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淺論單片機原理與接口技術(shù)課程設計性實(shí)驗的開(kāi)設
電子信息工程專(zhuān)業(yè)作為理論性、應用性十分強的理工科專(zhuān)業(yè)，學(xué)生必需具備扎實(shí)的根底理論學(xué)問(wèn)，具有較強的實(shí)驗技藝，今后才干順利地從事電子設備和信息系統的維護和研發(fā)。要完成這個(gè)目的，必需非常注重相關(guān)課程的建立，搞好實(shí)驗教學(xué)變革。而單片機原理與接口技術(shù)課程作為電子信息專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課程，其應用性十分強，設計性實(shí)驗開(kāi)設質(zhì)量關(guān)于學(xué)生今后就業(yè)、工作至關(guān)重要。一、教學(xué)現狀
單片機原理與接口技術(shù)課程是電子信息工程專(zhuān)業(yè)中心課程之一，理論的重要性顯而易見(jiàn)，但在實(shí)驗教學(xué)方面大都還是停留在傳統的實(shí)驗形式上，離培育學(xué)生理論入手才能和創(chuàng )新肉體還有差距。很多學(xué)生反映，課程學(xué)習下來(lái)理論根本控制了，考證性實(shí)驗也能順利完成，但要真正完成一個(gè)實(shí)踐項目時(shí)，卻無(wú)從動(dòng)手。呈現這種現象緣由是多方面的，筆者以為主要有：
1.教學(xué)形式方面的緣由。傳統教學(xué)方式中，教員主要注重于理論的完好性和學(xué)問(wèn)構造的完備性。理論上從單片機的構造講起，然后講匯編指令和C言語(yǔ)編程，再講硬件接口及相關(guān)的程序編寫(xiě)，最后講一兩個(gè)實(shí)例，課時(shí)也就差不多用完了，再想講其他東西就沒(méi)有時(shí)間了。實(shí)驗也注重根本原理和根本辦法的鍛煉，為了讓學(xué)生認識單片機的根本組成和根本指令，所開(kāi)出的實(shí)驗就占了大局部實(shí)驗課時(shí)，最后只能做幾個(gè)綜合性實(shí)驗或做一個(gè)簡(jiǎn)單的設計，這樣就完畢了整個(gè)課程的學(xué)習。
2.教員方面的緣由。自從高校擴招以后，學(xué)生的數量劇增，而教員并沒(méi)有同比例增長(cháng)，教員承當的課時(shí)量太大，教學(xué)壓力過(guò)重。詳細到單片機原理與接口技術(shù)這類(lèi)專(zhuān)業(yè)性和實(shí)驗性都十分強的課程，存在著(zhù)精神投入不夠的問(wèn)題。假如要變革實(shí)驗教學(xué)的形式，以設計性實(shí)驗為主的話(huà)，教員就要投入十分多的精神。
3.評價(jià)體系方面的緣由。就評價(jià)體系而言，目前通行的依然是以分數的上下來(lái)評價(jià)學(xué)生學(xué)習成果的好壞。普通采用平常成果、實(shí)驗成果、考試成果各占總成果的一定比例來(lái)得到學(xué)生課程的最后得分。對有些課程來(lái)說(shuō)這種辦法是比擬科學(xué)的，但對單片機原理與接口技術(shù)課程，就會(huì )存在這些問(wèn)題：學(xué)生成果不低，但一旦面臨實(shí)踐問(wèn)題時(shí)，無(wú)從動(dòng)手，沒(méi)有到達本課程的教學(xué)目的。
二、處理對策
為進(jìn)步單片機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量，培育學(xué)生處理實(shí)踐問(wèn)題的才能，筆者以為，進(jìn)步設計性實(shí)驗開(kāi)設的質(zhì)量是教學(xué)變革的重點(diǎn)，應該從以下幾點(diǎn)來(lái)變革：
