森林工程专业 《单片机原理与应用》课程的 “综合教学法”

王海滨，薛 伟，郭艳玲

(1.东北林业大学工程技术学院，哈尔滨150040;2.东北林业大学机电工程学院，哈尔滨150040)

随着微电子技术的进步，极大地推动了我国电子信息产业的发展，应用于国民经济各个行业、各个领域，使我国进入一个网络化、智能化、信息化的崭新时代［1］。为更好发挥微电子技术所带来的效益，作为知识传播的窗口——广大高等院校均设立相关专业，学习、传授、普及相关知识和技术，旨在扩大微电子技术的应用;对于一些其它行业的理工科专业，也均设置此类课程，其主要目的是将微电子技术更好地应用于本行业，促进本行业、本专业的发展，其主要表现形式是设置了一些实践性强、应用面广、易于掌握的课程，并以选修课的形式出现［2］。其中，开设最为普遍、最为常见的课程是《单片机原理与应用》。这门课程在许多学校、许多专业开设，开设目的各不相同，讲解内容、授课重点、授课方式形式各异［3］。在此笔者基于森林工程专业的特点和森林工程专业学生的知识结构，结合多年来的授课经验和对这门技术的理解，谈谈自己对这门课程所采取的授课方法、讲解重点及授课技巧。

1 课程培养目标

教师在讲授一门课程之前，首先应了解和熟悉所讲的课程内容及它的应用和发展，其次是明确授课对象是隶属于哪一专业，针对这个专业，明确所讲课程在本专业的地位和作用，设置此课程的目的，以此为基础设定课程培养目标。下面介绍森林工程专业现状及本门课程培养目标的制定。

森林工程是随着人们不断利用森林资源来满足人类生存的需要而逐步发展起来的，森林工程专业在我国林业工程建设和经济发展中具有十分重要的地位。它为有效合理地利用和发展森林资源、保护森林生态环境、推动区域经济发展提供了重要的理论和技术支撑，也是我国培养森工企业管理与技术人才的摇篮［4］。然而随着天然林保护工程的开展，在振兴东北老工业基地的新形势下，对森林工程科技人才提出了更高的要求，学生的就业领域已不仅仅局限于林业，而是林产品加工行业以及相关的农林机械、仪器仪表、检测仪器设备等其它行业［5］。为适应新形势发展需求，在森林工程专业开设《单片机原理与应用》课程，旨在提高学生们对微电子技术的认识和了解，能够在未来的工作中结合本行业的需要将微电子技术应用于实际工作中。立足于本专业，为更好地讲解本门课程，达到教学目的和教学要求，以提高学生的实际动手能力和实践应用能力作为本门课程的培养目标。

2 授课方法的确定

为了达到更好的授课效果，在授课前了解学生的知识架构是十分必要的［6］。纵观森林工程专业课程体系、教学大纲，不难看出机械类课程很多，学时充裕;电子类课程及软件类课程学时不多，课程紧凑。在实际授课中所表现出来的效果也是这样，学生们对机械知识十分熟悉，对电类知识了解不是很充分。

比如一门课程的特点。从狭义上讲，《单片机原理与应用》是一门课程;从广义上论， “单片机”是一门技术，这门技术主要包含三方面的内容:单片机芯片内部结构及组成、芯片外围电路、芯片自身编程指令。前两部分统称为单片机系统的硬件，后一部分称之为单片机系统的软件。通常在授课时，将单片机系统的软硬件分成几章，采用板书或是多媒体的形式逐一讲解，这对于电气自动化专业或是机电一体化专业的学生能够普遍接受的，原因在于这些专业的课程体系中设置了学时充裕的电子类、软件类课程，具有一定的知识储备。对于森林工程专业的学生，由于在前期相关课程设置相对较少，如果照搬其它学校、其它学院、其它专业的授课方式和授课方法，将达不到预期授课效果和课程培养目标。应当采用一种切实有效、符合学生现有基础的授课模式比较好。

