单片机课程设计总结汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇单片机课程设计总结范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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【基金项目】2012年河北省高等教育教学改革研究项目（2012GJJG084）；2012年河北省高等教育教学改革研究项目（2012GJJG149）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）01-0242-01

一、考试方法改革内容

按照石家庄铁道大学电气与电子工程学院的培养计划，与单片机相关的课程有《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》，三门课单独上单独考。

通过整合《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》课程，找到一种更为科学、更为合理的综合考试方法。进而提高学生的学习兴趣，让学生学会学习，提高学生的实践能力、创新精神，提升学生的综合素质，提高毕业生的就业竞争力。通过整合课程体系，提高教师的综合素质。

二、改革方法

将《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》三门课程综合考核。在开始学习《单片机原理及应用》课程时，学生2～3人一组，选择课程设计题目，整个学期每组做不同的课程设计，学生根据自己所选课程设计的情况，自主设计实验内容，在《单片机原理及应用》课程的理论内容讲授完毕后，学生根据自己课程设计情况，设计系统原理图，利用protel软件绘制系统的原理图，板图，然后交于厂家进行加工，学生根据所设计的原理图，购买元器件，然后进行焊接，编写软件程序，最后进行系统调试。

三、改革与实践的重点

（1）调整教学内容。针对单片机原理及应用，强化学以致用的教学指导思想。

（2）灵活设置实验项目。根据课程设计内容，自主设计实验内容。指导教师也可根据自己的科研实际，给学生设计一些典型应用案例。

（3）实施过程中进行阶段性检查。为了监管进度情况，每组学生需提交阶段性报告，对这一阶段的成果进行总结，在实施过程中遇到的问题，以及解决的方法。

（4）注重引入和应用典型新技术。在教学过程中，教师应注重给学生介绍实现同一系统目标可以采用传统方案，也可以采用新方案。给学生讲解不同的技术方案，不同的系统构建方式及其优缺点，根据自己的系统实现的功能不同采用最优的技术方案。

（5）采用综合考核方法。根据学生在不同阶段对课程设计的不同内容进行考核，可分为单独实验，综合实验，系统设计，原理图及板图绘制，系统功能实现等等环节的完成情况对学生进行考核打分，最终成绩由报告、作品、答辩情况而定。把学生的课程设计放到课程网站上，形成独具特色的考核方式。

四、改革的步骤

（1）组织调查研究讨论，制定符合单片机原理及相关实践课程体系的考核方式、方法。

（2）选择有普遍性的试点班，做“单片机原理及应用课程体系考试方式改革实验班”。

（3）贯彻落实单片机原理及相关实践课程体系考核方式方法实施计划。

（4）总结讨论单片机原理及相关实践课程体系课程考核方式方法实施过程。及时总结经验教训，好的方面要保留下来，以便在后续的学年实施时进行借鉴，对于实施过程中发现的问题，讨论解决的方法，以便提高教学效果。

五、改革成果

顺利完成了三门课的教学任务；学生在独立设计、绘图、选件、焊接、调试的过程中，发现了不足，也发现了乐趣，获得了成就感，大大提高了动手实践能力，激发了学习兴趣，提高了综合素质。

电1002-2班为实验班，电1002-1班为对照班，图1为《单片机接口设计》的成绩比较，图2为《计算机辅助制图技能训练》的成绩比较。通过成绩比较可以看出，实验班的成绩比对照班的成绩都有提高。

参考文献：

篇（2）

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0161-02

Abstract： Through the field research of the current teaching situation of the Microcontroller Unit course （MCU） of higher vocational colleges in Qiannan， Qianxi’nan and Qiandongnan minority area in Guizhou province， this article analyze and discuss proper teaching methods and evaluation mechanism of MCU course suitable for the practical situation of minority area from the perspectives of novel creation of teaching environment， arrangement of curriculum， training mode and evaluation mechanism.

Key words： Minority areas； Higher vocational colleges； Microcontroller Unit； teaching of curriculum； reform analysis and discuss

单片机是电子信息类专业十分重要的课程，也是高职院校完成高素质技能技术型人才培养必不可少的专业课程。贵州少数民族地区高职院校虽地处欠发达山区，自身发展受到诸多因素的制约，但对人才培养质量的要求从未降低，紧密围绕地区经济发展需要开设电子信息及相关专业。

伴随贵州大数据、大健康产业的蓬勃发展，早期“三线建设”驻黔电子企业及本土民营企业对其人才需求的增多，电子信息类专业已逐步成为贵州少数民族地区高职院校重点建设专业。但在专业课程教学，尤其是难度较大，实践性较强的单片机课程教学方面还存在诸多有待提高和改善之处，需结合贵州少数民族地区高职院校自身实际，进行单片机课程的教学改革，探索符合当地人才培养及职业岗位能力需要的教学思路和方法。

1贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学现状

基于对贵州黔东南州、黔南州、黔西南州三地少数民族地区高职院校的走访调研及师生的深入座谈交流，发现贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学存在如下的现状。

1.1 课程教学环境

1.1.1 学生素质现状

贵州少数民族地区高职院校电子信息类专业所录取学生少数民族较多，高考分数偏低，专业选择盲目被动；基础知识薄弱，理论学习困难，专业实践技能训练积极性与主动性不高；自我控制能力差，未来职业发展无规划；团队合作意识薄弱，自信心与创新精神欠佳等。

1.1.2 师资现状

贵州少数民族地区高职院校能够承担单片机课程教学的师资严重不足，引进困难，尤其是具有单片机技术开发经验的专业技术人员及学术带头人甚少。现行单片机任课教师存在理论知识扎实，但项目开发经验缺乏；教学经验丰富，但课程实践教学欠缺；专业网络学习获取较多，但融入行业企业进行实际开发较少；外派学习较多，但真正与单片机技术相关的学习较少等。

1.1.3 实训条件现状

贵州少数民族地区高职院校受地方财政困难，教育经费注入不足的影响使单片机课程教学实训设备陈旧、配置不足；专项资金投入不够，实训条件简陋；实训室缺乏专人负责，管理不规范；实训教师对实训重视程度有待加强，学生对实训开展积极性有待提高等。

1.2 课程教学内容与考核

在单片机课程教学内容安排方面，贵州少数民族地区高职院校普遍仍以单片机理论教学为主，注重培养学生程序编写能力，尤其是汇编程序的编写能力，缺乏基于实际项目开发的创新性教学方式。部分院校甚至没有开展实训教学，仅完成基于汇编语言的单片机最小系统理论教学，对单片机的通信功能、传感器技术及C语言在单片机中的应用等重要内容并为涉及。同时，在单片机课程与专业基础课程开设的先后、课时分配、任课教师安排等方面也存在诸多不足。

在课程考核评价方面，大多数院校仅考核学生的理论学习内容，而对课程的学习过程，实训项目及课程设计完成情况等核心内容并未进行考核，考核评价过于单一，不能较好地进行学生课程掌握情况的客观综合评价。

2 贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学改革思考

贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学应结合自身特点，培养符合区域经济发展需要的高素质技能技术型人才。

2.1 现行课程教学环境改变探索

在学生素质提升方面，贵州少数民族地区高职院校很难在招生录取阶段来提高进入电子信息类专业的学生文化素质，但可从学生进校后对专业兴趣的培养方面着手，改善学生综合素质。如在专业基础课中增加动手能力训练环节（仿真实训也可），为后续难度更大的单片机学习兴趣的培养打下基础；成立单片机学习兴趣小组，通过兴趣小组的积极主动性来带动整个大环境的改变；积极组队参加校、州、省及国家的单片机技术应用及相关技能大赛，以大赛营造学习环境；通过专升本考试中对专业课程的要求和学生对进入本科院校继续深造的渴望，引导学生主动学习等。

