电子专业单片机教学中存在的问题及解决对策
来源:用户上传
作者:
摘 要：单片机作为一种集成电路芯片，不仅体积小、结构简单、使用方便且集成度高、耗能小，因此被广泛应用于工业、医疗设备、家用电器中。此外，单片机在电子专业中也是一门十分重要的基础课程，但是当前电子专业单片机教学中仍存在一些急需解决的问题，该文将对电子专业单片机教学中存在的问题及解决对策进行简要的分析和探讨。
关键词：电子专业 单片机 教学 问题与对策
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（b）-0130-02
1 电子专业单片机教学中存在的问题
1.1 教学资源短缺
当前，大部分电子专业单片机教学中所使用的实验系统配置大致可分为两种：第一种是不用和电脑联机的独立的综合实验仿真系统，这种系统配置比较简单，只需要学生利用键盘输入程序就能够进行关于单片机的所有实验，但是学生就无法利用更多的软件资源;第二种是需要和电脑联机的综合实验仿真系统，这种系统配置需要和电脑相连，所以可以方便学生利用电脑中的资源来编辑实验程序[1]。和独立的综合实验仿真系统相比，这种综合实验仿真系统更加全面、方便且快捷，所以价格也更高一点，通常情况下不算电脑的话这种系统配置的价格就能够达到数千元每台。一般来说，学校的经费都是比较有限的，没有能力购买很多这种机器，而电子专业的学生又比较多，就无法为每一个学生都配备这种系统配置，这就会对单片机教学造成严重的阻碍。
近年来，对单片机的研究不断深入，仿真器更新换代的速度也很快，但是学校由于资金有限就无法经常更换单片机的实验设备。有的学校单片机实验设备十分老化，甚至是十几年都不更换，这也不利于单片机教学的开展。此外，当前有很多学校都比较缺乏单片机教学实验室，这就无法为电子专业的学生提供相应的实训场地，导致很多教学环节无法施展，这也严重影响了单片机教学的发展。
1.2 教学演示困难
实验是单片机教学中的重要环节，需要教师在课堂当中为学生进行实验演示，但是单片机教学的实验不像一些生物、物理实验一样比较简单。单片机教学实验演示需要准备的东西很多，有必需的电源以及电路板，同时还需要用到帮助开发软件的电脑以及能够将实验程序存储到单片机当中的编程器[2]。将这些实验所用到的设备都准备齐全之后，还要进行一系列的编码、调试的复杂环节。实验设备难凑齐，实验过程也非常复杂，这就导致很多单片机教师不愿意在课堂当中为学生演示这些实验。此外，单片机实验所用到的器件都比较小，这就导致就算教师进行实验演示，学生也不能看清实验的现象。最终造成单片机的教学演示效果十分不好，也阻碍了单片机教学的进步。
1.3 教学装置问题
当前，大部分学校的单片机实验中所用到的综合实验仿真系统中包含很多实验题目，例如A/D转换、双机通信等，学生在实验过程中利用键盘输实验程序，然后通过数码管等观察实验当中出现的现象以及最后的实验原理。教学中开展的实验主要就是为了证实所学的单片机理论，从而加深学生的印象。但是这种实验系统存在很大的问题，主要就是不能为学生提供更好的动手操作的环境，大大减少了学生思考与操作的机会。这种实验系统不仅需要单片机芯片的支持，还要利用到其他芯片等设备的支持，因此这种实验系统具有十分复杂的结构，而且还没有配备详细的电路图，这就导致学生在具体的实验当中有很多不明白的地方，在验证实验原理时还是一知半解[3]。此外，这种实验系统中的硬件电路都是固定配置的，没有办法进行一些带有一定设计性的实验，尤其是单片机技术迅速发展，这种实验系统已经无法满足现代化的教学需求了。
1.4 教学缺乏实用性
当前，有很多单片机教师在教学的过程中仍然采用一些十分传统、老套的教学方法，跟不上时代的变化。此外，大部分学校都比较缺乏单片机的实验设备和实验室，这些因素都导致当前单片机教学缺乏实用性，无法让学生将理论知识转化为实践操作的能力。
