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MCS-51单片机实验教学改革

1前言

随着电子技术的迅猛发展,单片机技术在军事装备、工业生产、电子消费等领域都有着广泛的应用。单片机的厂商众多,型号、功能更是千差万别,而其中的MCS-51系列单片机,因其具有集成度高、处理功能强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点,在我国占据了不小的市场份额[1]。目前各大高校均开设有单片机专业课程,而在学习单片机课程中不仅要让学生掌握较系统的理论知识外,更为重要的是要培养他们将理论知识应用于实践的能力,这就需要通过实验课教学、课程综合设计、各类单片机竞赛等来完成,而其中的实验教学是关键的环节。

2目前MCS-51单片机实验教学的现状

2.1实验教学在校级层面得不到重视

目前,普遍存在的一种现象是从学校认为实验教学只是理论教学的辅助,是依附在理论教学之中的,而实验教学的目的也仅仅是为了让学生加深对理论知识的掌握,所以,在经费、场地、设施方面都得不到学校的投入与支持。

2.2学生往往重理论、轻实验,难以激发学习兴趣

除了得不到校级层面的重视,学生在对待实验教学环节方面也比较随意。在MCS-51单片机的学习中,很大一部分同学在实际学习过程中往往觉得理论课更重要,而对实验课重视不够。课堂期间能够按照实验要求,并且带着自己的思想完成实验的同学微乎其微,而大部分同学都是只求应付实验报告,仅仅完成老师布置的内容,甚至还有一小部分同学根本不自己动手,最后抄袭别人的实验报告。以上几种情况是普遍存在的,虽然有学生自身的态度问题,但也间接反映了实验课没能很好地激发学生的兴趣。

2.3教学内容形式化、方法单一

MCS-51单片机实验教学的进行应该不仅仅局限于理论知识的巩固,应注重其实用性学习,要培养学生在应用系统的设计、从软件到硬件以及各类接口等方面的能力,实验教学内容也应该抓住单片机的重点难点来展开,内容的难易也要循序渐进[2]。但是,现在一般MCS-51单片机实验教学都是采购公司开发的现成的综合实验箱,此类实验箱功能丰富,使用简单,学生只要严格按照配套的实验指导手册进行基本的导线连接和软件操作即可看到预期的实验效果,属于验证性实验,学生可能在初次接触时比较有兴趣,但熟悉操作后便可能会觉得实验课乏味、枯燥,归根到底就是因为这样的教学内容不能够让学生成为主体。另一方面,学校对实验硬件投入有限,一套MCS-51单片机实验箱往往是用完一年又一年,而实验内容几乎没有更新,教学方式过于单一。

3MCS-51单片机实验教学中的改革创新措施

3.1引导全校师生认识到MCS-51单片机实验在学生综合能力培养中的作用

学校要通过多种方式引导教师、学生重视实验教学。目前高校普遍采用的是学分制教育,学校可以提高单片机实验教学的学分比重,并且增加单片机综合设计学分,单片机实践学分,同时,学校也要加大单片机实验教学的经费、场地等方面的投入。

3.2激发学生学习单片机的兴趣

兴趣,是学习新事物最好的动力,要让学生在思想上认识到学好MCS-51单片机的重要性,MCS-51单片机由于它的体积小、价格低、易于同外围器件连接等一系列优点而广泛用于生活、工作各领域,单片机已经不仅仅是一门课程,更可能是学生未来就业的主要技能,在学习过程中必须要经过大量实验操作应用。另一方面,要让学生在单片机实验教学中成为主体,强化学生的参与度。实验室使用的单片机实验箱虽然提供配套的实验指导书,但我们可以鼓励学生结合自己的理解进行扩展。在实验教学中也可以让学生分组完成MCS-51单片机的系统设计,这些系统不需要太复杂,成本也不高,一般具有一定数模电基础的学生大多能完成这样的系统设计,这样学生会更有兴趣,学习的热情也会明显提高,通过自己开发单片机应用系统,学生对MCS-51单片机的硬件系统和接口关系就会有了更深的理解,而通过自己动手编程,又使他们的程序设计能力有了一定的提高,更重要的是,学生对学习单片机产生了浓厚的兴趣。

3.3创新教学内容,采用多元化教学方式

(1)要结合本校学生的专业特点和实验室条件来编写适合的实验教材,特别是要跟理论课的教学大纲紧密结合起来,互为补充。(2)尽量减少验证性实验内容,可以增加一些综合性的、跟实际生活相关的设计性实验,也可以让学生在理论知识学习的基础上自行设计实验。(3)实验内容也要不断更新。MCS-51单片机有它的优点但同时也有一定不足,当今的单片机技术发展的异常迅速,很多时候都和其他一些热门技术相结合,如传感器技术、物联网技术等,在单片机实验教学中要适度引入介绍,在让他们掌握好MCS-51单片机的同时也要了解现代社会的需要,调动学习的积极性和创造力。另一方面,在教学方式上也要多元化,比如可以通过举办一些校级、院级甚至专业内部的MCS-51单片机竞赛,使他们对51单片机的认识更加清晰,同时也是极大锻炼了他们的团队协作能力和动手设计能力,对于那些学有余力的同学可以鼓励他们参加省级、国家级的竞赛。其次可以引导学生积极参与到教师的科研项目中或者大学生科技创新项目,给他们提供一个良好的学习空间[3]。当然如果能够与企业联系起来,让学生亲自到企业感受下一个单片机应用系统从设计到最后制成实物的过程,对他们能力的培养是更为有利的。

4结语

以上是作者在MCS-51单片机的实验教学中根据自己的经验做出的一些思考,可能还不全面,还需要在以后的工作中继续努力,继续提高单片机实验教学的重要性,培养学生从实际问题出发、分析问题、解决问题的能力,使学生的理论水平和实践能力得到同步发展。

作者:赵宇 单位:安徽农业大学信息与计算机学院


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