在师资水平优化方面，贵州少数民族地区高职院校应结合当地经济发展及院校需要，积极争取电子信息类紧缺人才，尤其是高层次人才的引进政策，解决单片机骨干教师及学术带头人缺乏现状；积极从行业企业或校企合作单位寻求师资及师资培养，让行业专家融入教学，让一线教学人员融入行业，进行交互式学习交流，实现自我培养，进而提高教学质量；现行单片机教学人员应通过网络，积极寻找单片机学习途径，争取单片机技术学术交流会议及培训；积极以大学生电子设计大赛、区域行业单片机应用设计竞赛等为引领，主动找项目、做项目、总结项目，从而来提高教师自身的单片机应用技术水平。

在实训条件改善方面，贵州少数民族地区高职院校应积极寻求资金注入，建立校内单片机技术应用实训室；或寻求校企合作单位、行业企业、院校共建等方式建立实训室。针对实训设备，没有必要购买昂贵的实验箱或实验平台等，通过电子商务，购买设计合理、功能模块齐全、支持在线调试、便于携带、支持C语言、具有配套教程及完整的程序实例等的单片机开发板即可。同时，要为开发板配套逻辑分析仪、万用表、示波器等常用电子仪器仪表及工具。在实训室建设经费充足的情况下，可考虑配备台式电脑，若经费不足，鉴于当代大学生笔记本电脑覆盖率较高的条件下，可两人配套一台自带笔记本电脑，即可满足实训条件要求，又为学生课余自学、课程设计及毕业设计等后续环节服务。

2.2课程合理安排

2.2.1 微控制器选择

当下，单片机种类及型号较多，合理选择一款单片机种类及型号是初学单片机技术的关键，是引导学生学习单片机技术的重中之重。单片机种类及型号的选择一定要结合实训室所配套的开发板或校企合作单位等所使用的机型，但主要还是以便于教学和学生学习单片机技术为主。因51单片机市场份额占有量大、使用年限长，网络资源和学习参考资料丰富且获取容易，考虑到初学者对硬件资源的应用能力，建议以宏晶科技生产的STC89C52RC单片机作为主控芯片进行教学。

2.2.2 课程及内容安排

单片机课程应安排在电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、C语言等专业基础课程完成之后，可与电子元器件识别与检测、电子线路绘图与制板、传感器技术应用等专业课程同时进行。在开设上述专业基础课程的基础之上，建议单片机课程总学时为108（即每周6学时），其中理论占20%左右，实践占80%左右。单片机技术是在实践中学习，教学内容应以实践为主导，理论融入实践过程且够用为原则，边做边学，不能只强调理论而轻实践。

鉴于贵州少数民族地区高职院校授课对象特点，课程主要内容应包括微型计算机基础知识简介、单片机概述、所选单片机结构及内部资源介绍、单片机时序及工作方式、汇编指令及时序简介、中断系统、定时器/计数器、并行I/O接口、单片机串行通信（主要有UART、I2C、SPI、485通信等）、A/D和D/A转换等。在教学过程中，所应包括的硬件主要有LED、LED点阵、数码管、LCD、矩阵按键、步进电机、蜂鸣器、传感器（如温度、红外、压力等传感器）、A/D和D/A转换芯片、时钟芯片、存储芯片等。

2.3 实训教学开展

单片机课程教学应以实训教学为主并综合考虑学生特点，实训开展应包含单个实训项目、综合实训项目和课程设计三个环节。实训环节中注重“做中学，学中做，边学边做”。任课教师在单个实训项目中应在讲解硬件原理和程序设计的基础上，对实训内容进行操作演示的同时指导学生操作，直至完成实训效果。效果出来后，任课教师针对实训过程中出现的问题进行总结，同时对所做的实训内容进行再一次的总结性讲解，以达到学生掌握所布置实训内容的目的。综合实训项目应预先布置任务和学生分组（2人一组为宜），课堂由任课教师对任务中所涉及的硬件和软件及前期所学本实训所需用的知识进行讲解。学生结合老师的讲解和所提供的硬软件参考资料，以组为单位，开展实训项目，完成实训任务。课程后期，应专门安排1到2周，以3人为一组，进行课程设计环节。选用适合高职院校学生及难度适中的课题作为单片机课程设计的题目，引进全国大学生电子设计大赛流程及相关规则融入课程设计，体验项目开发过程，培养学生项目开发能力。同时鉴于对学生仿真能力培养的必要性，建议在课程设计环节中融入Keil和Protues仿真教学。

实训教学中应制作实训项目任务书或课程设计任务书及考核评价表，教学过程采用项目化教学，任务驱动，融入“资讯、计划、决策、实施、检查及评价”的教学组织形式并做好学时分配。

2.4 课程考核评价创新

鉴于课程实践性较强，考核不能单一的出套纸质试题进行考核，尤其不能只进行理论而忽略实践的考核，应以过程考核，综合评价学生课程学习效果。

3 总结

综上所述，现行贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学还存在诸多不足和有待改进之处。身处该地区的单片机课程任课教师应在课程教学条件、课程内容安排、实训教学方式、课程考核评价等方面结合自身院校实际，探索符合授课对象及课程特点的教学方法，提高贵州少数民族地区高职院校人才培养质量，进而为地区经济的发展服务。

参考文献：

[1]宋雪松，李冬明，崔长胜.手把手教你学51单片机（C语言版）[M].北京：清华大学出版社，2014.

篇（3）

0引言

随着时代的进步和微电子技术的发展，以及目前物联网产业的应用，单片机技术作为物联网产业的关键技术之一，得到了更广阔的发展机会和应用前景。为适应这个市场对人才的需要，高校单片机课程的教学内容也逐步由MCS－51系列过渡到相对复杂但功耗更低的MSP430系列。首先，在MSP430单片机的教学内容上，目前的教材基本是以单片机生产商提供的技术手册为主，大体上延续了以往传统MCS－51系列的教学思路，即以单片机的知识点为主线进行单元技术教学。这对短时间集中实践环节课程设计类的教学明显不太适用。所以在教学内容的组织上需要根据学生理论课知识掌握的具体情况和实践课程的特点，重新组织教学内容。其次，在教学方法上，由于学生在前期已经完成了MSP430单片机的理论学习，如何在短时间内把学过的知识应用到实践当中去，把理论学习中分散的各个知识点通过一个个由浅入深的设计题目系统有机地组合在一起，使得学到的知识在系统上和深度上有质的提高。这也是课程设计不同于理论教学而需要重新设计整合的地方。最后，在学生成绩评定方法上，为了调动学生主动学习的积极性，发掘每个学生的潜力，在成绩的评定上做了一定的探索和尝试。

