淺談單片機實驗教學改革

王籃儀

（三亞學院，海南 三亞 572022）

0 引言

作為典型代表，單片機推動了嵌入式系統的發展，成為現代電子系統中重要的智能化工具。無論是尖端科技，如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT，還是現代工業、農業、儀器儀表、汽車電子系統、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域，都離不開單片機，單片機的使用率和普及率遠遠超過了其他類型的計算機。因此“單片機原理及應用”課程也在高校的計算機類、電子類、電氣類、機械類等專業的教學計劃中有著特殊的地位。近年來，在高校中大力推行的各種電子設計競賽中，單片機已成為主要方法。然而，在實驗教學上，單片機實驗教學仍存在一些問題。

1 學校不夠重視，投入過少

當前大多數學校普遍偏重于理論教學，一個原因是理論是一切教學的基礎，所有教學要以理論教學為前提，理論教學的地位之重要無可厚非，特別是對于偏文科類的一些課程，它的重要程度更是毋庸置疑的。然而，對于工科類的學科，特別是像單片機這樣的課程，當然理論教學這一點是前提，但是實驗教學的作用和影響程度也同樣不容忽視，而大多數學校往往忽略了這點，只重視理論教學，而對于實驗教學的投入是少之又少，可能另外一個原因就是實驗所需設備價格大多昂貴，一臺設備可能上萬甚至是十萬以上的價格，這個費用讓很多學校望而卻步，有的學校會購買一些比較便宜的設備，或者對于價格比較昂貴的設備，就購買幾臺，這樣就導致了需要幾個學生一組做一個實驗，難以達到每個學生都能動手操作這樣的目的。

2 實驗箱設計過于死板

大多數學校在單片機實驗教學中都使用實驗箱教學，而實驗箱都是在出廠的時候很多參數都已經設置好，內部線的連接往往跟我們實際的連接方式不一樣，這就決定了我們使用實驗箱教學的時候，學生要按照實驗箱的指導書給出的連接圖及實驗步驟去操作，通過安裝在PC機上的仿真軟件，把匯編程序輸到PC機上，然后通過串口通信，把編譯好的機器碼傳送到單片機實驗箱上。這種操作過于死板，實驗中的連接方式都已給出，甚至是確切的哪個接口跟哪個接口連接都已經給出，甚至可以毫不夸張地說：“只要看得懂文字的學生基本上連線是沒有問題的”。這種實驗教學方式可能出現問題比較少，實驗箱性能相對穩定，但是這樣的實驗操作很難引起學生的興趣，導致一些學生都是應付了事，以至于難以實現培養學生的動手能力以及創造力，激發學生的潛能這樣的目的，大大降低了實驗教學在對學生動手能力培養的作用。

3 單片機實驗教學水平不夠高

目前很多高校的單片機實驗教學水平都不夠高，主要的一個原因就是是大多數高校都是使用實驗箱進行教學，我們知道實驗箱能夠實現直觀地看到實驗結果的同時也存在著很多弊端，它的電路的連接及操作比較固定，這就造成學生沒有太多的個人發揮的空間，一節課下來不能達到計劃中的效果。特別是對于單片機這一門課，更要求實際操作性，對實驗的靈活度要求相對更高，往往要求學生在靈活編程的同時能夠了解硬件電路的連接以及在實踐過程中解決問題，從而提高學生的動手能力及主動解決問題的能力。

其次，學生上實驗課的積極性不高，很多學生都是應付了事，更甚的就是利用學校提供的設備玩游戲。單片機這門課不同于其他的一些課程，它除了硬件電路的連接，最關鍵的還有編程，一個實驗能不能實現，就要看你能不能把程序編寫出來了，很多學生在上理論課的時候就沒有認真學，到實驗課的時候自然就無從下手，到后面的實驗程序編寫越來越難，沒有一點編程基礎的學生基本上到后面的實驗就是過不了關或者抄襲其他同學的程序蒙混過關。

