時間：2022-12-29 00:04:59
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單片機原理課程具備較強的實踐性，對學生的理論知識和實際動手能力都有著較高的要求．在教學改革中，依托學校單片機基礎(chǔ)實訓基地和單片機應用實訓基地提供的實訓平臺，充分調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)其實踐動手能力和獨立思考解決問題的能力，使學生能夠在短時間內(nèi)成為單片機領(lǐng)域基礎(chǔ)理論豐富和動手實踐能力強的應用型人才．
1.1課程教學的理念與思路單片機原理課程其理論性和實用性都很強，在課程設置上以行業(yè)和崗位需求為導向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的．單片機原理課程中各學習項目的設計、元器件的選用、電路的焊接及軟件編程都盡可能符合企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)標準．在教學理念上改變傳統(tǒng)的以學科體系為基礎(chǔ)的教學思路，整個課程完全以實訓平臺中的項目來制訂教學內(nèi)容，按典型工作過程劃分實訓項目，以任務和行動過程為導向，構(gòu)建學習領(lǐng)域．教師可以把典型電路板引入課堂教學中，如單片機最小系統(tǒng)板、矩陣按鍵學習板、D/A轉(zhuǎn)換學習板和LED顯示學習板等．這樣可以提高學生初次學習單片機的直觀感，學生能夠一目了然地看到每一個典型電路的組成．然后通過實驗教學的與時俱進、實訓基地的現(xiàn)場體驗等行之有效的措施，可以較好地解決本專業(yè)學生在學習該課程過程中理論和實踐脫節(jié)的矛盾．
1.2單片機原理教學內(nèi)容組織安排為了使單片機原理課程的理論和實踐教學獲得雙贏的教學效果，將單片機的教學內(nèi)容重新進行整合和定位，靈活地設置課程的教學內(nèi)容，將前沿的知識融入課堂，加大教學信息量．注重學生綜合設計能力和應用技能的培養(yǎng)，將要講授的內(nèi)容以任務的形式提前布置給學生，每個任務可能是一個子課題的一部分，每個子課題可能是一個項目的一部分．這樣就形成了自下向上的教學方法，學生作為任務完成的主體，以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為中心，讓學生在做中學，在學中做，在邊學邊做中養(yǎng)成獨立分析問題和解決問題的能力，并將所學知識進一步鞏固和升華．此外，2006年就完成了單片機實訓平臺的建設，結(jié)合“三大”教育理念和人才培養(yǎng)目標的定位，對單片機原理課程的教學計劃也作了相應的調(diào)整，加強了實踐環(huán)節(jié)的考核，即在每學期結(jié)束時分別安排1周、2周、3周的綜合實驗的設計任務．針對課程需要，采取階梯式的方式設計若干個實際項目，學生依據(jù)自身的能力在設計學習項目時遵循由單一到綜合，由簡單到復雜，既能統(tǒng)籌兼顧，又能有的放矢的原則．通過一系列實訓項目的訓練，提高了學生的理論水平和動手實踐能力．
1.3多種教學方法的運用在單片機原理課程的教學中，充分發(fā)揮單片機實訓平臺優(yōu)勢，結(jié)合課程特點和學生學習基礎(chǔ)，以工作任務為中心，科學地設計教學內(nèi)容．旨在讓學生能真正地參與到課堂中，調(diào)動學生獲取知識的主動性，做課堂真正意義的主角．在教學環(huán)節(jié)中，針對不同階段，不同的教學內(nèi)容，可以采用多種教學方法．一是“任務驅(qū)動型教學法”，即任課教師將整門課的教學內(nèi)容劃分為多個模塊，每一模塊由多個課題組成，每一課題由一個或多個任務組成，每一任務由任務目標、任務分析、相關(guān)知識和任務實施4個相互連貫的部分組成．在教師的指導下由全班或小組成員針對每一個任務提出各自的設計方案，各成員組相互學習，取長補短，最后由教師總結(jié)歸納的教學方法．二是“案例教學法”，即教師將真實的案例信息提供給學生并提出問題，組織學生以問題為中心展開討論，教師加以引導啟發(fā)．以學生為學習主體，讓學生參與教學互動，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力．三是“培訓式教學方法”，即以單片機培訓班的培訓模式為參考，以企業(yè)項目或電子設計大賽賽題為教學內(nèi)容，以提高學生設計能力為主線，將理論與實踐有機結(jié)合．由于采用了靈活多樣的教學方法和手段，不僅提高了學生的學習興趣，對學生個性化培養(yǎng)、團結(jié)協(xié)作精神的培育都奠定了一定的基礎(chǔ)。
2依托實訓基地進行課程教學改革
2.1教學改革與適應人才市場需求相結(jié)合高校的教學改革要緊跟人才市場變化形勢，積極探索符合專業(yè)自身特點和企業(yè)需求的經(jīng)典實訓項目和內(nèi)容．不斷完善教學內(nèi)容，更新教學方法，進行創(chuàng)造性教學，為社會培養(yǎng)具有積極性、獨立性、創(chuàng)造性和合作型的人才．校企合作教育是一種值得推薦的人才培養(yǎng)模式，利用學校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境，采用課堂教學與學生參加實際工作有機結(jié)合的方式來培養(yǎng)適合用人單位需要的應用型人才．如每年的“凌陽大學計劃”就是一種很好的校企模式．學生通過在實訓基地的學習培訓鍛煉，很快掌握企業(yè)要求的各項基本技能，實現(xiàn)了學生到學員的完美轉(zhuǎn)變，憑借其專業(yè)基礎(chǔ)可以很快適應企業(yè)的各項要求．
2.2教學改革與實訓平臺相結(jié)合利用實訓平臺，布置學生完成一串燈的亮滅控制，這個過程中學生能夠更深刻理解指令是怎樣轉(zhuǎn)化成信號去控制電子產(chǎn)品的，從而能夠更好地理解單片機軟硬件協(xié)同工作的意義．學生完成這個實訓后還可以進一步布置相應的課外實訓題目，如各種彩燈的控制，十字路口的交通燈控制等．當學生學完LED數(shù)碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學生完成點亮一個LED數(shù)碼管，用數(shù)碼管的動態(tài)方式實現(xiàn)自己生日的顯示，最后能夠完成電子鐘的設計．這樣由淺入深，由表及里，使學生的思維得到更好的鍛煉．通過實訓平臺的學習和實踐，學生可以逐步學會矩陣鍵盤、定時器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等單片機的實用單元電路設計，熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設計．通過這種最簡單實用的方法，帶領(lǐng)學生走進單片機世界的大門，使學生在最短的時間內(nèi)了解單片機的工作原理和設計過程，并學在其中、樂在其中．
2.3通過“項目制”實施一體化教學任課教師將學生分成若干個項目組，根據(jù)教學情境設計任務，課前將任務書和相關(guān)學習參考資料布置給學生，讓學生提早了解課程的基礎(chǔ)知識．進入情境教學環(huán)節(jié)，教師先將關(guān)鍵環(huán)節(jié)示范給學生，然后讓學生獨立實踐，完成任務．教師通過啟發(fā)、提問等形式，引導學生自主學習、分析和思考，學生在此互動中可以自由交流彼此的想法，取長補短，最后找到一個最佳的設計方案．這樣就將理論教學很好地融入到實踐教學之中．通過學生的討論和總結(jié)，教師有針對性地進行點評和講解，使學生掌握相關(guān)知識．通過單元測試，進一步鞏固所學的知識與技能．綜合考慮各環(huán)節(jié)中表現(xiàn)突出的學生，給予參加各類競賽的機會．
3結(jié)束語