1教改实施的主要内容

1．1教学内容与教学方法的改革

相比于MCS－51系列单片机，MSP430系列单片机不仅在理论上有一定的难度和深度，而且在设计的灵活性和创新性上有更大的可操作空间。课程设计环节在实践教学中起着承上启下的关键性作用，一方面是将所学的基础知识（模拟电路、数字电路、C语言等）融会贯通综合运用的过程，另一方面也是为以后的毕业设计以及电子设计类竞赛打下良好的实践基础。有鉴于此，在教学内容的编排设计上，既要体现对MSP430单片机重点知识的理解把握，又要结合设计题目对所涉及的知识点更进一步深化学习。所以在本次教改中，对教学内容和方法做了一定的调整，主要在以下几个方面进行尝试和探索：（1）理论与实践教学环节的衔接整合。由于学生对MSP430单片机理论在学习和理解与实践上有一定的距离，所以在课程设计的前期有必要对在设计过程中常用的模块做进一步的强化学习，快速解决理论上的难点和疑惑。在教学方法上，也不同于以往的理论教学，突出了以关键模块为主要掌握内容，通过对模块电路图逻辑关系的深入细致的讲解，加强了学生对MSP430单片机关键模块的功能理解。为此，在讲授每个模块时，都给学生发一张清晰放大的模块逻辑功能电路图，以逐个过关的考核方式，使学生能在很短的时间内迅速掌握MSP430单片机的主要内容。同时，也着重强调该模块在实际设计当中的一些具体的应用以及一些注意事项，在这点上，由于MCS－51单片机的内容和功能相对比较简单，所以在以往的理论教学中大都是简单介绍一下，其应用设计部分学生通过自学的方式来掌握。而MSP430单片机由于其结构更复杂、应用更广泛，虽然学生在理论教学过程中也学过相关的知识并做过一些验证性实验，但是对大多数学生来说知识的掌握还是停留在理论上，对基本知识理解深度不够，导致学生困惑的问题还有很多。致使学生综合性实验能力较弱，完成课程设计和实际应用设计的难度较大。因此要注重研究实际应用中典型问题背后的原因，深化和细化基本知识的讲授，这对实际应用和提高可起到至关重要的作用。因此需要强化理论与实践衔接环节的教学，不断挖掘基本知识内容的深度，特别是实际应用这一部分很有必要在老师的指导下完成。比如，在讲授最常用的也是最重要的定时器A捕获功能的时候，除了讲述定时器A的逻辑结构和使用规则外，对其输出端口的八种工作模式，还通过重点补充在每种工作模式下常用的设计实例的分析讲解加以介绍和总结。这种重点讲授和逐一考核相结合的教学方法在本次教改过程中取得了很好的教学效果，使学生能在此基础上更容易地进入到高级层次的应用设计当中。（2）实践开发平台的选择。目前各高校大都使用各种功能完备的实验箱或开发板，其明显的弊端就是由于实验箱上各接口的连接都是固定的，学生大多数不会主动去了解这种连接后形成的电路工作原理；没有经历过从设计、元器件连接、调试到完成全过程的锻炼；而且实验箱上资源有限，对一些能力比较强的学生来说不能进行更多种硬件方案的设计和创新。基于上述原因，本次教改没有使用以往MCS－51单片机那样各种功能和结构都固定的实验箱，而是选用了MSP430单片机核心板外加按键输入模块和数码管显示输出模块等构成的最小系统，这样的选择是因为MSP430单片机的引脚复用功能非常普遍，把MSP430单片机的所有外接引脚都空出来供学生选择使用一方面可以增强学生对端口的认识，也使学生更深刻的体验MSP430单片机强大的实现功能。而且也为以后外加温度模块、红外线模块、重力感应模块等更多模块的选择提供了坚实的基础。另一反面也使学生在课程设计过程中有更大的自由度和选择空间，创造了一个宽松的硬件实验环境和发挥创造性的空间，增大了课程设计的吸引力。通过应用这个开发平台促使学生主动去熟悉引脚的各项功能、自己设计电路的实验方案、自己选择应用的设计模块以及最终完成的功能，同时，这些实验手段的综合应用，促进了学生对理论教学的理解，使学生的实际动手能力得到了提高和锻炼，从学生最终的设计成果上看也确实达到了这种效果。（3）基于项目引领的实验模式。课程设计不同于一般的验证性实验课程，它是在理论教学的基础上，以实践和创新为主线，以提高学生综合能力为目标的教学环节。以往MCS－51单片机课程设计由于硬件结构相对简单、外围接口功能单一，留给学生自由设计的空间比较有限，所以教学模式采用传统“灌输式”的教学方法，给学生的设计任务大都是相对单一的题目。本次教改借着硬件开发平台更新换代的机会，有条件在教学模式上做了进一步的探索，采用了基于项目引领的实验教学模式。该教学模式旨在提高学生的综合素质，从宏观教学的角度考虑，是一种以学生为中心的教学模式，将整个课程设计的教学内容设计成一个基本涵盖了本课程重点教学内容的设计项目库，其中对每个重要知识点都有多个难度等级不同的设计项目，学生可以根据自己的能力和兴趣选择并完成基本涵盖每个知识点的多个设计题目。设计项目库中的题目难度系数的差异化、多样化既是因材施教教育理念的一种体现，也是以往课程设计教学经验的一种总结。通过这样的教学设计，加大了学生对课程的兴趣，逐渐地积累成就感，并最终能较快地进入设计者的角色，能较好地完成实际应用的设计。

1．2教改效果的评定

篇（4）

[中图分类号]G40―057

[文献标识码]A

[论文编号]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《单片机原理及应用》课程是向学生传授单片机技术的基础课程，它综合了多门基础课和专业基础课的知识，主要培养学生进行智能化电子系统整体设计的能力，培养强电专业学生的弱电控制能力。通过学习，使学生掌握单片机应用系统的硬件设计和软件编程技术，可为后续更高层次专业课程的学习、毕业设计、参与实际的综合设计课题和将来参加工作打下良好的基础。因此搞好《单片机原理及应用》课程的教学工作，提高学生的创新能力，对提高教学质量有着非常重要的现实意义。

一　目前教学中创新能力培养存在的主要问题

我院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程三个电类专业均开设了《单片机原理及应用》课程，学生在学习了电路基础、数字电子、模拟电子、微机原理等基础课程的基础上，再学习《单片机原理及应用》课程，在整个教学安排上是非常合理的。然而通过40学时的教学和一周的课程设计，最终对学生的学习情况考核时发现学生对该课程的掌握情况并不十分理想，尤其是创新能力较差，主要表现在：

1　学生主动学习的意识不够，缺乏创新思想，学习过程中一旦碰到问题，很难认真思考、探索研究、积极主动地解决问题。

2　在《单片机原理及应用》的教学过程中，传统的教学还是以理论为主，以课堂授课为主，学生很少有应用具体电路解决实际问题的机会，不利于创新思维的培养。

3　目前实验课程体系验证性实验过多，综合性、启发型实验不够，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手能力训练，更不用说培养学生的创新能力。

4　在传统的教学思想和方法引导下，学习成绩主要是以考试成绩确定的，因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就学生对实践环节学习的轻视心理，即是以成绩合格为目标，而不是能力获得为标准，限制了学生的创新能力。

二　改革思路和方案

针对以上问题，在单片机教学中，根据学生、教材、教学设备等实际情况，将授课内容进行全面、合理的整合优化。减少冗余，加强综合性、创新性内容，在对整个课程链研究的基础上进行了课程改革，改革后的讲课学时分配如表1所示：

在对整个课程链研究的基础上进行课程改革，可以避免学生反复学习同一内容，但又学得不够深入等问题。对照以前的教学大纲，了解当前学生所学课程，对单片机的大纲做了更改，利如增加了单片机应用典型案例、接口部分知识，删除了同步、异步通信概念、进制部分知识等。

这种改革符合目前国家教育教学改革基本方针，可以减轻学业压力，用有限的课时学习尽可能多的知识，做到“厚积”。在改革过程中注意积极开展教育创新。为培养创新意识，积极探索具有创造性的教学方法和手段，在授课中改变老师唱主角，学生当观众的教学模式：改变学生静态、被动接受的地位，建立以学生为中心的实践性教学模式。利用学生对新事物感兴趣的心理特点，鼓励学生积极、主动地去探究知识，教会学生进行创新的科研方法和在自主的学习中学会创新。另外在现行开设单片机课程中，实践内容所占比例偏少，实验设备陈旧，内容跟不上时展，因此进行了实践性教学环节改革，改善教学与实践脱节的现状，使各环节相互衔接，增加创新实验，通过加强动手能力的培养，提高了学生的综合素质和创新能力，培养应用型本科人才。