1.教學(xué)形式。提出和采用新的教學(xué)形式，實(shí)驗開(kāi)設要特別注重開(kāi)出的設計性實(shí)驗質(zhì)量。新的教學(xué)形式主要包含理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)兩個(gè)方面。在理論教學(xué)中，單片機的構造和根本指令解說(shuō)要精，應經(jīng)過(guò)實(shí)例來(lái)將相關(guān)的學(xué)問(wèn)串起來(lái)，力圖經(jīng)過(guò)詳細實(shí)例的解說(shuō)到達以較少的理論課時(shí)就讓學(xué)生真正控制單片機的構造和指令的目的。在實(shí)驗方面，則采用以開(kāi)設設計性實(shí)驗為主、考證性實(shí)驗為輔的辦法，并進(jìn)步實(shí)驗課的課時(shí)數。適量開(kāi)設考證性實(shí)驗，在課堂內只做1～2個(gè)，而將大局部實(shí)驗內容放在課堂外，由學(xué)生經(jīng)過(guò)開(kāi)放實(shí)驗室單獨完成。增加較多的設計性實(shí)驗，供學(xué)生選做，在教員精心指導下，讓學(xué)生在課外準備，課內完成，實(shí)在進(jìn)步學(xué)生的實(shí)戰技藝。
2.教員本身的定位。教員應盲目進(jìn)步本身做項目的才能，并保證足夠的精神投入到教學(xué)中去。教員要注重平常積聚，一方面，要本人入手，精心制造好幾個(gè)作品。另一方面，也能夠經(jīng)過(guò)提出選題，指導學(xué)生去做，將完成后的作品及文檔全部存檔。只需經(jīng)過(guò)2～3年的積聚，就能夠構成難度、層次辨別較為合理的項目選題庫和作品庫，既為后續班級的教學(xué)創(chuàng )立了良好的條件，對后續學(xué)生的實(shí)驗起到示范和引領(lǐng)作用，又為今后的教學(xué)工作減輕了擔負。要做好這些，就請求教員充沛明白本身職責，結實(shí)樹(shù)立以教學(xué)為中心的觀(guān)念，保證有足夠的精神投入教學(xué)中。
3.評價(jià)體系。作為評價(jià)體系，要改動(dòng)傳統的根本是以分數論英雄的形式。單片機原理與接口技術(shù)課程假如只是控制了一些理論學(xué)問(wèn)而沒(méi)有實(shí)戰才能，分數再高都不能算是學(xué)好。作為對學(xué)生的評價(jià)，筆者以為一定確立以理論才能為主體的評價(jià)體系，經(jīng)過(guò)對學(xué)生做的項目難易水平、項目完成的效果等驗收狀況來(lái)給出適宜的評價(jià)。
三、設計性實(shí)驗開(kāi)設與評價(jià)體系樹(shù)立中要留意的幾個(gè)問(wèn)題
想搞好單片機原理與接口技術(shù)課程建立，進(jìn)步學(xué)生的實(shí)戰才能，就要以設計性實(shí)驗的開(kāi)設為重點(diǎn)來(lái)停止整體設計。筆者以為需求特別留意抓好以下四個(gè)銜接：
1.理論與實(shí)驗的銜接。理論教學(xué)是單片機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)中必不可少的組成局部，但其開(kāi)設方式不能采用傳統的教學(xué)辦法，而應設計出一種項目教學(xué)或稱(chēng)為專(zhuān)題講授的方式來(lái)停止。首先，要講透根底局部，筆者以為能夠分紅單片機的內部構造、單片機的指令系統、程序編寫(xiě)的根本思想、硬件接口構建等四個(gè)專(zhuān)題停止。其次，要針對課程特性，做好五個(gè)簡(jiǎn)單項目，如外部中綴的運用、定時(shí)器中綴的運用、并口的擴展、串口通訊、AD和DA轉換。最后，要對相關(guān)學(xué)問(wèn)點(diǎn)全面整合，綜合演練，實(shí)戰2～3個(gè)較為復雜的綜合性項目，停止原理圖剖析、算法設計和程序剖析，并制造出作品停止演示。按這種思緒設計，理論教學(xué)大致課時(shí)數為36～48個(gè)課時(shí)，實(shí)驗課時(shí)數為24～36個(gè)課時(shí)。據此剖析，實(shí)驗教學(xué)則應充沛注重設計性實(shí)驗的開(kāi)設。與理論教學(xué)相對應，每講完一個(gè)項目，就要依托該項目開(kāi)設一個(gè)設計性實(shí)驗，每個(gè)實(shí)驗3～5個(gè)課時(shí)。