单片机原理与应用实验教学改革研究

刘莉 辽宁科技大学

一、前言

随着单片机应用技术的不断发展。单片机原理与应用成为电气自动化专业、机电类专业的主干课程之一，也是毕业生拓宽就业面的必备能力。大学实行改革以后，教育模式从精英化向应用型人才转移。在现阶段的教育模式下，如何培养出社会需求的专业人才和具有创新能力的高素质应用型人才，成为目前高校教学改革的主要目标。

二、现有实验状况分析

1、应用技术学院一直重视实验教学，让学生掌握实践技能是我院办学特色。2000 年。我们购买了南京伟福公司的单片机开发系统，系统功能齐全。设备的特点是可以很方便地开设各种单片机硬件实验。充分了满足实验的需求。但是内部硬件电路扩展比较复杂，由于学生操作不当，硬件经常出问题，对于初学单片机的学生，无论从软件编程还是硬件儿学习，都存在畏难情绪。

2、实验箱集成度较高，学生在进行单片机实验时，只需按照实验指导书操作或参照其他同学连线和编程，验证运行效果，即可完成。 不能满足学生技能的培养的需求，不利于学生对单片机学习的兴趣和创新能力的培养。单片机原理与应用课程是一门实践性非常强的课程。不经过实际动手进行制作单片机系统，不可能掌握单片机原理与应用。应该使学生了解了干什么、怎么干以后亲自动手去体验。干中学，学中干，有效学习培养能力

3、目前，单片机课程仍然大多使用51 单片机作为教学单片机，嵌入式开发技术领域中，单片机种类繁多，传统的51 单片机已经没有明显的应用优势，如果在教学仍只51系列，学生在完成单片机课程的学习以后，进入工作岗位如果需使用其他型号的单片机，他们还需要较长的时间去重新学习和适应。

三、单片机原理与应用课程，实验教学改革研究

单片机学习既包括硬件系统设计也包括软件系统设计，让学生自己亲自动手参与制作与调试单片机最小开发板。通过制作与调试单片机最小开发板，使学生熟练掌握单片机内部结构和工作原理、程序设计、中断系统、IO 接口和总线等问题，以及单片机应用系统的设计方法。

1、首先，单片机实验和单片机最小开发系统的制作围绕步进电机控制系统讲解，使同学们学习有一个明确的目的。由学生利用Pro tel 软件设计，完成步进电机控制系统在线编程开发板原理图及PCB板的控制，然后进行电路板原理图的绘制、元器件的选型、元器件的焊接、电路调试等，同时也提高了同学们能正确使用开发工具，并能进行软件设计，汇编与调试，合理使用各种仪器仪表进行测试，并能初步诊断故障及分析与排除，能编制恰当的程序，实验报告能正确归纳实验原理，画出实验原理图及接线图软件框图，写出正确实验程序，分析故障产生的原因，并写出解决措施。

2、学生熟练使用stc-isp-15xx-v6.85 与Keil 软件进行在线编程、汇编与调试。这个软件儿通过串口下载编程。并可以直接对STC 系列单片机编程写入，从而省略了专门的单片机编程器。学生在自己的电脑上使用这个软件，便可以进行单片机制作，给学生提供了一个节省高效的单片机系统设计制作的开发工具，这个软件17、18 级学生中普遍使用，有效提高学生创造思维，独立分析解决问题能力。

四、单片机实验考核采用综合成绩评定法

1、全面评价学生能力、探索多元化的考核方式，把期末一次性考核转变为平时多次考核，把对理论知识的考核转变为对学生综合素质能力的考核。因此要在传统的考核方式上增加对学生实践能力和开发能力的考核部分，将“3+7”考核方式变为“1+1+5+3”，即平时成绩10 分，主要包括考勤、课堂表现和作业等；理论知识考核50 分，期末考试；课内实验操作10 分，在实验过程中进行考核； 实验考试成绩占30 分，实验考试。

2、为了避免实验考试程序拿来复制粘贴，互相抄袭，无法真正考出学生的实际水平。采用一人一题目，题目分A、B、C 三档难易供学生选择，其中A 档总分100 分，B 档总分85 分，C 档总分70 分，教师根据每位学生的实验结果现场评分，采用这样的成绩评定方式，可以更好地反映学生对单片机的掌握和应用程度。

五、结束语

经过几届学生实验的教学方法、教学内容以及考核方式的改革，加深了学生对理论知识的理解，锻炼了学生的动手操作和解决实际问题的能力，推动了单片机原理与应用教学工作稳步进行。教学质量明显提升，申报学科竞赛和大学生创新创业训练计划项目的学生数量显著增加，学生在全国大学生电子设计竞赛，全国大学生机器人竞赛都取得了优异的成绩。充分体现了单片机实验教学改革对培养学生动手实践能力和创新能力的积极影响。

辽宁科技大学单片机原理及应用实验教学改革与研究项目号SYJG201933。