三、为提高创新能力所采取具体措施

1　提高学生学习单片机的兴趣，培养学生创新意识

兴趣是最好的老师，只有有了学习兴趣，才能够在学习中创新，喜欢创新，注意创新，发挥自身的创造性。为激发学生的学习兴趣，在开课之后，我们首先向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景，让学生明白学什么、为什么学和学会后能做什么，并利用图片、录像和实物等介绍一些当前的单片机先进科技和教师相关单片机科研成果；邀请一些单片机科技公司的技术人员、知名教授来校作单片机知识专题讲座；请一些已毕业从事与单片机技术有关的学生来现场指导教育，使他们了解单片微机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用及学好单片机的重要性和必要性，激发他们的学习兴趣，鼓励他们动脑思考有哪些领域或哪些与我们日常生活相关的电器或仪表等设备适合用单片机控制，从而使学生具有初步的创新意识。

2　鼓励学生进行单片机应用系统开发，培养学生的创新能力。

不断鼓励学生利用课余时间进行单片机应用系统开发，制作自己兴趣的产品，编写单片机程序。由于初学者一般没有开发板和仿真器这些设备，为了给学生创造条件，我们采取了以下措施：

(1)给学生提供一些单片机仿真软件，让学生在电脑上模拟实际系统，编写软件。例如提供了proteus仿真软件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路，还可以和keil软件互联，可以像使用仿真器一样调试程序。又不需要任何费用，特别适合学生在单片机学习的起步阶段使用。我们在实验室里安装了这个软件，并在教学过程中向学生演示它的功能和使用，鼓励有电脑的学生安装这个软件，让他们利用课余时间自己动手做做电子表、步进电机、直流电机控制、LED显示，AD、DA转换，交通灯设计等方面的模拟实验。

(2)鼓励有一定经济条件的学生买一些小型的单片机学习开发板。目前市场上有很多专门为在校大学生学习单片机量身定做学习开发板、主控芯片。包括凌阳、51系列、AVR系统等，它们价格低，特别适合于学生利用课余时间学习单片机开发。而实验室也购置一部分这样的开发板，对学生开放，给学生创造自主学习和开发单片机系统的环境，从而培养了学生的创新能力。

3　在实验中培养创新思维

改变原有的实验教学模式，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，并开放实验室，随时恭候学生的来临。在整个实验进行过程中，以学生为实验的主体，最大限度地调动和发挥学生的主观能动性，引导学生积极对待实验中出现的问题，并自己动手解决这类问题。指导教师在实验的组织管理上起主要作用，而在实验中仅起指导作用，给学生指明方向，避免多走弯路，并解答实验当中出现的一些疑难问题。例如：在彩灯移动实验中，鼓励学生编写不同的移动花样，采用多种不同方法编程，并设计电路图，这样将生活中常见的小产品与课程实验结合起来。使同学们加深对理论知识的

理解，学到了实际知识，培养了分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新思维。

4　通过课程设计改革培养工程素质，强化创新能力。

创新能力不仅仅体现在一些制作发明上，更重要的是要有必要的工程素质。在课程设计过程中，注重培养学生的工程素质。从课程设计选题开始，就要求学生注意收集相关资料、作好分工、做好实验记录、总结调试心得等。使学生熟悉从立项、方案论证、软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、到安装调试等电子设计的全过程，系统地培养学生的学习能力、交流能力、合作能力，使学生理解并认识了良好的工程规范。在设计阶段，引导学生从不同角度观察问题、提出问题、解决问题，注意实现创新性设计。在报告整理阶段，引导学生对设计过程进行总结。从方案设计到器件选型，从程序开发到调试。都要求学生将实践中获取的经验总结文字材料，使学生在设计过程逐步体验本课程的系统性。例如，选择电子时钟系统作为课程设计的同学，其硬件电路尽管相对简单，涉及的单片机资源并不多，大部分同学都能够很快的实现基本功能，但在此基础上，引导学生进行创新设计，在硬件电路基本不变的情况下，通过重新规划设计软件，实现许多如计时器、万年历、秒表、定时报警器等附加功能。

每年课程设计的题目既可从教师给定的题目中选择，也可以自行拟定，自行拟定的题目在做之前要提交可行性报告。这就进一步锻炼了学生的创新能力。2007―2008学年我专业的课程设计的可选题目如表2所示：

而课程设计评分依据学生的实际完成情况和文字报告等进行评价。例如，确定若干个基于单片机实现的仪器系统如时钟、点阵显示器等基本功能供学生选题。在指定的时间范围内，提交完成基本功能的仪器系统、相关文字报告等，最后进行答辩。毕业设计得分由设计产品功能和质量分(40％)、毕业设计报告分(30％)、答辨分(15％)、特色与创新分(15％)等部分组成，并要答辨。

5　通过考核方法改革考核学生的创新能力

考核方法作为课程教学的最后环节，它直接检验教和学双方的效果，间接指导着学生的学习。目前《单片机原理及应用》课程使用比较普遍的考核方法仍然是闭卷笔试。应该说，闭卷考试在基础理论类课程教学中，在强化学生学习和掌握知识的作用是不可替代的，但《单片机原理》课程应用性、实践性都很强，如果仍以闭卷考试作为主要评价方法，则不能较好检验学生的实践能力和创新能力。因此对当前的考核方法进行了改革，并拟建立一种长期的跟踪考核制度，将考核重点放在学生在实践中发现问题的能力考核上。即将原来的纯笔试改成了设计报告、机考和笔试相结合评分的方法。在课程结束后学生要提交一个设计报告，设计一种产品，该报告的评分标准为：报告(50％)+创新意识(30％)+程序调试(20％)。而机考指的是在实验室里现场考核，主要考核学生动手能力和程序调试能力。而笔试试卷在考核学生的基础知识的基础上，更强调学生的创新性思维，在题型上进行了改革。减少了一些需要死记硬背的客观题，增加了灵活多样的程序设计，电路设计等题型。充分考核了学生的学习情况和创新能力。最终成绩测评比例为设计报告(30％)+机考(20％)+笔试(50％)。

6　开展第二课堂，培养学生的创造能力

为加强对学生学习的引导，我们将课堂教学延伸到课外，注意对学生参与实践活动兴趣的培养。将学生的课外科技活动纳入到创新能力培养的过程中来，成立了创新电子社团，以电气工程及其自动化、电子信息工程专业学生为主，其他专业学生也可自愿参加。由《单片机原理及应用》课程的主讲教师作为主要指导教师，每周辅导1―2次，并提供不同层次的实践内容，组织多种形式的实践活动，提出灵活多样的实践要求，吸引学生主动地、有选择地参与这些实践活动，让学生根据自己的发展方向，结合自己的兴趣和需求，选择适合自己的题目或感兴趣的产品设计。在设计和制作过程中，教师给予适度的指导，使学生能够独立、主动、保质保量地完成自己的设计目标和任务，把学生被动地学习变成积极主动地学习，把依赖于老师的学习变成独立的学习和思考。设计题目和产品的实现也增强了学生独立解决问题的自信心，进一步提高学习的兴趣。在教师的指导下，学生可以通过第二课堂对课堂教学内容进行补充和提升，可以根据自己的兴趣进行选题、完成自己感兴趣的课外实验项目、设计和电子制作，可以自己设计电子作品等，这样就使他们在完成学习任务的基础上，使自己的创新思想得以实现。大大激发了学生的课外学习兴趣和主观能动性。也为学生提供了自由发展的空间，提高了学生的创造能力。

7　依托各种竞赛，推进课程改革，提高创新能力

积极参加全国大学生电子设计竞赛、盛群杯单片机竞赛，飞思卡尔智能车竞赛等各类比赛。这些竞赛既培养了学生电子设计能力，提高了实践能力，也锻炼了学生的团队合作精神。通过各类竞赛，掊养一部分学生的动力创新能力，再通过宣传，使其它学生对单片机学习产生兴趣，为参加这些竞赛而努力，从而进一步提高了学生的创新能力。

四　结束语

在进行了课程改革以后，学生的学习热情受到了很大的激发，出现了自主式学习的热潮。由于课程的改革，使理论教学的时间大大缩短，学生有了更多动手和思考的时间，在课程结束时，大多数同学提交了自己的作品，更有部分同学在单片机比赛中取得了优异的成绩。我们将以此为契机，积极、主动地促进单片机课程的进一步改革，使单片机课程跟上时展的潮流，使学生学完单片机后，不仅仅具有初步单片机应用系统的设计和开发能力，还具有了一定的创新能力，有效的提高了学生的综合素质。

参考文献

[1]江世明，刘湘涛，申寿云等.省级重点建设课程《单片机原理及应用》的创新与实践[J]怀化学院学报，第2006，25(8)：162―163.