單片機課程是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是課程設計、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)中的重要實現(xiàn)手段，是一門實踐性和應用性很強的課程，學習單片機并掌握其設計使用技術(shù)已經(jīng)成為當代大學生必備的技能。提高單片機的教學效果，對學生動手能力的培養(yǎng)和促進學生創(chuàng)新意識的提高具有重要的現(xiàn)實意義。
2.教學現(xiàn)狀
單片機課程是機電高素質(zhì)復合技能型人才所需自動控制類知識的載體，其特點是概念多、邏輯性強、內(nèi)容抽象[1]，對于初學者來說入門難。傳統(tǒng)的單片機教學一般均以學科體系為出發(fā)點，注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯聯(lián)系，但卻忽略了“可學性”，致使學生學得吃力，老師教得也很辛苦[2]。從教學效果來看，一直存在教師難教、學生難學的雙重困惑，教學效果不太理想[3]。常見的教學方式是“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”[4]。這種傳授型教學模式就使本來就很枯燥、抽象的課程更加顯得乏味，學生在學習過程中對課程產(chǎn)生了畏難情緒[5]。而且在大部分新升本工科院校中，機械類專業(yè)學生以男生為主，且理論知識掌握較差，學習主動性不高。大部分學生對自己的大學生活和畢業(yè)去向沒有規(guī)劃，學習動機模糊。針對以上教與學的特點，提出一些針對單片機課程在教學過程中行之有效的教學改革思路和方法，達到提高學生的學習能力，特別是創(chuàng)新實踐能力的目標。
3.設計教學思路和方法，提高教學質(zhì)量
3.1通過問題初識單片機
學生剛開始不清楚單片機是什么？是什么樣？是用來干什么的？所以，授課教師在第一次的授課過程中，應該從學生的思維角度出發(fā)，回答單片機是什么、什么樣、干什么等問題，使學生從宏觀上對單片機有一個理解。在解答這些問題時，最好拿一片單片機，在課堂上就能夠直觀地看到單片機的外觀形狀、大小和引腳排列等情況，這樣使學生對這個概念會有更深的認識。把單片機和PC機進行一定的比較，對理解什么是單片機是非常有幫助的。PC機主要用于數(shù)據(jù)采集、運算和處理，而單片機主要用于控制且體積更小，這也是為什么目前大多數(shù)學者把單片機叫做微控制器的原因。單片機用來干什么的？解答這個問題可以通過學生身邊非常熟悉的案例來進行。比如：日常生活中的電視需要使用單片機來進行設定和控制；全自動洗衣機使用單片機來對洗衣的時間和水位進行設定且控制等等。通過日常生活和生產(chǎn)中無處不在產(chǎn)品進一步地幫助學生認識、理解單片機。
3.2整合教材內(nèi)容，由整體到部分、由外而內(nèi)講解單片機結(jié)構(gòu)
在對單片機有了感性認識后，應把單片機看做一個整體，不能把它的結(jié)構(gòu)肢解。比如在講“單片機芯片結(jié)構(gòu)”時，由整體到部分給學生強調(diào)單片機學習的主要內(nèi)容，以減少學生的畏難情緒。然后將這些功能特點進行分類，畫成圖表的形式來加強印象，結(jié)構(gòu)分類如圖1所示。先講解外部功能，再學習內(nèi)部各個功能，這就是由外而內(nèi)。引腳教學中，把單片機的40個引腳大致分為電源、時鐘、控制和I/O口4類。先簡單告訴學生，4個8位并行I/O端口占用32根引腳線、電源2根、時鐘2根，這些引腳使用都比較簡單，重點掌握4根控制線就可以了。這么一來，學生就會覺得幾個控制線的使用絕對不難，學習單片機的興趣就建立起來了。圖1單片機芯片結(jié)構(gòu)圖另外在對單片機的結(jié)構(gòu)理解后，應整合教材內(nèi)容，使教學過程更具有邏輯性和連貫性。根據(jù)學生已學課程和本門課程教學所要達到的目的，合理地調(diào)整授課的順序，可以幫助學生理解、促進對知識的消化。比如單片機結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)是學習單片機的最重要的基礎(chǔ)，在這部分的學習過程中，可以將一些指令系統(tǒng)結(jié)合硬件部分一起進行授課，可以將匯編語言調(diào)整到前面講授，既可以加強學生的理解又可以節(jié)省部分學時，用一些簡單的程序來舉例說明如何控制硬件，提高學生對硬件編程的理解。又如在單片機接口擴展的教學中，因為學生已經(jīng)對總線有了一定的理解和認識，在這兒就可以引入三總線來學習接口擴展，強調(diào)接口擴展電路的設計就是這三類總線的連接。通過對教學內(nèi)容和授課順序的改變，使學生建立起整體的概念，分析并引導學生掌握課程內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，而不是把一本書、一堂課從頭講到尾。
3.3用淺顯易懂的比喻幫助學生理解枯燥難懂的概念
學生認為單片機學習太抽象，尤其是存儲器單元的數(shù)據(jù)和地址。因為數(shù)據(jù)和地址都是用二進制表示，什么時候是地址什么時候是數(shù)據(jù)學生普遍反映理解不了。在教學中用學生都熟悉的學生宿舍為例，把宿舍號理解為地址，宿舍里住的學生理解為數(shù)據(jù)。同時在后面字節(jié)單元和位地址的教學中，這個例子同樣適用。比如說宿舍里每張床都有編號，想找全宿舍的人就用字節(jié)單元（宿舍號），想找某個人就用位地址（床號），其示意圖如圖2所示。這樣不僅完成了教學任務，而且提高了教學趣味性。
4.塑造良好的學習方法和習慣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力
4.1拓寬教學方法和教學手段，提高學生實踐動手能力
要培養(yǎng)學生調(diào)查研究的習慣，掌握查閱資料和有關(guān)標準、工具書或參考書的能力，尤其是上網(wǎng)收集資料的能力，能夠合理選擇設計方案，并能以圖紙和說明書表達設計的思想和結(jié)果。教師可以將制作的教學課件、本課程的相關(guān)學習資料掛在網(wǎng)上，供學生學習時參考，還可在網(wǎng)上通過QQ群進行交流，利用網(wǎng)絡提高學生學習的興趣。初學者可以先掌握單片機運行和開發(fā)的一些基本技巧，然后在項目中深入學習和掌握單片機，達到學以致用的目的。不能等把所有的知識都掌握了后再去運用，這既不可能也不可取。讓學生“邊學邊干”，而不是在理論學習的最后才進行實驗。
4.2引導學生形成良好的學習觀念，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
講課的主體是傳授知識，但著眼點卻是培養(yǎng)學生的自學、分析、創(chuàng)新、應用等能力。讓學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和適合自己特點的學習方法，如何聽課、筆記、自學、小結(jié)等。總之，在課堂上，教師應該教會學生怎樣學習、怎樣思考，注重把所講知識用相應的思維方法組織起來，鼓勵學生發(fā)表自己的見解。告訴學生，學習是發(fā)現(xiàn)知識的過程，而不是簡單的獲取結(jié)果。這種教學方法讓學生帶著問題去學，不僅可以提高學生的學習興趣，更重要的是培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的意識和能力。比如應用程序的教學是單片機課程的重點和難點，這部分內(nèi)容就是加大學時，無論教師講得多詳細、學生當時聽得多懂，一到用時就又不明白。究其原因，就是少了學生自己獨立思考這個重要環(huán)節(jié)。講解應用程序時，先讓學生自己思考，然后進行講解討論。正是在這種不斷討論和分析問題的過程中，學生的獨立思考能力得到了培養(yǎng)和鍛煉，推動了創(chuàng)造性思維活動。同時選拔學生參與一些科研項目，培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新能力。