4 教師在教學中不創新，學術鉆研不夠

時代在進步，科技在發展，特別是電子產品的更新更是不斷在更新，這就要求我們的教學要跟上時代的腳步，與時俱進，才能讓我們的教學與社會緊密結合，才能讓我們的學生不與社會脫節。然而，事實上很多高校的實驗指導書都是前人編寫完，后面的教學照搬，沒有更新，這在單片機教學上是萬萬不可的。單片機的發展可以說是迅速的，然而我們的實驗教學卻還是停留在以往的知識層面中，教師的知識沒有及時更新，這就導致了我們的實驗教學的滯后，導致我們的學生畢業后不能很快地適應社會的節奏，進入到社會工作中。

5 比賽項目不夠多

我們每年都有一兩次大型的電子大賽，除了這些，學校本身很少有類似的競賽，但這對于社會對人才的要求是遠遠不夠的，這些項目關乎學校的名譽，所以學校往往選擇一些有經驗的或學的很好的學生那幾個學生參加，這就使得大部分學生沒有機會展示自己的能力，然而往往很多時候比賽恰好能激發學生對學習的興趣。

綜上所述，我們可以發現我們的實驗教學存在著很多的不足，我們改怎么去改進呢？下面我提出個人的一些觀點。

首先，學校要提高重視，在實驗教學方面適當地投入。

要想提高實驗教學水平，最重要的就是學校要足夠重視，要重視實驗教學的質量，對實驗教學不足的地方積極改進，并且適當地投入，特別是對于像單片機這樣的電子方面的教學，電子產品的發展日新月異，如果我們的實驗教學依舊用的幾年前的設備，那么我們的教學只能跟在時代的后面，跟不上時代的腳步，更甚的會導致我們的教學與社會脫節。只有學校對實驗教學提高重視，將這一觀念滲透到實際教學中，才能引到教師以及學生對實驗的重視，從而提高他們的積極性，提高實驗教學水平。

其次，實驗箱的正確選用。

使用實驗箱進行教學，這是目前大部分高校的實驗教學狀態。實驗箱教學有利也有弊，這就涉及我們要怎么選用實驗箱，實驗箱什么樣的設計才比較合理。對于單片機這門課來說，更多地要求實驗箱能像仿真軟件般，有可以讓學生自由發揮的空間，特別是對于引腳的連接，現在很多實驗箱都是內部連接好，最后接出一些端子讓學生照著廠家配的實驗指導書接線，單片機的實驗相對比較靈活，很多時候引腳的連接是可以讓學生自己選擇的，這樣也有助于學生結合自己的理論知識，讓自己的理論知識得到應用，體會理論得到實踐的樂趣，引起學生對學習的興趣的同時鍛煉了學生的動手能力，所以也就要求實驗箱的設計最大限度地提供靈活性，從而提高我們實驗教學的質量。

再次，教師要不斷創新，認真鉆研學術。

要想提高實驗教學水平，不僅僅對設備有一定的要求，教師的自身的學習也很關鍵。只有教師不斷鉆研學術，提高自己的學術水平，才能在教給學生課堂知識的基礎上教給學生新的東西，讓學生了解到社會發展的前沿，并在條件允許的情況下鼓勵學生自己動手研究一些最新出的電子產品，比如單片機這門課，可以鼓勵學生在模仿已有產品的基礎上積極創新，或者跟學生一起研究，在交流中教給學生新的東西，和學生共同進步。

最后，增加電子競賽項目，讓更多的學生參與進來。

目前國家級的電子競賽很少，而含金量又很高，高校都是讓自己學校最有實力或經驗豐富的學生參加，名額比較固定，沒有辦法滿足很多學生參加比賽的欲望。所以，學校要多舉辦一些電子設計類的比賽，并且不限名額，鼓勵學生參加，并且設計一定的環節，給予學生充足的時間，讓學生在比賽中得到鍛煉的同時感受到知識的魅力。

單片機實驗教學改革是一個漫長而復雜的過程，單片機實驗教學的改革不僅需要注重于大的方面的改革，同時很多細節方面的改革也需要我們去關注，只有對我們的教學內容的不斷更新，提高我們的實驗教學質量，才能實現教學的與時俱進，才能讓我們培養出的人才更快更好地為社會服務。

［1］胡漢才.單片機原理及其接口技術學習輔導與實踐教程[M].清華大學出版社.

［2］姜志海,劉連鑫,王蕾.單片機微型計算機原理及應用[M].電子工業出版社，2011.