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中图分类号：G424 文献标识码：A

0 前言

实践教学是高等应用型人才培养体系中的一个重要环节，它对培养学生的工程素养和实践动手能力起着极其重要的意义。实践教学包括专业课程实验、开放性实验、课程设计、电子竞赛和毕业设计等，其中课程设计、电子竞赛、毕业设计按教学组织大多是由专业教师承担教学任务。

如何制定人才培养流程，使整个实践教学过程做到系统化和整体性，一方面需要合理安排与本专业学科基础类课程相关的实验教学环节，另一方面要探索课程设计、电子竞赛、毕业设计等专业工程实践环节的规划，充分扩展专业特色课程相关的实践教学的内涵。其中后者是提高学生动手能力和综合思考问题最佳方式。

1 以系统工程的思想构建专业实践教学体系

系统是由互相关联、互相制约、互相作用的若干组成部分构成的具有某种功能的有机整体。系统工程是运用系统思想直接改造客观世界的一大类工程技术的总称。专业实践课程活动涉及到学生专业学习的整个阶段，也可以看作是一项系统工程。为了提高专业实践教学活动的教学效果，保证专业知识的可持续性发展，就应该按照系统工程的思想和方法，协调专业实践教学活动中各项因素。在实际工作中，一方面要重视每一项工作，将每一项工作做到位，另一方面要重视各项工作的内在联系，建立系统的、整体的教学体系，这样才能使实践教学的功能最大化。

目前在高校的实践教学中常见的问题是缺乏大学四年整体的实践教学体系，学生每一年都在做不同的实验不同的设计，设计的系统性和完整性被割裂开，学生不能用联系的眼光去看全部的设计，不能体会到各专业课程之间的联系和传承。针对这一情况，必须做好系统化统筹安排。

结合各个阶段专业课程的学习，合理安排专业实践环节，最大限度激发学生的主动性和能动性，是专业教师必须思考的问题。下文以浙江科技学院测控专业某小组四年的课程设计、专业实验和毕业设计为例，详细介绍如何将教师和学生结合起来，系统地完成四年的专业教育。

2 改革与探索――以数字电压表的设计为例

基于系统化工程的实践环节，专业教师根据学生学习的各个阶段，合理安排与专业课程相对应的课程设计环节，有效地发掘各个环节的密切联系，培养学生系统化的设计理念。

在一年级本科始业教育和专业认知实习环节，专业老师提供各种设计题目供学生进行分组选择，这些题目必须具有传承性的，并且说明各个设计要用到的专业知识，比如说电子课程设计要有电路原理、数字电路和模拟电路相关知识；下一阶段就要用到单片机和传感器等知识；再下一个设计可能要用到虚拟仪器、控制系统等知识，让学生在一年级就对本专业的整体构造有感性认识，从而激发他们专研专业知识的兴趣。

2.1 基于ICL7107的多量程直流数字电压表的设计

根据教学计划的安排，在一二年级学生所接触的主要是专业基础课，学生能自由掌控的专业知识有限，因此在二年级电子课程设计中，我们要求学生设计一款直流数字电压表，具体要求是能实现0mV～2V测量范围。专业教师只负责提出任务以及实现的功能，学生自行查阅资料，提出解决方案，然后师生一起讨论可行性。在实践中，学生提出了以ICL7107，ICL7135等芯片不同的解决方案。

2.1.1 数字电压表的组成

数字电压表基本量程200Mv，可以扩展量程2V和20mV。整个电路设计没有超越学生现有理论知识，学生有能力独立完成，同时功能的扩展又要求学生综合运用所学的各门专业课程，完成复杂电路的设计，锻炼了综合分析问题并独立解决问题的能力。

2.1.2 总结分析

这一阶段学生只能使用电路模电和数电的相关知识，结合电子综合实验，学生查阅资料，了解ICL7107的原理，掌握双积分式芯片的基本电路的设计，完成了芯片的供电模块―― 直流稳压电源的设计，并可以在此基础上开拓量程自动切换的功能（如图1所示）。

2.2 基于单片机的数字电压表的设计

随着二三年级大量专业课程的学习，学生可以运用的专业知识更加丰富了，他们可以完成设计的功能也随之更加强大。在此基础上，学生延续前面的设计，改进了电压表的设计。

2.2.1 基于单片机的数字电压表的设计

由于ICL7107没有BCD码输出，没有像ICL7135那样的BUSY信号，在与单片机连接时，学生遇到了障碍，于是又展开了一场讨论，如何利用单片机只是完成直流/交流电压的测试任务。根据大量查阅的文献资料，有学生提出采用ICL7135芯片的想法，该芯片与ICL7107工作原理相似，是4 1/2位A/D转换器，加上电路ICL7135可组成一个满量程为2V的数字电压表。ICL7135可以采用并行采集方式与单片机系统进行连接。如图2所示，模拟电压送到ICL7135进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到数码管中显示。其中ICL7135电源部分可以沿用上学期的直流稳压电源。

2.2.2 总结分析

现阶段可以要求学生用到所学的单片机等知识，完成功能更多、精度更高的课程设计。在单片机等课内实验中，学生完成了单片机最小实现系统，结合前期所做的电子课程设计，学生可以开发基于单片机的数字电压表。该设计引入单片机编程实现从数字量编码转换到七段译码，最后送到数码管显示输出测量结果。学生利用单片机最小实现系统，扩展单片机系统的应用，专业知识得到了综合运用。

2.3 基于ICL7135的毕业设计

ICI7107/7135都是CMOS双积分A/D转换芯片，可以转换输出 000个数字量，对外提供6个输入、输出控制信号。因此，除用于数字电压表外，还能与异步接受/ 发送器、微处理器或其他控制电路连接使用。

因此，在选做毕业设计题目过程中，学生对需要进行模拟信号处理的设计中大多选用这两款芯片，如图3所示，在选用ICL7135作为A/ D 转换器，模拟信号由传感器采集，由ICL7135 转换后数字量送入单片机，由单片机对ICL7135 输出的信号进行处理，在数码显示管（LED）上显示。并可通过键盘输入温度设定值。单片机根据设定温度进行相关运算（如PID、模糊运算等），产生控制信号。

篇（6）

1 不断改革教学方法，吸引学生积极参与

教学项目首先要解决理论与实践相结合的问题，因为理论与实践同属一个整体并同等重要。杜威说，一克经验要好于一吨理论，因为每条理论只有在实践中才有意义。真正的改变取决于教师，要从育人的角度思考教学活动，通过相应的形式训练学生的各种能力。