4.3改革考核方法，加強動手能力要求
有什么樣的考核方式必然會有什么樣的教學和學習方法。由于該課程知識點多、概念抽象、硬件難于理解、軟件設計困難等特點，使傳統(tǒng)的閉卷考核方式只能在一定程度上考查學生對知識點的記憶能力，而對學生的思維能力、分析能力、創(chuàng)新能力、動手能力等都難于考查[6]。因此，應改革考核方式方法，采用閉卷、論文、設計制作相結(jié)合的多樣化考核方式。要求學生學會動手查閱并消化資料，將課堂上學到的理論知識、查閱到的資料以及其他相關(guān)專業(yè)的知識聯(lián)系到一起，系統(tǒng)的來考慮問題。同時指導學生如何利用圖書館數(shù)據(jù)庫進行資料檢索和期刊查閱，如何進行論文報告的書寫等，這對培養(yǎng)學生的思維能力、分析能力、動手能力、創(chuàng)造能力以及后續(xù)課程的學習都有很大的幫助。由于本課程具有應用性強、實踐性強的特點，對學生的動手能力要求比較高，所以，通過設計制作考查學生的動手能力，也可作為期末考核的一部分，這樣既完成了教學任務，又鍛煉、培養(yǎng)了學生綜合能力，同時為學有余力的學生提供廣闊的創(chuàng)新空間。
5.結(jié)論
關(guān)鍵詞：獨立學院;應用型;單片機;教學改革實踐
一、引言
作為貴州大學與社會力量合作舉辦的綜合性全日制本科獨立學院，貴州大學科技學院定位于著力培養(yǎng)本科應用型人才。這就要求學校注重培養(yǎng)學生對知識的掌握和應用，具有較強實踐能力，能適應行業(yè)需求，解決工程中的實際問題。因生源特殊性，我院學生在學習狀態(tài)、自律性及目標追求上與母體學校學生間存在差異。要轉(zhuǎn)變學生對待學習的態(tài)度，培養(yǎng)學習興趣，吸引進課堂，增強動手和實踐能力，提高培養(yǎng)質(zhì)量，需針對學生的個性和特點，從有關(guān)課程教學方式著手進行改革探索尋找突破。在我院工學部開設的電子信息、計算機類專業(yè)學科課程群眾多課程中，單片機是一門承上啟下的重要專業(yè)課程。該課程涉及領(lǐng)域廣，綜合性、系統(tǒng)性、實踐性強，發(fā)展更新快，應用廣，相對其他課程更有利于促進相關(guān)專業(yè)學生知識向能力轉(zhuǎn)化，提高動手實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，對定位于培養(yǎng)“應用型”這一目標來說較具現(xiàn)實意義。
二、現(xiàn)狀存在的主要問題與成因分析
我院單片機課程通常在大三開設，先修課程眾多。原有教學主要圍繞單片機原理、指令系統(tǒng)、匯編程序設計、典型外圍接口等內(nèi)容展開。初期出于好奇，多數(shù)學生對課程興趣濃厚。隨著教學推進，前期基礎(chǔ)薄弱的問題逐步暴露，學生感到困難和畏懼，學習變得被動。對獨立學院學生采取傳統(tǒng)方式教學，老師感到難教，學生也感到難學，教學效果自然較差。為應付考試拿到學分，學生僅憑死記硬背、生搬硬套。考完試就忘得差不多，談不上知識的增長和能力的提高，與“應用型”目標相去甚遠。分析原因，原有教學方式主要存在以下幾方面問題。1.重理論輕實踐。受繼承性教學觀念影響，傳統(tǒng)上教學被認為是知識的傳授和繼承，它重“學”不重“用”，重“結(jié)果”不重“過程”。教學活動中教師處于主導地位，教學過程注重理論知識講授，強調(diào)知識的系統(tǒng)性、完整性。對知識的應用比較忽略，認為實驗只是理論學習的補充，是對理論知識驗證的過程。對獨立學院學生來說過多枯燥理論教學安排，只會適得其反，令其產(chǎn)生厭學情緒。2.重原理輕應用。受過去母體學校教學方式影響，在教學內(nèi)容上忽略授課對象層次。一開始就對單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器組、存儲空間組織、尋址方式、匯編指令等原理性知識不加區(qū)分進行細致講授。接著又是匯編程序設計、典型外圍接口電路等眾多內(nèi)容。受限于教學時數(shù)，對實際中的應用介紹明顯不足，甚至略過，考試也偏向原理性知識。學完這門課程學生對單片機仍感陌生，不知如何應用，具體能做什么，知識與應用脫節(jié)，只是為“學習”而學習。3.教學方法和手段不足。在以往教學中，教師通常依據(jù)教學內(nèi)容從邏輯結(jié)構(gòu)框圖開始，從原理角度，利用PPT進行抽象講解。再通過舉例，借助標注說明的方式，靜態(tài)地對系統(tǒng)的硬件工作、軟件執(zhí)行逐一分析，完全忽略學生的理解、接受能力和知識儲備，講授知識與實際應用脫節(jié)。由于前期課程相關(guān)知識掌握不扎實和學習習慣等因素，學生每節(jié)課都聽得云里霧里，一片茫然，漸漸失去學習的興趣和動力。4.實驗教學與理論教學脫節(jié)，驗證性內(nèi)容過多，趣味性不強。單片機課程實踐性很強，受實驗條件和教學時數(shù)等因素制約，集中實驗教學環(huán)節(jié)無法安排較多內(nèi)容，綜合性與設計性項目極少。實驗一般按實驗箱附帶指導書開展，與各校理論教學脫節(jié)、內(nèi)容枯燥、缺乏趣味。雖做了實驗，但學生對實驗結(jié)果背后的電路工作原理、程序代碼含義與功用、硬軟件間的協(xié)同與聯(lián)系，以及硬軟件聯(lián)合調(diào)試等仍不了解，談不上去思考、去改進和在實際中應用。
三、相關(guān)教學改革實踐措施
針對存在的問題，經(jīng)過不斷探索嘗試和實踐，逐漸摸索出一套符合我院實際情況，較行之有效的該課程教學方式，具體方法和措施如下。1.調(diào)整教學內(nèi)容，以“應用”為主線，注重因材施教。首先從課程大綱著手，按照培養(yǎng)目標和規(guī)格要求，修訂原有教學內(nèi)容及要求，配套出版相應教材。將教學內(nèi)容劃為原理、硬件、軟件、仿真幾個主要單元。教學側(cè)重由“原理”向“應用”傾斜，注重知識完整性，同時強調(diào)知識的實用性和趣味性。具體做法是對“原理”部分適當弱化、降低要求，講授過程中采取和關(guān)聯(lián)課程對比的方法進行知識增量式教學，突出單片機“片內(nèi)集成”這一重要特性?！坝布辈糠謬@單片機片內(nèi)集成的源展開，配合恰當示例進行講解，再擴展延伸。硬件知識講解先易后難、先簡單后復雜。如講解單片機I/O口時，先從LED、撥碼開關(guān)等簡單元器件著手，從LED熄滅控制、撥碼開關(guān)狀態(tài)判斷，到利用這兩種器件實現(xiàn)一個簡易BCD碼加減乘除計算器，然后再到鍵盤擴展、顯示、A/D等較復雜的器件或接口電路?！败浖辈糠执蠓档蛯嶋H使用較少的匯編語言學習要求，強化高級語言的學習和使用。重點放在編程思維、處理算法、硬軟件協(xié)同及聯(lián)合調(diào)試上，在學生頭腦中建立“系統(tǒng)”的概念?！胺抡妗辈糠謩t引入業(yè)界主流軟件開發(fā)工具Keil和Proteus，根據(jù)實際教學情況進行實用性講解。借助這兩個軟件，學生在電腦上就可隨時隨地對教學中的實例進行硬軟件仿真、調(diào)試和驗證。這些工具的恰當應用，能事半功倍提高教學和學習的效果。使學生直觀感受到“知識”的含義，將枯燥乏味的知識變得生動，激發(fā)學生學習的熱情，體會學習的樂趣。2.豐富教學方法和手段，重視與學生互動。具體教學方法上選擇性地采取案例式、項目式等實踐證明對本課程教學較為有效的方法，手段上突出計算機仿真技術(shù)在教學中的應用。教學過程中注重引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，將相關(guān)知識融入一個個直觀可見的示例中。例如在介紹“中斷系統(tǒng)”這個重要知識時，通過給出一個利用單片機外中斷進行計數(shù)的簡單示例，仿真電路如下圖所示。