根据以上分析，依据森林工程专业学生现有知识架构和课程培养目标以及《单片机课程原理与应用》课程的自身特点，确定采用“综合教学法”授课，即通过全方位、多渠道的授课方法，达到授课目的。主要表现为:在理论知识传授方面，采用“多媒体授课为主，板书授课为辅”的授课形式;在系统软件学习方面，采用“课堂在线编程示教”的方式;在课程实践方面，采用“课后实验，学以致用”的方法。

3 “综合教学法”的实施

对于“综合教学法”的实施，主要包含理论教学和实践教学两个方面。

在理论教学方面，针对单片机系统软、硬件知识结构的差异，采用不同的策略实施“综合教学法”。

对于单片机系统软件编程方面，采用“课堂在线编程示教”的授课方式，利用中文版南京伟福开发软件，通过多媒体在线编程，同时充分利用软件的各个观察窗口向同学展示在程序指令执行前、执行后单片机内部寄存器、存储器内容的变化过程，通过反复修改、反复使用编程指令使同学们熟悉对编程指令的理解，掌握编程指令的使用。此外，为改变学生的被动学习状态，教师鼓励学生上课带笔记本，当教师在讲台上编程时，学生在下面也进行编程，形成“师生互动，共同编程学习”的教学模式。

对于单片机系统的硬件知识传授，采用多媒体授课形式，“多媒体为主，板书为辅”。考虑到学生们的基础知识薄弱，对于单片机芯片自身的结构及组成，采用同PC机类比比较的方式进行讲解，尽量采用通俗易懂的语言，逐步扩大使用专业术语;对于单片机芯片内部管脚输出电路的工作原理，由于此部分内容不易理解且不影响学生们对单片机的实际应用，故不做讲解，概括性地说一下，告诉学生们如何使用。此外，对于单片机系统的外围电路，采用模块化思想，按照具体功能将系统外围电路分解成几个功能单一、结构和工作原理简单的模块逐一讲解，最后合为一体在进行讲解。实践证明，采用这种自下而上的方法授课效果明显。

在实践教学方面，为了达到预定的培养目标，使学生们具备一定实践应用能力，将微电子技术、单片机技术应用于自己的专业领域，在“综合教学法”授课的过程中，穿插设置了一些实验项目，在每一个实验项目中设置不同的任务，同时对学生们分组，学生以小组的形式进行组内分工，相互配合，独立完成实验教师布置的任务，通过对实验项目的实际演练，学生们不仅熟悉如何使用单片机，而且将单片机的软硬件部分联系起来，感受到了用“以软带硬、以硬带软、软硬结合，优势互补”的方法来搭建系统的技巧，清晰地认识到单片机系统软硬件的内在逻辑关系，提高了学生们的实践动手能力。同时，通过组内分工，也培养了学生们的与人沟通能力和团队合作能力。

4 结束语

通过在授课过程中展开全方位的“综合教学法”:“多媒体为主、板书为辅”，“师生互动、课堂在线编程示教”，“小组配合、实战演练完成实验项目”等，使学生们具备了一定的编程能力和单片机系统设计能力，尽管距离一名单片机编程高手和系统硬件工程师还有一段距离，但已能够将所学知识应用于自己的专业，为深造其它结构更为复杂的微型电子芯片和相关的微电子技术奠定了基础，达到了教学大纲的要求，实现了预定的培养目标。

［1］马金祥，何一鸣.单片机课程实践能力培养方法的探讨［J］.常州工学院学报，2007，20(3):87 －90.

［2］王洪亮，智立甫.单片机课程实验教学改革初探［J］.石家庄职业技术学院学报.2006，18(6):72 －73.

［3］郑建华.单片机虚拟实验系统构建的研究［J］.福建电脑，2007(3):30－31.

［4］薛 伟，辛 颖，杨铁滨，等.基于现代林业发展的森林工程创新复合人才培养体系建立［J］.森林工程，2010，26(6):89 －91.

［5］朱永林，曹 军，董希斌.森林工程专业新型体系的建立与实践［J］.中国林业教育，2006(6):24 －26.

［6］周向红，李建军.单片机实践教学的探讨与研究［J］.实验技术与管理，2007，24(7):120 －122.