1.1 改革教学方法，积极调动学生

一是项目教学法，通过组织案例教学把难以描述的理论，用形象的演示表达出来。二是扩展小组法，两人合作、4人小组、8人小组讨论，得出小组认为最适合的答案。三是站位法，将同一问题选择不同答案的学生进行列队，并选出代表进行讨论，从而加深对问题的理解与掌握。四是旋转木马法，通过内圈、外圈学生的互相讲解来训练学生的自主学习能力，使教师不是单独的演奏者。五是卡片复习法，在卡片上写上重要知识点，让学生随机抽取，并根据所抽卡片内容进行回答，教师在学生回答的时候，要多观察学生的行为，并综合评价。

1.2 采用六种模式、三项能力训练

结合本课程实践性强的特点，课程组采用“六种模式”“三项能力”立体式教学法，通过理论教学使学生掌握单片机的结构及原理，在教学过程中采用项目驱动教学法，使学生对所学理论有深入的理解。通过实验教学、课程设计，学生对单片机的部分功能、应用系统设计有更深入的理解。通过第二课堂实物制作提高学生的实战经验，真正实现学生的教、学、做一体化设计。通过本课程的学习，不仅培养学生的理论学习能力，更要培养他们的实践动手能力、创新设计能力。采用的立体式教学法模块图见图1。

1.3 精选授课内容，采用C语言教学

应结合单片机实际应用情况，精选讲授教材内容，修订理论教学大纲及实验大纲。虽然汇编语言以其精简、高效等特?c成为单片机系统开发的主要工具，但由于代码可读性差、移植性不好，在教学内容上主要以讲授C51语言编程为主。C51是目前单片机编程非常流行的语言，可移植性好，其编译软件不断优化，加上已有的C语言基础，学生很容易理解和掌握新的单片机应用技术。在实际教学过程中教师采用以C语言教学为主的方法并结合keil c51 uvision4软件开发平台，重点讲解C51的开发设计的流程。

1.4 精挑实战案例，贯穿教学过程

在单片机课程教学过程中，应将单片机应用系统设计作为教学主线贯穿始终[4]。在第一次讲单片机概述时，教师先向学生演示一些与实际相关的应用系统，如课程组设计的单片机开发板、多功能万年历、智能移动小车、竞速赛车、工厂智能监测控制系统等。通过演示，学生建立起单片机应用系统的初步概念，认识到单片机在生活、生产中确实具有重要的实际应用，使他们产生学习好该课程去探索应用系统的积极性。

在随后各章节的学习过程中，要时刻注意强调系统设计的概念，如在讲授单片机计数器时，教师以简单的测控系统为实例，向学生详细分析如何利用单片机的软、硬件实现对外部设备转速的实际测量。在课程后期，以两个较为复杂的应用系统为实例，系统地向学生讲解单片机应用系统从模拟仿真、硬件设计、软件设计、系统调试、直至脱机运行等系统开发的全过程。

这种一开始就从实际应用系统上的分模块逐步扩展讲解，到最后综合设计的教学方法，其教学目的非常明确，有助于学生从学习该课程起就建立单片机应用系统的整体概念，然后像解剖一样，逐渐地学习系统中的每一个原理、功能、应用。这种由简到繁的方法使学生的学习由被动变为主动，设计的思路由模糊变得清晰，培养了学生独立开发与应用的能力。

2 鼓励学生参与实践，不断提高应用能力

2.1 采用教、学、做一体化教学模式

为了培养学生的实践动手能力，教师在教学中采用教、学、做一体化的模式[5]。在课堂讲授重点知识时，采用自行研制的多功能单片机教学板进行演示，课下分组借给学生实践。例如，在讲到I/O口的时候，先从点亮1个发光二极管开始演示讲解，让学生掌握控制灯亮灭的原理与过程；课下让学生练习利用并行口控制8个LED流水灯练习项目，通过这个项目的训练使学生能够理解I/O口的结构、原理、驱动LED灯点亮的方法和循环指令等基本知识；完成这个任务后，继续让学生进行调节灯的明暗程度以及用按键控制灯等任务。随着实践任务的逐步加大，学生的好奇心也在不断增强，也愿意尝试完成新的任务，就会逐步引导学生探索单片机的神秘世界。同时，学院提供开放实验室，供单片机爱好者进行自主设计，逐步激发学生的创新潜能。

2.2 精选实验内容，提高实践效率

课程实验是学生实践教学的重要组成部分，为了提高学生的实践效果和效率，教师提前给学生布置好设计内容和任务。在实验课时，由于大部分学生利用Keil C51和Proteus仿真软件提前做了编程和仿真实验，对整个内容有了直观的认识，因此在实验室学生主要进行软硬件调试，同时解决在仿真、调试过程中出现的问题，部分能力强的学生还可以进行该实验的扩展训练。通过实验编程仿真，降低了单片机的学习成本，开拓了学生学习的空间。

2.3 重视实践环节，强化课程设计

单片机原理与应用课程设计是相关专业学生在学习完该课程后进行的实践教学环节，通过课题分析、方案论证、软件仿真、硬件焊接、软硬件联调、现场答辩、撰写课程设计报告等环节培养学生的综合设计能力。单片机原理与应用课程设计的题目可以在给定的几个题目中选取，也可以结合应用点自行设计。课程设计的实战训练，不仅锻炼了学生的单片机编程能力，也培养学生的应用系统设计能力。通过课程设计的训练，能够选拔出素质高、具有创新精神的学生，加入学院的科技制作协会，经过专门的集训后，根据每个人的特点，分成不同的开发小组。经过团队设计的作品经考核后，可以参加不同类型的国家级、省市级科技制作竞赛活动。学生部分课程设计作品见图2。

2.4 开展第二课堂，巩固教学效果

由于本课程具有实践性强的特点，特别适合学生开展第二课堂活动[6]。在活动中，教师逐步要求学生利用单片机知识，开发设计并实现一些单片机应用小制作。通过学生的第二课堂活动，丰富了部分学生的业余创作，促进其对理论知识的理解，同时营造良好的学习氛围。第二课堂活动既培养了学生的独立动手和查找资料的能力，又培养了他们的团队合作精神。多届任教学生的反馈表明第二课堂活动对他们影响很大，部分学生第二课堂作品见图3。

3 参与科技制作活动，积累项目实战经验

学生通过学习理论知识并自己动手完成任务，能够深刻理解单片机内部结构原理并掌握编程的技巧，远比直接听教师讲、看教师做效果好。通过项目驱动教学法，学生知道整个项目的开发步骤和流程；通过教学实践，学生学习该课程的积极性随之提高；通过不断提出任务的要求，学生自己修改程序，实现新的功能要求。这样由简入繁的学习方式，使学生在学习过程中不仅掌握了理论知识，也获得并积累开发单片机应用系统的经验[7]。

经过大家的努力，该课程于2011年成为校级网络课程，2012年成为校级重点建设主干课程，2014年成为校级精品资源共享课程，2015年成为河南省精品资源共享课程。课程组教师非常重视学生的实践动手能力培养，提供场所和元器件供学生实践制作。近5年来，学生共获得国家级奖励20项、省级奖励35项，其中，在2015年第十届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛中获得国家二等奖，在2012瑞萨超级MCU模型车大赛中获得国家二等奖，在第六届、第八届中国大学生物联网创新创业大赛获得国家二等奖，在第七届、八届全国信息技术应用水平大赛获得国家二等奖，在第十一届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛获得一等奖等。

4 注重学生学习过程，改革课程考核方法

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01

单片机技术（包括嵌入式技术）是现代电子工程领域一门飞速发展的新技术，在各种智能控制系统中应用广泛。单片机课程经过二十余年的发展，已经成为高校工科涉电专业（如电子信息、自动化、机电、测控）的必修课，是一门本科阶段必须掌握的应用技术与技能。目前国内多数高等学校单片机教学在课程体系、教学内容、教学模式、考核方式以及实践应用和创新能力培养等方面远不能满足学生所需要具备的能力。