外中斷計數(shù)仿真電路教學時，先演示讓學生直觀觀察P1口“計數(shù)值”的變化；再通過啟發(fā)，讓學生列舉生活中用到“計數(shù)”的場景；進入“場景”后，引導學生對問題思考：可采用哪些手段解決；再引入中斷概念，概略介紹中斷系統(tǒng)工作機制、有關(guān)SFR；接著通過仿真，分析解釋系統(tǒng)硬軟件工作過程，調(diào)試方法和步驟等。直觀可見的教學方式，有利于加深學生對知識的理解，像SFR對中斷系統(tǒng)的影響這類抽象知識，借助仿真技術(shù)能形象生動展現(xiàn)。最后提出要求，要學生課后思考改進。教學中多與學生交流互動，發(fā)現(xiàn)不足，及時調(diào)整授課內(nèi)容、方式和節(jié)奏，不能只顧追趕教學進度，忽視學生的理解接受能力。3.優(yōu)化實驗教學，合理安排項目，分層次多形式開展，注重知識的趣味性。與理論教學配合，課程實驗被分為基礎(chǔ)、擴展、綜合設計三個層次。難度由低到高，對知識的要求從基礎(chǔ)到綜合、從單一到全面?；A(chǔ)實驗針對單片機基本片內(nèi)接口資源，擴展實驗與單片機常用典型外圍接口有關(guān)，綜合設計實驗是對前述實驗內(nèi)容的綜合擴展應用，涉及多個片內(nèi)資源和多種接口，能更好提高學生知識應用能力和水平。對不同程度學生，每個實驗項目后都有新的問題和要求，鼓勵學生進行改進、擴展，甚至改變原設計思路和方案。為解決教學時數(shù)與實驗場地的制約，實驗采取集中與分散的方式。在課表規(guī)定的時段，以集中方式開展，其余時間則在開放實驗室或?qū)嬍曳稚⑦M行，鼓勵學生“從做中學”。針對以往實驗存在的問題，在實驗箱硬件基礎(chǔ)上通過二次開發(fā)，重新設計項目，增強實驗的趣味性和實用性。如“鍵盤實驗”設計為簡易電子密碼鎖，“顯示實驗”設計為電子秒表等諸如此類。實驗時先仿真，對硬軟件熟悉后，再進行實物實驗。先“虛”后“實”的做法能加深學生理解，更有助于對知識的掌握和內(nèi)化，同時減少實驗設備損耗。4.與創(chuàng)新實踐有機結(jié)合。因單片機課程的特點，在教育部主辦的“電子設計大賽”“智能汽車競賽”等學科專業(yè)競賽和課外科技活動中一直扮演重要角色。這些活動有利于提升學生知識綜合運用能力和水平，培養(yǎng)學生的工程意識、創(chuàng)新精神，及團隊協(xié)作能力。為此我院很重視和支持學生參與，設立了“電子設計”“智能汽車”等開放實驗室，配備老師進行指導，并在創(chuàng)新學分上給予認定，激勵學生參與意愿。
四、結(jié)束語
單片機原理課程具備較強的實踐性，對學生的理論知識和實際動手能力都有著較高的要求．在教學改革中，依托學校單片機基礎(chǔ)實訓基地和單片機應用實訓基地提供的實訓平臺，充分調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)其實踐動手能力和獨立思考解決問題的能力，使學生能夠在短時間內(nèi)成為單片機領(lǐng)域基礎(chǔ)理論豐富和動手實踐能力強的應用型人才．
1.1課程教學的理念與思路
單片機原理課程其理論性和實用性都很強，在課程設置上以行業(yè)和崗位需求為導向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的．單片機原理課程中各學習項目的設計、元器件的選用、電路的焊接及軟件編程都盡可能符合企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)標準．在教學理念上改變傳統(tǒng)的以學科體系為基礎(chǔ)的教學思路，整個課程完全以實訓平臺中的項目來制訂教學內(nèi)容，按典型工作過程劃分實訓項目，以任務和行動過程為導向，構(gòu)建學習領(lǐng)域．教師可以把典型電路板引入課堂教學中，如單片機最小系統(tǒng)板、矩陣按鍵學習板、D/A轉(zhuǎn)換學習板和LED顯示學習板等．這樣可以提高學生初次學習單片機的直觀感，學生能夠一目了然地看到每一個典型電路的組成．然后通過實驗教學的與時俱進、實訓基地的現(xiàn)場體驗等行之有效的措施，可以較好地解決本專業(yè)學生在學習該課程過程中理論和實踐脫節(jié)的矛盾．
1.2單片機原理教學內(nèi)容組織安排
為了使單片機原理課程的理論和實踐教學獲得雙贏的教學效果，將單片機的教學內(nèi)容重新進行整合和定位，靈活地設置課程的教學內(nèi)容，將前沿的知識融入課堂，加大教學信息量．注重學生綜合設計能力和應用技能的培養(yǎng)，將要講授的內(nèi)容以任務的形式提前布置給學生，每個任務可能是一個子課題的一部分，每個子課題可能是一個項目的一部分．這樣就形成了自下向上的教學方法，學生作為任務完成的主體，以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為中心，讓學生在做中學，在學中做，在邊學邊做中養(yǎng)成獨立分析問題和解決問題的能力，并將所學知識進一步鞏固和升華．此外，2006年就完成了單片機實訓平臺的建設，結(jié)合“三大”教育理念和人才培養(yǎng)目標的定位，對單片機原理課程的教學計劃也作了相應的調(diào)整，加強了實踐環(huán)節(jié)的考核，即在每學期結(jié)束時分別安排1周、2周、3周的綜合實驗的設計任務．針對課程需要，采取階梯式的方式設計若干個實際項目，學生依據(jù)自身的能力在設計學習項目時遵循由單一到綜合，由簡單到復雜，既能統(tǒng)籌兼顧，又能有的放矢的原則．通過一系列實訓項目的訓練，提高了學生的理論水平和動手實踐能力．
1.3多種教學方法的運用
在單片機原理課程的教學中，充分發(fā)揮單片機實訓平臺優(yōu)勢，結(jié)合課程特點和學生學習基礎(chǔ)，以工作任務為中心，科學地設計教學內(nèi)容．旨在讓學生能真正地參與到課堂中，調(diào)動學生獲取知識的主動性，做課堂真正意義的主角．在教學環(huán)節(jié)中，針對不同階段，不同的教學內(nèi)容，可以采用多種教學方法．一是“任務驅(qū)動型教學法”，即任課教師將整門課的教學內(nèi)容劃分為多個模塊，每一模塊由多個課題組成，每一課題由一個或多個任務組成，每一任務由任務目標、任務分析、相關(guān)知識和任務實施4個相互連貫的部分組成．在教師的指導下由全班或小組成員針對每一個任務提出各自的設計方案，各成員組相互學習，取長補短，最后由教師總結(jié)歸納的教學方法．二是“案例教學法”，即教師將真實的案例信息提供給學生并提出問題，組織學生以問題為中心展開討論，教師加以引導啟發(fā)．以學生為學習主體，讓學生參與教學互動，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力．三是“培訓式教學方法”，即以單片機培訓班的培訓模式為參考，以企業(yè)項目或電子設計大賽賽題為教學內(nèi)容，以提高學生設計能力為主線，將理論與實踐有機結(jié)合．由于采用了靈活多樣的教學方法和手段，不僅提高了學生的學習興趣，對學生個性化培養(yǎng)、團結(jié)協(xié)作精神的培育都奠定了一定的基礎(chǔ)．
2依托實訓基地進行課程教學改革
2.1教學改革與適應人才市場需求相結(jié)合
高校的教學改革要緊跟人才市場變化形勢，積極探索符合專業(yè)自身特點和企業(yè)需求的經(jīng)典實訓項目和內(nèi)容．不斷完善教學內(nèi)容，更新教學方法，進行創(chuàng)造性教學，為社會培養(yǎng)具有積極性、獨立性、創(chuàng)造性和合作型的人才．校企合作教育是一種值得推薦的人才培養(yǎng)模式，利用學校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境，采用課堂教學與學生參加實際工作有機結(jié)合的方式來培養(yǎng)適合用人單位需要的應用型人才．如每年的“凌陽大學計劃”就是一種很好的校企模式．學生通過在實訓基地的學習培訓鍛煉，很快掌握企業(yè)要求的各項基本技能，實現(xiàn)了學生到學員的完美轉(zhuǎn)變，憑借其專業(yè)基礎(chǔ)可以很快適應企業(yè)的各項要求．
