yunnan 650201，china）abstract：the principle and application of single-chip microcomputer is electronic，electrical and

14、 computer professional a professional course. this course has strong practicality and high demands on the student beginning ability，students under the traditional examination way to stimulate students' brain and hands-on ability. based on the examination method of effective change，using the simulation software to enable students