一、单片机课程教学改革探索

（二）完善课程体系结构建设

单片机作为涉电专业必修的应用技术类课程，旨在培养单片机应用系统设计的应用型人才，建立和完善“以芯片为基础，以接口设计为主线，以系统设计为目的”的课程体系是教学改革的重要方面。

在教学内容上，应当将主流的51单片机作为单片机入门的基础性芯片来介绍，同时介绍其他流行的单片机。在介绍51芯片时，硬件方面重点介绍引脚特性、片内功能部件、片外的时钟电路、复位电路等最小系统，然后软件方面介绍指令系统、常用程序设计，中断系统、定时器、串口等汇编程序的编写，并举例说明。

将接口设计作为教学的主线，首先是RAM、ROM的扩展，让学生掌握地址空间的划分即可。其次对于I/O扩展，介绍82C55和81C55等，并介绍如何利用串口来扩展并行I/O口。最后介绍人机对话接口――键盘、显示器（LED、LCD）、BCD码拨盘、时钟日历芯片等内容。

将单片机应用系统设计作为课程的最终目的，如最小系统设计、复杂系统设计、系统的软硬件调试能力，以KeilC51和Proteus为开发和仿真工具的“项目教学”，可靠性设计――抗干扰设计、掉电保护和低功耗设计等。对于应用型本科教学，应当提高教学目标与起点，借助新的开发工具和仿真软件，将培养学生具有“单片机应用系统设计”的能力作为课程的最终目标。

（二）引入EDA技术，不断更新教学内容

在单片机教学中，使用Protues和Keil的联机调试，可将实验室带到课堂上来。给学生布置课外题目，要求学生使用Proteus进行仿真调试。首先使用Proteus进行硬件设计，然后用C51进行应用程序设计，可以降低成本，实现了随时随地有电脑就有的虚拟实验室和家庭实验室。

针对SOC/SOPC技术的发展，可以在FPGA中嵌入51单片机IP软核。在学生学过EDA技术后，结合所学的51单片机知识，利用FPGA平台，就可以实现SOC系统。这些内容作为升华与扩展，也可以给学生进行适当的介绍。

针对一些新的技术发展和动向，在课堂教学中可适当介绍，如新的单片机机型AVR、PIC、MSP430、STM32等，以及一些新的接口芯片，一些新的总线如I?C、SPI等，可开阔学生的视野。

（三）教学模式要注重培养学生实践与创新能力

由于本课程具有很强的工程实践性，要提高学生的电子设计实践能力和创新能力，需要先进的教学理念和教学模式。

针对培养应用型人才要求，充分发挥学生的主观能动性，尝试了“自学+布置题目+学生完成+教师总结”的教学模式和“案例教学”模式。传统教学模式采用以下三部曲：提出概念――解释概念――举例说明，这种教学模式侧重知识的学习。对于侧重应用的学习者，可以采用新的三部曲：提出问题――解决问题――归纳分析。教师讲授工程案例，这些案例与实际应用相结合，要求利用Proteus仿真软件进行仿真，进过四年的教学实践检验，收到良好的教学效果。

通过案例教学模式可以减少初学者的在学习上的困难。因为通过这种教学模式能够培养学生的兴趣，变“让我学”成“我要学”，从而培养提高学生的工程实践与创新能力。

（四）改革课程考核方式

长期以来，国内总是把考试作为衡量教学质量的唯一方式。采用闭卷考试的形式，不仅难以考查学生分析问题、解决问题、工程实践和创新等综合能力，而且会使学生误认为学习单片机只要死记硬背即可。因此，应采取与课程教学相适应的考核形式。

针对课程考核方式的改革，采用如下考核方式：期末成绩50%，基础实验25%，EDA仿真大作业15%，出席和课后作业10%。这种考核方法可以提高学生的主观能动性和对实验课程的重视程度，提高学生的理性认识，帮助学生建立应用的概念，进而提高其工程实践和创新能力。

二、单片机课程建设思路

根据应用型师范类院校的教学现状，笔者提出了“注重基础，强化实践，理顺关系，加强建设”十六字的单片机课程建设思路。

（一）注重基础

注重基本原理、基本概念、基本方法、基本技能的培养与训练。在单片机和嵌入式微处理器层出不穷的时代，仍以51单片机和汇编语言为对象讲授《单片机原理》，增加单片机C语言程序设计的内容。整个51单片机的教学过程涵盖了除了操作系统以外嵌入式应用设计中的基本概念及主要内容，为学生学习嵌入式系统（ARM）、EDA技术、DSP技术、SOPC技术等后续课程获得必要的基础。

（二）强化实践

建立“课堂教学+实验教学+课程设计+科技创新活动”的教学体系。针对传统的教学模式为“课堂教学+实验教学”，要强化课程设计和科技创新活动等教学环节。争取课程设计独立开课的时间不少于2周，使电子设计竞赛等科技创新活动更加丰富多彩。

（三）理顺关系

理顺下列5个关系――工科专业与师范专业的培养模式的关系、课程群内部的关系、课堂教学与实践教学的关系、教师的教与学生的学之间的关系，考研与专业技能培养的关系。

（四）加强建设

最后，加强建设――师资队伍建设、实验室建设、实践教学基地（实习基地）建设、教材建设、精品课程建设及课程群建设。

参考文献：

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关键词： 单片机；课题设计；单元过关；教学改革

Key words： single chip microcomputer（SCM）；course design；unit clearance；teaching reform

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）29-0232-02

0 引言

单片机课程是高校工科专业的一门重要专业必修基础课，单片机的应用性很强，所以在课程设计中，单片机的实验教学成为整个课程的重要组成部分。传统的教学模式不注重学生实际应用能力的培养，已经不能适应当前单片机应用产业的快速发展，单片机教学改革势在必行。

本项目将单片机传统的教学模式改为以课题设计为单元的教学模式，理论与实践相结合，重点培养学生的实际动手能力和工程开发的创新能力，达到了很好的教学效果。

1 传统教学课程设计中存在的问题

1.1 教学手段和设备落后 由于实验教学的教学经费有限，设备条件不足，不能保证学生良好的实验环境。在实验教学中，往往是教师讲授完所有操作后，让学生再做一遍，这时学生记不住操作步骤，往往感觉无从下手；或者教师讲一步，让学生操作一步，没有让学生真正思考为什么这么做，而是盲目的跟着操作，只是对理论和实例的验证，影响了学生独立思考能力和创新思维的培养。

1.2 实验考核选题不当 通过调查，许多高校单片机实验课的题目多年来一成不变，一部分学生从高年级直接获得程序源代码和实验报告；还有一种情况是实验设计题目由学生自己选择，很多学生为了应付实验课，把题目选择的过于简单，甚至是书上的一个实例。这样就失去了单片机实验课的教学意义。

1.3 重理论，轻实践 国内的教育制度虽然进行了几次改革，但给学生留下的传统思维中还存在理论重于实践的观念。学生重视理论课的知识学习，对于实验课，只要模仿教科书的实例，写好实验报告就可以拿到实验课的成绩，学生的动手能力并没有得到真正的锻炼。

1.4 没有真正培养学生的团队协作精神 传统的课程设计一人一组，学生个体意识强烈，或者几个学生一组，由于学生个体差异较大，往往每组真正动手做实验的学生只有2-3个，助长了其他学生的惰性，没有达到预期的教学效果，没有培养学生的团队协作精神。

2 课题设计为单元教学的改革方法和途径

2.1 教学内容的改革

传统教学一般是学习完全部指令后，学习应用部分，然后进行实验操作。这个过程随着理论难度的增加，学生的学习兴趣下降，而且对指令记忆不深刻，真正实验应用时容易混淆，教学效果不理想。