2.2教學改革與實訓平臺相結(jié)合
利用實訓平臺，布置學生完成一串燈的亮滅控制，這個過程中學生能夠更深刻理解指令是怎樣轉(zhuǎn)化成信號去控制電子產(chǎn)品的，從而能夠更好地理解單片機軟硬件協(xié)同工作的意義．學生完成這個實訓后還可以進一步布置相應的課外實訓題目，如各種彩燈的控制，十字路口的交通燈控制等．當學生學完LED數(shù)碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學生完成點亮一個LED數(shù)碼管，用數(shù)碼管的動態(tài)方式實現(xiàn)自己生日的顯示，最后能夠完成電子鐘的設計．這樣由淺入深，由表及里，使學生的思維得到更好的鍛煉．通過實訓平臺的學習和實踐，學生可以逐步學會矩陣鍵盤、定時器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等單片機的實用單元電路設計，熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設計．通過這種最簡單實用的方法，帶領(lǐng)學生走進單片機世界的大門，使學生在最短的時間內(nèi)了解單片機的工作原理和設計過程，并學在其中、樂在其中．
2.3通過“項目制”實施一體化教學
在課堂內(nèi)容基礎(chǔ)上，利用單片機實訓基地作為學生實踐創(chuàng)新能力和個性發(fā)展的載體，可以形成一、二課堂良性互動的良好局面．采用“教、學、做”一體化模式，以教師為主導，以學生為中心，邊講邊學，邊學邊練，學生在教師的指導下完成教學情境規(guī)定的相關(guān)項目．教學模式見圖5．任課教師將學生分成若干個項目組，根據(jù)教學情境設計任務，課前將任務書和相關(guān)學習參考資料布置給學生，讓學生提早了解課程的基礎(chǔ)知識．進入情境教學環(huán)節(jié)，教師先將關(guān)鍵環(huán)節(jié)示范給學生，然后讓學生獨立實踐，完成任務．教師通過啟發(fā)、提問等形式，引導學生自主學習、分析和思考，學生在此互動中可以自由交流彼此的想法，取長補短，最后找到一個最佳的設計方案．這樣就將理論教學很好地融入到實踐教學之中．通過學生的討論和總結(jié)，教師有針對性地進行點評和講解，使學生掌握相關(guān)知識．通過單元測試，進一步鞏固所學的知識與技能．綜合考慮各環(huán)節(jié)中表現(xiàn)突出的學生，給予參加各類競賽的機會．
3結(jié)束語
原來使用的“單片機技術(shù)與應用”課程的教學大綱對知識點分解層層深入，便于學生由淺入深地學習相關(guān)知識。但是由于原有的教學大綱只對知識點作出了要求，沒有對教學方法和教學過程作出要求；只強調(diào)了理論知識的學習，沒有對學生職業(yè)行為能力培養(yǎng)作出要求，所以學生感覺學習過程枯燥乏味，內(nèi)容深度大，學習難度大。
新制定的課程標準繼承了原有教學大綱中知識點由淺入深的分解特點，對各個知識點進行重新整合，以項目為驅(qū)動帶動全部知識的學習。把原來先學后練的教學方法改為了邊做邊學的學習方法，從而激發(fā)學生的學習興趣，讓學生參與到教學中。同時，在新課標中還強調(diào)了對學生職業(yè)行為能力培養(yǎng)的要求，將知識點的學習與實際工作流程相結(jié)合，學生掌握了該知識在實際工作中的應用方法。
原教學大綱和新課標中知識點分解圖如圖1：
2“單片機技術(shù)與應用”課程標準制定
2.1課程設計的基本理念
高等職業(yè)教育的根本任務是培養(yǎng)高級技術(shù)應用型人才。課程教學是實現(xiàn)高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標的基本途徑，課程教學的質(zhì)量是直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素。新的課程體系要與經(jīng)濟建設、科技進步和社會發(fā)展要求相適應，與人的全面發(fā)展需求相適應，與高等教育大眾化條件下多樣化的學習需求相適應，與高等職業(yè)教育課程改革與建設相適應。本體系的構(gòu)建，應根據(jù)先進的職業(yè)教育思想，改變學科本位的觀念，加強實踐教學，著眼課程群，培養(yǎng)學生綜合運用相關(guān)現(xiàn)代化先進工具和知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
(1)面向全體學生，注重素質(zhì)教育、能力與技能培養(yǎng)
本課程面向計算機應用技術(shù)專業(yè)的全體學生，注重專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)教育，激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的抽象思維能力，增強他們理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。重視知識與技能；過程與方法；情感態(tài)度與價值觀課程目標的培養(yǎng)。
(2)突出學生主體，尊重個體差異
本實訓在目標設定、教學過程、課程評價和教學資源的開發(fā)等方面都突出以學生為主體的思想，課程實施應成為學生在教師的指導下構(gòu)建知識、活躍思維、展現(xiàn)個性和拓展視野的過程。
(3)注重過程評價，促進學生發(fā)展
建立能激勵學生動手能力發(fā)展的評價方法。在課程學習過程中應注重培養(yǎng)和激發(fā)學生動手實踐的積極性和自信心。
(4)開發(fā)課程資源，拓展學用渠道
本課程要力求合理利用和積極開發(fā)課程資源，給學生提供貼近現(xiàn)場實際，能反映新技術(shù)、新工藝、新設備的課程資源。
2.2課程總體目標
課程總目標是使學生具有單片機系統(tǒng)編程和設計的知識與技能、具備較高的職業(yè)素質(zhì)，具有調(diào)試單片機系統(tǒng)程序和設計最小單片機系統(tǒng)的能力，能解決程序調(diào)試和系統(tǒng)設計中遇到的問題，能勝任單片機產(chǎn)品調(diào)試員、單片機產(chǎn)品技術(shù)支持、單片機軟件開發(fā)師、單片機硬件開發(fā)師和單片機設計師等崗位工作。
(1)知識要求
會對所學知識進行整合，能夠根據(jù)設計要求獨立編寫程序，并能在實踐工作中熟練進行單片機程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試；掌握各種接口電路的分析方法和理論知識。
(2)技能
能熟練進行單片機程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試，并能獨立設計單片機系統(tǒng)電路并能編寫相應程序，同時還可以對以單片機為核心的設備進行維護。
(3)素質(zhì)
通過項目實踐，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、熱情主動的工作態(tài)度；養(yǎng)成遵守操作規(guī)程，分析工作整潔、有序、愛護儀器設備的良好實驗習慣；能認真負責、實事求是、堅持原則、一絲不茍地依據(jù)標準進行編程和設計，并在工作實踐中能遵守勞動紀律，注意安全，具備良好的敬業(yè)精神和協(xié)作精神，堅持努力學習，不斷提高自身可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論水平和操作技能，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)和勤奮工作的基本素質(zhì)。