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的5個(gè)項目和較復雜的2～3個(gè)項目的鍛煉后，學(xué)生能控制單片機開(kāi)發(fā)和設計與實(shí)物制造的根本辦法和技藝。當積聚了2～3年后，有了很多已勝利的項目可參照時(shí)，不同的學(xué)生就能夠選做不同的設計性項目。在停止單片機原理與接口技術(shù)的課程設計時(shí)，則應請求學(xué)生在設計性實(shí)驗的根底上進(jìn)一步深化，將多個(gè)局部綜合在一同設計制造一個(gè)更復雜、具有較完備功用的實(shí)踐系統。這是一個(gè)由理論動(dòng)身，經(jīng)過(guò)根底實(shí)驗、簡(jiǎn)單的設計性實(shí)驗、復雜的設計性實(shí)驗，最后完成復雜的課程設計過(guò)程，契合按部就班的教學(xué)規律，完成了該課程理論與理論的圓滿(mǎn)分離。在此過(guò)程中，設計性實(shí)驗的開(kāi)設根本掩蓋了單片機原理與接口技術(shù)課程的一切學(xué)問(wèn)點(diǎn)，使學(xué)生結實(shí)控制根本理論，純熟控制根本設計思緒，綜合應用根本設計辦法，從而到達學(xué)致使用的基本目的。
2.考證性實(shí)驗與設計性實(shí)驗的銜接�？甲C性實(shí)驗是指為考證曾經(jīng)學(xué)習過(guò)的理論學(xué)問(wèn)所設置的實(shí)驗；設計性實(shí)驗是指給定實(shí)驗目的請求和實(shí)驗條件，由學(xué)生自行設計實(shí)驗計劃并加以完成的實(shí)驗�？甲C性實(shí)驗作為一種傳統的教學(xué)辦法，在如今的實(shí)驗教學(xué)中也還有一定的作用，可為設計性實(shí)驗的開(kāi)設提供一些必要的根底。如今的考證性實(shí)驗普通是在相應的實(shí)驗箱上完成，經(jīng)過(guò)開(kāi)設1~2個(gè)考證性實(shí)驗可讓學(xué)生理解單片機的根本構成和根本工作原理，所以在開(kāi)設設計性實(shí)驗前開(kāi)設考證性實(shí)驗是十分必要的。同時(shí)，一些設計性實(shí)驗的開(kāi)設可在實(shí)驗箱上對考證性實(shí)驗停止改造而成，特別是關(guān)于開(kāi)端的簡(jiǎn)單的設計性實(shí)驗更是如此。比方一些考證性實(shí)驗，一切的電路硬件在實(shí)驗箱中是現成的，同時(shí)給出相應的實(shí)驗程序范例，學(xué)生就能夠在實(shí)驗箱上停止考證，對所做實(shí)驗的功用停止剖析。教員只需求在理論教學(xué)時(shí)將程序流程圖和觸及的算法講述分明，最后請求學(xué)生去編寫(xiě)程序，然后再停止功用考證即可。采用這么一種由考證性實(shí)驗作為根底并停止改造的辦法關(guān)于以根本原理的控制為目的的簡(jiǎn)單的設計性實(shí)驗具有很強的可操作性，有利于考證性實(shí)驗到設計性實(shí)驗的自然銜接。
3.課堂與課外的銜接。設計性實(shí)驗開(kāi)設要做好課堂與課外的銜接。由于設計性實(shí)驗是要學(xué)生自行設計實(shí)驗計劃并加以完成的實(shí)驗，一切的實(shí)驗計劃不可能僅在幾個(gè)課時(shí)的實(shí)驗課上完成，主要工作要在課外完成。一方面，實(shí)驗計劃的制定、原理圖的設計、實(shí)物的制造等主要在課外完成，實(shí)驗課中主要是在教員的指導下停止調試和測試。另一方面，設計性實(shí)驗很難一次性勝利，常常需求屢次嘗試、重復修正才行，這些必需在課外完成。要使設計性實(shí)驗真正到達較好的效果，除了在理論教學(xué)中要注重和實(shí)驗教學(xué)銜接外，課外的銜接特別重要，要做好實(shí)驗室開(kāi)放，讓學(xué)生在課外可以較便當天時(shí)用實(shí)驗室的資源，也應鼓舞學(xué)生采購一些比擬簡(jiǎn)單的單片機開(kāi)發(fā)工具，如簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)版、燒錄器等。