2 解决电子专业单片机教学问题的对策
2.1 引进仿真软件
单片机的仿真软件能够对单片机的软件以及硬件的实验环境和实验过程进行动态化的模拟，当前单片机的仿真软件技术越来越高超，其中不仅含有程序存储器，还有特殊功能寄存器，这些都能够为教师和学生提供观察实验的窗口，让学生在实验的过程中看到每一个环节的结果[4]。此外，一些硬件仿真器当中含有很多问题，比如说价格比较高、不易存放容易坏等，而仿真软件就不存在这些缺陷。仿真软件还具有硬件仿真器的功能和作用。一般情况下，电子专业单片机教学中对实验的要求不是特别高，就能够利用仿真软件开展实验，从而促进单片机教学的发展。此外，仿真软件只需要一台计算机就能够开展实验，不用过多的设备，而且对实验程序进行修改之后可以立即看到实验效果，再结合一些现代化教学手段，就能够很好地解决教学演示困难这个问题了。
2.2 应用单片机实验仿真板
单片机在单片机系统中是最为关键的一部分，也是形成单片机软件、硬件系统的前提条件，单片机和其他芯片、电路之间存在频繁的输入与输出活动，仅仅利用仿真软件的话不利于外部输入数据的获取。除此之外，当前的仿真技术还是比较有限的，对液晶显示器这些比较复杂的器件不容易进行仿真。为了充分发挥仿真软件的功能，可以应用单片机实验仿真板，这种实验仿真板能够通过图形将数据展现出来。在电子专业单片机教学中应用单片机实验仿真板能够使一些大型的实践作业操作起来更简单便捷，甚至可以让学生在寝室当中独立完成电子钟等比较困难的作业，这样可以充分利用学校的教学资源，也能够使单片机教学变得更加灵活，能够让学生通过更多的实验来验证所学的单片机原理，有利于提高学生的实践能力和独立思考能力。
2.3 引入单片机ISP技術
单片机ISP技术可以提高单片机接收数据的效率，使单片机能够接收更多的数据，并将数据输入到单片机存储器当中。单片机ISP技术最大的特点在于它不需要编程器，只要拥有一条下载线就能够开展单片机的实验[5]。这就大大减少了电子专业单片机在教学过程中的资源与装置的限制，有利于教师在教学过程中为学生演示更多的实验，也为学生提供了更多动手操作和独立思考的机会。此外，在教学过程中引入单片机ISP技术能够有效增强教学的实用性，让学生将理论知识内化为实践能力，有利于推动电子专业单片机教学的进步与发展。
2.4 对教学模式进行创新
当前，有很多教师在单片机的教学过程中仍然采用传统的教学模式，这不符合现代化的教学要求，大大降低了单片机教学的实用性。因此，教师应该对教学模式及手段进行创新，借助现代化教学手段，例如多媒体等开展教学，提高单片机教学的实用性。
3 结语
当前，电子专业单片机教学中存在如教学资源短缺、教学演示困难、教学实用性不强等问题，需要国家及学校对这些问题进行改善，为单片机教学提供更多的现代化资源、并在教学中引进一些新兴技术，以提高单片机教学的实用性、改善教学效果、提高教学水平，推动单片机教学的进一步发展。
参考文献
[1] 胡利.职高电子专业单片机教学中存在的问题及解决措施[J].南北桥，2016（2）：15.
[2] 蔡绵宏.试论中职学校单片机教学中存在的问题及主要对策[J].科技展望，2016，26（24）：232.
[3] 董娜娜.单片机教学存在的问题及改革建议[J].山东工业技术，2017（22）：277.
[4] 田媛.就电工电子专业单片机技术简析如何实施项目教学[J].时代农机，2017（11）：197.
[5] 刘旭.单片机课程在应用型本科工程化教学中的改革初探[J].电子世界，2018，543（9）：82-83.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15154002.htm