2.3內(nèi)容目標
本課程標準通過對知識點的重新分解，將內(nèi)容分成了六個主題。其中主題一是對單片機系統(tǒng)原理知識的學習，主題六是對知識的總結(jié)訓練，而其他的四個主題分為學習情境和訓練情景兩部分。在主題二到主題四中每個學習情境都分為了若干個小項目，幾個小項目又可以合為一個項目。內(nèi)容目標詳見附錄，其中學習情境設計方案如圖2所示：
2.4教學評價建議
(1)改革傳統(tǒng)的學生評價手段和方法，采用階段評價、目標評價、項目評價、理論與實踐一體化的評價模式。
(2)關(guān)注評價的多元性，結(jié)合課堂講解表現(xiàn)、課堂項目操作、項目訓練、綜合訓練及考試情況，綜合評價學生成績。筆答考試可采用開卷考試形式。
(3)評價比例分配
課堂表現(xiàn)：8%；課堂項目操作：12%；項目訓練20%；綜合訓練：20%；考試：40%。
以上為“單片機技術(shù)與應用”課程標準的主要設計內(nèi)容。由于課程標準的提出時間不長，沒有嚴格的設計要求，因此在新課標的設計過程中遇到一些問題。如內(nèi)容目標中的格式如何進行設計，是否將教師的教學方法融入其中，學生目前所具有的學習能力是否能夠與新課標中的要求相結(jié)合等等，這些都需要進一步的研究。
附錄：內(nèi)容目標
主題一理論學習
要對一個單片機系統(tǒng)進行分析設計和編寫程序，就必須非常熟悉單片機芯片的組成原理，特別是要熟悉其各個外部引腳、內(nèi)部寄存器和數(shù)據(jù)區(qū)的使用方法。
1學習目標
(1)了解MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要功能部件和CPU微處理器的組成、任務分配。
注意：單片機上電后程序指針被賦予的初值。
(2)了解MCS-51單片機的程序存儲器結(jié)構(gòu)，掌握內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的空間分配和SFR。
注意：程序存儲器的編址規(guī)律；只訪問外程序存儲器時，外部引腳的連接要求；上電后堆棧指針被賦予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引腳功能常見的幾種復位電路和計算機器周期的方法。
注意：準雙向并口和真正雙向并口的區(qū)別和相應并口讀數(shù)時的編程要求；89C51的復位時間是多少。
(4)開發(fā)工具的使用
介紹Keil(或MedWin)、ISP兩個軟件的使用方法，并各種指令的學習編寫簡單的子程序，將源程序文件編譯并上載至實驗儀中顯示結(jié)果。
知識點：
掌握常用編程軟件的使用。在程序運行期間觀察相應存儲區(qū)和寄存器中數(shù)據(jù)的變化。
掌握MCS-51單片機的尋址方式。
2教學建議
(1)教學時數(shù)10學時。
(2)實物教學，增強感性認識。
主題二學習情境1
1學習情境：信號燈控制
2學習目標
(1)熟練掌握MCS-51單片機的尋址方式和指令系統(tǒng)。
技能點：要會畫出模塊的流程圖，建立學生的編程思維；分清各個尋址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的訪問方式，地址空間，針對89C52芯片多128BytesDATA區(qū)的應用，實際應用中256bytesData區(qū)的單片機更多)
(2)能編寫完整的程序。
技能點：會進行地址分配，整個程序的起始地址要正確；掌握各種程序結(jié)構(gòu)，能夠畫出系統(tǒng)的流程圖。
(3)會應用常見的調(diào)試軟件進行程序調(diào)試。
(4)理解機器周期和指令周期。
3學習情境內(nèi)容
功能一：信號燈的控制1
利用P1口控制8個發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
點亮8個發(fā)光二極管后單片機空運行。
給片內(nèi)RAM中40H-4FH單元賦值后，將其數(shù)據(jù)傳送給片外50H-5FH單元，最后將56H中的數(shù)據(jù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
在數(shù)據(jù)區(qū)建立一個數(shù)據(jù)表，編寫程序?qū)⒈碇械牡?個數(shù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
知識點：
掌握數(shù)據(jù)傳送指令。
掌握MCS-51單片機并口傳送和讀取數(shù)據(jù)時得技術(shù)要求。
MOVX與MOVC的區(qū)別
功能二：信號燈的控制2
利用并口控制發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
將累加器中的數(shù)據(jù)(十六進制)轉(zhuǎn)換為BCD碼，個位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口輸出個位數(shù)據(jù)，P1口輸出十位數(shù)據(jù)，P2口輸出百位數(shù)據(jù)。
將DPH和DPL中放入兩個小于10的數(shù)據(jù)a和b，編寫程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2-a，并把c通過P0口輸出。
將累加器A中數(shù)據(jù)得高4位和寄存器B中數(shù)據(jù)的低4位相乘后取反，并將其結(jié)果通過P0口輸出。
采用移位指令，實現(xiàn)累加器A中數(shù)據(jù)乘4，寄存器B中數(shù)據(jù)除以2。
知識點：
掌握算術(shù)操作指令和邏輯運算指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
功能三：信號燈的控制3
設計一個延時程序，使與P2.0相連的發(fā)光二極管每隔1秒亮一次。
采用循環(huán)控制，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍，其中發(fā)光二極管點亮時長為1秒，熄滅時長為2秒。
知識點：
掌握程序轉(zhuǎn)移類指令和位操作指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
理解指令延時的用法，NOP指令的使用。
4教學建議
(1)教學時數(shù)12學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境1：交通燈控制
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題三學習情境2
1學習情境
跑馬燈設計與實現(xiàn)
2學習目標
(1)掌握TMOD和TCON專用寄存器各位的定義與設置。會計算和設置定時/計數(shù)器的初值。
(2)掌握IE和IP專用寄存器各位的定義與設置。理解中斷的工作過程，熟記中斷入口地址。
技能點：能夠正確使用中斷方式對定時/計數(shù)器進行編程；能夠使用中斷方式對外部事件中斷進行處理；會畫流程圖，并編寫完整的具有中斷程序；理解電平觸發(fā)中斷、邊沿觸發(fā)中斷的區(qū)別及應用；中斷的優(yōu)先級和中斷嵌套的應用，中斷現(xiàn)場的保護和恢復。
3學習情境內(nèi)容
設計一個個性跑馬燈，能夠完成以下功能：
功能一：利用P2口，用單片機內(nèi)部的定時器采用查詢方式，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍(亮1秒、滅2秒)。
功能二：用計數(shù)器中斷對按鍵按下的次數(shù)計數(shù)，作為跑馬燈閃爍次數(shù)。
功能三：用外部中斷對正常顯示和閃爍次數(shù)設定功能進行轉(zhuǎn)換。
知識點：