4.評價(jià)規范的再定位與評價(jià)體系樹(shù)立的思緒�？甲C性實(shí)驗常常只觸及一門(mén)課程的一個(gè)章節或一個(gè)學(xué)問(wèn)點(diǎn)的內容，學(xué)生經(jīng)過(guò)考證性實(shí)驗，能夠使所學(xué)理論學(xué)問(wèn)詳細化和形象化，加深對所學(xué)學(xué)問(wèn)的了解與控制，培育根本入手才能。設計性實(shí)驗突出它的自主設計性，能夠是單一學(xué)問(wèn)的運用，也能夠是多學(xué)問(wèn)點(diǎn)的綜合運用，給出實(shí)驗目的、請求和實(shí)驗條件，由學(xué)生自行設計實(shí)驗計劃并加以完成，所以設計性實(shí)驗帶有試探性、研討性，在時(shí)間上也需求課內與課外相分離。
由于考證性實(shí)驗與設計性開(kāi)設的目的不同，所以最終的考核方式也不同。關(guān)于考證性實(shí)驗，教員能夠直接依據學(xué)生所做的實(shí)驗報告評判其實(shí)驗成果。傳統的做法是百分制。普通每個(gè)實(shí)驗成果包括三個(gè)局部：實(shí)驗預習（20分）、實(shí)驗操作（40分）、實(shí)驗報告（40分）。運用傳統的百分制，能夠評價(jià)學(xué)生能否控制了根本理論和設計辦法。但設計性實(shí)驗所觸及的學(xué)問(wèn)點(diǎn)數量不同，綜合運用的效果不同，設計計劃能否得當，步驟能否簡(jiǎn)易可行，實(shí)驗的本錢(qián)、效率能否令人稱(chēng)心等等，都不能混為一談，因而需求分離各方面停止綜合的評定。設計性實(shí)驗的考核要貫串這樣一個(gè)準繩：淡化結果，注重過(guò)程。關(guān)于設計性實(shí)驗我們更注重學(xué)生在整個(gè)設計過(guò)程中的表現，而測定結果只作為考核的次要要素。學(xué)生在設計計劃中能否有獨到新穎的想法，整個(gè)實(shí)驗思緒邏輯能否分明，實(shí)驗過(guò)程是細節緊密還是捉襟見(jiàn)肘，結果能否可信等都是評定設計實(shí)驗成果的重要要素�？己酥幸渑婀奈韬涂隙▽W(xué)生在設計過(guò)程中所表現出的勇于應戰、主動(dòng)學(xué)習、大膽創(chuàng )新的肉體，以及由此帶來(lái)的思想程度和理論程度的全面進(jìn)步。
因而，設計性實(shí)驗不宜采用傳統的百分制，筆者以為，宜采用優(yōu)、良、中、及格、不及格5個(gè)層次來(lái)停止評定。首先明白“優(yōu)”和“及格”的規范，在“優(yōu)”的規范下，恰當降落一點(diǎn)作為“良”的規范，“及格”規范高一點(diǎn)作為“中”，達不到“及格”規范的就斷定為“不及格”。比方，每一個(gè)項目都設定多個(gè)指標，完整到達指標并有所創(chuàng )新的評為“優(yōu)”；完整到達指標而無(wú)創(chuàng )新的可評為“良”；完成主要指標可評為“中”；完成局部指標，能表現設計者控制了根本相關(guān)根底學(xué)問(wèn)則可評為“及格”；沒(méi)有完成任何指標，或沒(méi)有做的評定為“不及格”。這樣就應在設定實(shí)驗指標上著(zhù)手，針對詳細的實(shí)驗停止不同的設定，才干比擬精確地定性評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗才能，這一點(diǎn)仍需在理論中不時(shí)探究和改良。
四、結語(yǔ)
單片機原理與接口技術(shù)課程是電子信息工程專(zhuān)業(yè)至關(guān)重要的專(zhuān)業(yè)中心課程之一，必需愈加注重設計性實(shí)驗教學(xué)的變革，進(jìn)步設計性實(shí)驗開(kāi)設的質(zhì)量，做好理論與實(shí)驗的銜接，考證性實(shí)驗與設計性實(shí)驗的銜接，課堂與課外的銜接，完善設計性實(shí)驗的評價(jià)體系，才干培育出契合社會(huì )開(kāi)展需求的高素質(zhì)人才。
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