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关键词: 学用并存;交叉融合;面向对象

Key words: studies co-exist with using;cross fusion;object-oriented

中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0245-01

0引言

随着工业现代化的进展,微机控制技术在自动控制中使用越来越多,其中基于PC总线的工控机系统占了相当大的部分。这些系统多数采用Windows操作系统,采用建立在Windows操作系统上的组态软件作为控制软件,因此,微机控制技术的发展对专科电类专业的程序设计语言的教学提出了更高的要求。传统的转科电类专业讲授Basic语言和C语言,这些语言已经不能满足对控制用的组态软件等的设计和维护的任务。C++语言是从C语言发展来的,它继承了C语言程序设计作为一门高级实用的程序设计语言,因此我校在2000年将C++程序设计语言引入电类专业的教学中,经过多年的学习实践,探索出了一部分经验,现总结如下:

1提高专科电类专业C++课程的定位准确性

专科电类专业主要培养获得电气工程师基本的训练,具有较高素质的综合性应用型高级工程技术人才,毕业生主要在生产一线工作,这就要求学生具有对较先进的计算机控制系统的设计和维护能力。专科电类专业C++课程的教学目标首先应是满足学生对VC++或VB总结学习,从而能够满足其对控制软件进行设计使用维护的要求。作为VC++或VB的基础,学生需全面掌握C++语言的基本概念和面向对象的程序设计的思想,因此,C++课程首先应是一门语言基础课,其次,电类专业的学生多数都学习计算机控制技术和单片机,而单片机的程序设计现在多采用C语言设计,因此学习C++需同时照顾到学生学习单片机程序的要求,所以C++课程同时也是一门专业实践课。

2提高C++课程教学内容的实用性

C++语言所涉及的概念很多,要全部学习需要很多的课时,对于专科电类专业的学生来说,课时往往都很少,因此,C++课程的教学内容应有所侧重,针对学生学习单片机课程的需要,理论联系实际,从实际应用出发,将C++语言中过程化语言的部分安排1/2以上的课时,其中函数的概念、数组的概念、指针的概念、结构的概念、三种程序的基本结构及流程控制语句应详细讲透。而针对继续学习VC或VB等程序语言的要求,引用、继承与函数的概念应是重点讲授的内容。

3C++课程教学方法研究

C++课程内容很多,专科学校所安排的课时较少,因此学生学习起来有一定的难度,教师需采取一定的方法来引导学生尽快掌握C++的精髓,实际教学中,我采取了以下方法:

3.1 联系实际,提高兴趣,学用并存单纯的语言学习往往比较单调、枯燥,因此学生往往厌学,在课程学习开始阶段,我们给学生放一些先进的计算机控制的现场画面,演示一下组态软件在计算机控制中的作用,并告诉学生这些软件是用建立在C++语言基础上的VC++等语言做成的,使学生看到C++语言的应用前景,从而树立起明确的学习目标,这样可以有效的激发学生学习C++语言的学习兴趣。

由于C++语言的前半部分是过程性语言部分,本质上是高版本的C,因此在学习的过程中,可以结合单片机的程序设计编一些短小实用的控制程序,并用单片机给学生作一些演示,让学生体会一下用C语言来设计程序相对于汇编语言的优点,同时用一些实际小问题,让学生自己编写程序,解决问题,学用并行,提高学生的兴趣和实际动手能力。

3.2 针对电类专业的特点,突出C++语言的控制特点电类专业的学生学习C++语言主要是以控制为目的,因此,在讲授C++时应突出其控制特色,C++语言程序的基本结构及流程控制语句、函数、指针、数组、结构的概念作为与单片机的控制有关的概念是C++的重要概念,结合单片机的C语言程序设计,让学生明白C++程序是函数驱动的,在讲述它的概念时,要突出它是面向对象程序设计的基础,具有在它的基础上控制用的组态软件才能够进行模块化设计,具有突出控制的特色。

3.3 突出对象,重点培养学生面向对象程序设计的思想现代计算机控制系统所有的组态软件种类很多,比如国外的IFLX,国内的组态王等,这些软件各有特色,但其共有的特色是可以自由组态,设计快捷方便,维护简单。而要实现这些功能,没有面向对象的程序设计语言的支持是不可能的,而C++语言正是由于引入了面向对象程序设计的思想后,才变得功能强大而使用灵活方便,因此在讲授C++程序设计语言时需重点培养学生面向对象程序设计的思想,让学生在面向对象程序设计的思想指导下来理解和掌握对象的概念,从而能够更好的理解组态软件的设计基础,有利于自己对组态软件的应用和维护。

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中图分类号：G423.04

引言

以我校（武汉长江工商学院）为例，电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才，因此，我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案。

课程设置现状

在我们的培养方案中，除了专业基础课程（C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路）外，有两条主线：嵌入式方向与信号处理方向。其它方向如微电子、射频、无线电等方向，考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求，最终选择了嵌入式与信号处理两个方向，当然，随着社会的不断发展，以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向。

之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一。嵌入式系统在智能化家居、家电，汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用，我们的生活已经离不开嵌入式系统。嵌入式系统是软硬结合的技术，我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下：

表1：嵌入式方向的课程设置

围绕ARM嵌入式技术这门课，还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验。

学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式，学生更容易入门，因为嵌入式本身是从单片机发展而来，并且在微机原理与单片机这两门课程中，我们以汇编指令为主，主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统。

考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域，我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课。数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一，主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术，另外，为追求更高速的信号处理速度，现在一些速度要求较高场合，有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现，这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术。这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因。

课程改革思路

首先是微机原理与单片机这两门课，目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时，实验课18课时，《单片机原理及其应用》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路，为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础。目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片，其难度较大，与实验教学和学生在课外的实际应用（如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等）脱节，教学效果不理想。

随着半导体技术的进步，处理器从单核时代进步到了多核时代，并且将来处理核的数目将会越来越多。随着多核技术的发展，可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台，随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订，对我们专业而言，要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来。经过调研与研讨，我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时。前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中，将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华，帮助学生，顺应市场格局变化，接受新技术新理念，建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生综合应用能力与创新型思维，提高动手实践能力，开拓学生的专业学术视野。使我们的学生能顺应时代的变化，在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术，以适应高新技术的飞速发展的需要。

其次是EDA技术与数字电路的整合。目前我们开设《EDA技术》理论课34课时，实验课18课时，课程设计18课时，《数字电路》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复。我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》，理论课72，实验课18，课程设计36课时，改变原有的教学模式和教学内容，建立新的实验体系，让学生感受2种不同的设计方法，摆脱传统的人工设计方法与思维模式，提高学生的创新意识与竞争能力，适应市场的需要。

最后是ARM嵌入式技术，目前我们以ARM7进行理论教学，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验，理论课36学时，实验课18学时，只能满足低端教学任务。在最初制定教学计划，大部分ARM系统都是基于ARM7处理器，但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现，嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展，现在基于ARM9处理器的产品越来越多，我们的教学要与时俱进，教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学。从ARM体系结构的教学内容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教学上没有任何区别。并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致。

总结

本校电子信息工程专业实行3+1培养模式，所有课程安排在大一到大三完成，大四学生全部参加实习，现有培养方案中，专业基础课排在第三、四学期，专业课基本压缩在第五、六学期，比如上面提到的微机原理安排在第五学期，单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期。通常在第六学期，一部分学生忙于考研，一部分学生忙于找工作，精力没有全部用于学习专业知识上，但是，经过上面的整合后，我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期，再将EDA技术提前两学期，让学生们在整个大学的学习过程中，尽早的接触到专业课程，提高学生们的学习兴趣，这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习，也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识。