掌握定時/計數(shù)器的初始化方法；定時器初值與計數(shù)器初值的計算與設定。
掌握中斷源與中斷服務程序的入口地址；中斷相關(guān)寄存器的使用方法；中斷工作過程。
4教學建議
(1)教學時數(shù)8學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境2：秒表設計與實現(xiàn)
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題四學習情境3
1學習情境
單片機點對點串口通信
2學習目標
(1)了解SCON專用寄存器各位的定義與設置，掌握串口初始化的內(nèi)容與步驟。
(2)會用查詢和中斷方式編寫數(shù)據(jù)通信程序。
技能點：能夠正確地編寫數(shù)據(jù)通信程序。
3學習情境內(nèi)容
設計一個單片機之間的點對點的通信系統(tǒng)。要求甲機發(fā)送，乙機接收。甲機中按加號鍵，乙機中顯示數(shù)據(jù)加1；甲機中按減號鍵，乙機中顯示數(shù)據(jù)減1
知識點：
掌握與串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的計算方法。
掌握串行口通信編程的兩種方法。
4教學建議
(1)教學時數(shù)6學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境3：單片機雙機通信
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題五學習情境4
1學習情境
溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
2學習目標
(1)使用P0、P2口的第二功能，擴展片外數(shù)據(jù)存儲器RAM和片外程序存儲器。
技能點：能夠正確對89C51進行片外RAM和ROM擴展；理解并記住MOVX指令的時序圖。
(2)對89C51的并口進行擴展
技能點：能夠正確對89C51的并口進行擴展。
(3)人機接口擴展
技能點：能夠正確地在89C51外連接鍵盤和顯示設備。
(4)8位A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口
技能點：能夠正確選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片，并實現(xiàn)其與單片機的正確連接。
(5)8位D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口
(6)掌握C51程序設計方法
技能點：能夠正確運用單片機C51語言對單片機系統(tǒng)進行編程。
3學習情境內(nèi)容
設計一個溫度控制系統(tǒng)，要求用C51編寫系統(tǒng)程序，并且該系統(tǒng)滿足以下要求：
功能一：使用89C51擴展一個片外RAM。
知識點：
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
會擴展片外數(shù)據(jù)存儲器和片外程序存儲器。
功能二：用兩位七段數(shù)碼管顯示其溫度值。
知識點：
掌握LED的動態(tài)顯示方法。
功能三：用4*4的矩陣鍵盤，設置其溫度初值。
知識點：
掌握鍵盤設計方法。
掌握LED動態(tài)顯示方法。
功能四：具有對環(huán)境溫度進行實時測量，當外界溫度于設定溫度時，啟動風扇降溫；當外界溫度低于設定最低溫度時，發(fā)出報警聲。
知識點：
掌握A/D轉(zhuǎn)換的方法。
掌握D/A轉(zhuǎn)換的方法。
掌握正確選擇A/D和D/A芯片的方法。
4教學建議
(1)教學時數(shù)20學時。
(2)提高課堂質(zhì)量，上課時要多啟發(fā)學生，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學生學會理解記憶的技巧。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境：人機接口設計與實現(xiàn)
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題六綜合訓練
使用套件設計一個最小單片機系統(tǒng)，完成其設計、繪圖、焊接、編程、調(diào)試工作并撰寫實訓報告。
1教學建議
(1)教學時數(shù)20學時。
(2)教師命題，學生獨立完成。
1.1指導教師培訓及選題環(huán)節(jié)把控不嚴
由于學生的數(shù)量激增而教師隊伍的數(shù)量基本上沒有改變，以至于每位教師所要指導的學生的數(shù)量都有所增加，部分教師為第一次指導，對指導過程不是很了解，缺乏對課程設計各環(huán)節(jié)所需的必要的培訓。課程設計工作開始前期，沒有對題目進行精心的篩選。課程設計的題目是否合適，直接關(guān)乎到整個課程設計的成敗。選題過于簡單，學生做起來認為該門課程沒有什么難度；選題難度過大，學生產(chǎn)生了畏難情緒，認為該設計無法實現(xiàn)，從而無法到達學以致用。
1.2設計過程流于形式思想上重視不夠
由于學生人數(shù)過多，教師人數(shù)偏少。以至于設計過程處于“放羊”狀態(tài)，教師在指導過程中，沒有對同學們提出準確地要求，其原因是在該環(huán)節(jié)中指導教師都沒有相應的實施方案，導致指導環(huán)節(jié)過于形式、敷衍，教師無法一一了解每位學生的設計情況。同學們也沒有認真對待該環(huán)節(jié)，其主要原因是網(wǎng)絡化程度的發(fā)展，很多相應的資料網(wǎng)絡上一應俱全，同學們直接下載修改而不加思考，完成報告上交，沒有主動去探索設計。種種原因使該課程設計流于形式。
1.3最終考核方式單一檢查評價力度不足
在很多高校，課程設計的最終體現(xiàn)形式就是課程設計報告，只要學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成報告，一般就被認為通過了該環(huán)節(jié)的考查，考核形式單一。并且對整個設計過程的評價沒有細分，體現(xiàn)不出設計過程中的工作量。
2課程設計組織實施管理及質(zhì)量控制
2.1前期認真組織，確保選題質(zhì)量
為了保證題目的難易程度適中，在課程設計前期，組織教學第一線的有經(jīng)驗的和常年指導學生參加電子設計類競賽的教師根據(jù)自己的課題項目，從中精煉出一些適合學生完成課程設計的題目，每年保證有一定的更新率。并且對選出的題目也分出難度系數(shù)的等級，便于因材施教。而后，組織指導教師進行培訓。講解該課程設計的指導大綱，講述指導過程中教師應該完成的任務，注意設計的時間節(jié)點，以便教師掌握學生的設計進度。尤其是第一次指導該課程設計的教師，為其指定幫帶教師全程學習。建立教師評價辦法，提升指導教師責任心，評價教師在整個指導過程中是否盡心指導學生選題、是否按時答疑并監(jiān)督學生的進度、后期是否按要求進行答辯。檢查評比工作由學院督導完成，并進行考核評分。評分結(jié)果直接作為優(yōu)秀指導教師評定的依據(jù)，該結(jié)果作為下學年教師指導學生人數(shù)的依據(jù)。
2.2全程指導，把控各個環(huán)節(jié)
整個設計過程選題，答疑，設計，答辯，成績評定幾個環(huán)節(jié)。
1）選題環(huán)節(jié)
學生可以在教師指定的題庫中選出適合自己或者自己感興趣的題目；也可以根據(jù)自己的興趣與指導教師商討確定選擇題庫以外的題目，實現(xiàn)“雙向選擇”。該課程設計涉及自動化學院3個專業(yè)10個班，其中每班指定一名負責人。每位指導老師指導人數(shù)按學院單片機原理及系統(tǒng)設計課程設計上學年評價結(jié)果排名在前1/3的安排15～20名學生，排名在中間1/3的安排10～15名學生，排名在后1/3的人數(shù)較去年人數(shù)減少分派，帶本課程的上課老師優(yōu)先安排。每位指導教師指導學生人數(shù)不宜過多，保證指導教師有精力指導每一位同學。
2）答疑環(huán)節(jié)
該課程設計為期兩周，各指導教師安排答疑的具體時間及地點。每位教師的答疑時間和答疑地點在課程設計開始后匯總到教務辦以便學院督導檢查，作為評價教師指導工作的依據(jù)之一。每位老師在課程設計期間應積極主動為學生答疑，固定答疑次數(shù)不少于五次，并根據(jù)情況檢查學生的完成情況。該環(huán)節(jié)是最容易被忽視，但又是十分重要的環(huán)節(jié)。學生在整個設計過程中的表現(xiàn)只能通過答疑的形式體現(xiàn)出來。指導教師應該在每次答辯過程中不僅幫助學生解決問題，而且要針對每位同學的設計內(nèi)容提出問題，檢查其設計過程中是否對問題已經(jīng)理解，辨別其是否存在抄襲他人設計的可能性。
3）學生自主設計環(huán)節(jié)
在整個設計過程中，一定要發(fā)揮學生的主觀能動性。學生需要按照課程設計大綱的進度安排以及要求按時完成設計任務。熟悉設計任務和要求，查閱相關(guān)設計資料；進行系統(tǒng)軟、硬件總體設計；設計電原理圖，系統(tǒng)硬件調(diào)試；系統(tǒng)軟件設計，設計仿真或?qū)嵨镎{(diào)試；完成課程設計報告書；課程設計答辯。
4）答辯環(huán)節(jié)
答辯環(huán)節(jié)由小組答辯和集體答辯兩個環(huán)節(jié)構(gòu)成。小組答辯：該答辯過程是指導教師對本組所指導的學生進行答辯。首先由學生講述自己的設計過程，而后指導教師提出問題，學生回答問題。最后指導教師根據(jù)答辯情況給出答辯的成績。集體答辯：①每組的指導老師提交成績匯總表并注明排在最后一名的原因，指定成績排在本組內(nèi)最后一名同學參加答辯。指導教師提交的成績有一人或多于一人不及格者該學生成績定為不及格本組不再派學生參加集體答辯。②每組排在第一名的同學參加優(yōu)秀課程設計答辯。③答辯委員會根據(jù)答辯情況進行排序，并簡要注明答辯存在問題情況。④若參加答辯的同學成績評定與原成績有較大出入時，該組同學的成績按答辯同學的情況相應降級或升級。答辯組織：各專業(yè)組成專業(yè)答辯委員會，對評定優(yōu)秀課程設計和集體答辯同學的答辯工作。答辯委員會由系主任任答辯委員會主席，答辯委員由系主任和課程負責人共同商定，答辯委員會成員由7～10人組成，指定一名老師為答辯秘書。在課程設計完成日的最后一天進行答辯，答辯題目為自己所做課程設計題目并提交自己的設計報告。
5）成績評定
課程設計成績分五部分：①平時表現(xiàn)及考勤占10%（即10分）；②紀律及答疑占10％（即10分），遵守設計紀律，按時完成各階段任務，認真答疑，積極提問；③設計過程占40%（即40分，含報告的修改10分，報告無修改符合要求得10分，修改一次和修改的正確性扣2分，修改5次數(shù)以上得0分；設計過程完成程度總計20分：方案設計5分，硬件設計5分，軟件設計5分，系統(tǒng)調(diào)試5分；老師提問10分，根據(jù)提問問題及解答情況給分等）④設計報告和圖紙占30％（即30分）：(分值：30-27分)設計敘述清楚，書寫規(guī)范；設計方案合理，設計內(nèi)容正確；掌握基礎(chǔ)理論知識，具有較強的分析問題和解決問題的能力。(分值：26-22分)設計敘述清楚，書寫較為規(guī)范；設計方案較合理，設計內(nèi)容較正確；較好的掌握基礎(chǔ)理論知識，具有一定的分析問題和解決問題的能力。(分值：21-18分)設計敘述清楚，書寫較規(guī)范；設計方案基本合理，設計內(nèi)容基本正確；掌握一定基礎(chǔ)理論知識，具有初步的分析、解決問題的能力。(分值：17-0分)設計敘述不清楚，書寫不規(guī)范；設計方案基本合理，設計內(nèi)容不正確；不掌握基礎(chǔ)理論知識，不具備分析問題和解決問題的能力；⑤答辯占20%：分數(shù)根據(jù)學生對答辯委員會提出的問題回答情況進行給定。有下列情況之一者課程設計不及格：不能按時提交設計；設計報告有嚴重雷同者；圖紙有嚴重雷同者；對老師的提問完全不能正確回答者；答辯不及格者獲不按指定時間參加答辯者。
3結(jié)語
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，如何對交通進行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關(guān)政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當務之急.例如在我們新校區(qū)西門口(塔南路)就是這種情況,每天進出校門的學生特別多,大多還需要穿過這條繁忙的高速公路,這為學校師生帶來大大的不便.該系統(tǒng)主要應用于交通領(lǐng)域，具有較高的實用價值。該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。本產(chǎn)品面對公共交通設施，并不注重經(jīng)濟收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用科學技術(shù)的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應用已普及到經(jīng)濟和社會生活的各個領(lǐng)域.
第二章設計要求與任務
第一節(jié)目的和要求:
1、實驗要求：
編寫程序，以89c52的端口作為輸出口，控制4個雙色LED燈(可發(fā)紅、綠、黃光)，模擬十字路通燈管理。
2、實驗目的：
(1)學習I／0口擴展方法；掌握89c52的工作原理以及編程方法，了解軟件與硬件的調(diào)試技術(shù)。
(2)學習模擬交通燈控制方法；(3)學習雙色LED燈的使用；
第二節(jié)設計任務和設計內(nèi)容:(CPU均采用89c52)
1.軟件延時實現(xiàn)模擬路通燈控制：(如圖1)
實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮60秒；然后A﹑C路口不變，B﹑D路口綠燈閃5下，然后B﹑D路口黃燈亮；再變?yōu)锳﹑C路口綠燈，B﹑D紅燈延時3秒；然后A﹑C路口綠燈閃5下，再黃燈亮，B﹑D不變。再循環(huán)······。并將綠燈剩余時間顯示在LED上(該項編程可將其結(jié)果顯示在計算機屏幕上代替)。
初始化
設置89c52
為輸出
C口為輸出
清LED
BD,AC四個方向全為紅短延時
BD方向亮綠燈60秒
AC方向亮紅燈
BD方向綠燈閃五次，AC方向燈不變
BD方向為黃燈延時
AC方向燈不變
有鍵按下？
有鍵按下？
BD方向亮紅燈并延時3秒，AC方向亮綠燈
有鍵按下？
有鍵按下？
狀態(tài)0
狀態(tài)1
狀態(tài)2
狀態(tài)3
有鍵按下？
BD方向燈不變，
AC方向綠燈閃五次
狀態(tài)4
BD方向燈不變，
AC方向黃燈延時
狀態(tài)4
返回DOS
狀態(tài)1
狀態(tài)3
狀態(tài)4
狀態(tài)2
循環(huán)
運行
（圖2流程圖）
2.89c52定時器控制模擬交通燈:
實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮50秒；其余要求和第1點中的相同。
第三章設計方案及評估論證
第一節(jié)題意分析：
雖然題目是四個路口，其實這是用于人行橫道處的
交通燈，也可用于不允許拐彎的主﹑副街道的交叉口處。
如圖1所示，B、D方向是雙向車道；A、C方向是人行橫道?；蛘邔D看作主街道，而AC看作副街道，也是可以的。
第二節(jié)工作原理說明：
1.工作原理說明：
此方案是通過并行接口芯片89c52A和計
算機的硬件連接，以及通過軟件延時的方法進行軟件
編程，來實現(xiàn)十字路通燈的模擬控制。如圖2（89c52A芯片）所示，1.主控制單片機
