应用型人才培养下的微机原理及应用教学改革研究

摘 要：在“培养应用型人才”的指导思想下，我校对微机原理及应用课程进行教学改革，包括教学芯片的选型，教学内容重点的安排，完善教学手段以及学生实践应用能力的培养等方面，以期对微机原理教学和大学生就业有一定的借鉴意义。

关键词：单片机；应用型；教学改革

微机原理及应用是一门综合性比较强的课程，具有很强的实践性和应用性，同时该课程是电相关专业的专业基础课或专业课。微机原理及应用课程涵盖了“电子线路”“计算机组成原理”“单片机”等课程，其中根据教学目的我们开设的微机原理及应用课程以单片机内容为主。

但是，单片机教学往往存在着教学内容与应用需求、甚至实验设备跟不上科技发展步伐的问题，导致学生动手能力的培养受限等。因此改革单片机教学，并以此为切入点全面提高学生的实践能力，是培养应用型人才的必由之路。

一、课程内容与教学现状

目前，开设单片机课程的院校主要以51单片机为主，但是51单片机在解决一些复杂问题时具有一定的局限性，从而限制了学生应用能力的培养和提高。随着科技的发展，近年来基于增强型内置RISC（精简指令集）架构的单片机如AVR系列单片机等得到了非常广泛的应用；同时德州仪器（TI）的MSP430系列单片机在仪器仪表行业也发展迅速。在32位嵌入式领域基于ARM架构以及以数字信号处理的为基础的DSP型也已经在我国有了广泛的应用。综上考虑，我们学校也专门开设了针对ARM的嵌入式课程，我们在单片机的选型上从51改为了MSP430。MSP430片上资源相当丰富，除了基本的片上资源外，还具有硬件乘法器、温度傳感器、SPI总线以及LCD液晶驱动模块等片上资源，为学生的应用能力培养提供了一个理想的实验平台。

单片机课程是一门以应用为主的课程，主要培养学生独立思考和解决问题的能力。这就要求学生在掌握有关硬件、软件及相关接口设计的基本概念上，根据应用需求，设计出相关的系统。但是不少学生在课程结束后仍然不了解单片机开发的流程，以及知识点之间的联系，甚至搞不清楚编程器和仿真器。因此，必须通过完善教学手段，改革教学内容，提高学生的实践应用能力。

二、改革教学内容，增加学习趣味

在开始讲授单片机课程时，如果一味地向学生灌输理论知识，学生会感到枯燥乏味，再加上知识点的抽象性、复杂性等，这样会使学生对这门课程产生畏难情绪，甚至产生放弃的念想。因此，在讲述之前，可以先将简易实验设备带到课堂，譬如为了突出介绍MSP430单片机的低功耗，可以在课堂上演示水果电池供电的MSP430液晶显示系统，通过鲜明的实际例子让学生对MSP430的低功耗留下深刻印象，并对课程产生浓厚兴趣。另外在接下来的课程中，介绍IO口时可以先给学生演示五颜六色变化的LED彩灯；介绍PWM波时可以演示呼吸灯，等等，通过这些演示可以让学生直接看到和听到，使学生对单片机有立体的认识，使其了解学习对象，从而对单片机的开发和应用产生浓厚兴趣。

三、完善教学手段，提高教学效果

1.重视编译软件

在实践教学中，选用CCS编译器调试单片机程序。由于MSP430支持在线调试，所以在课堂讲授时可引入，每讲授一条语句就在CCS编译器中直接运行，注意讲授调试模式下单步、断点等调试技巧，通过Memory Windows窗口的1（内部RAM）、X（外RAM）和C（ROM）观察存储器内容。

2.利用基础开发板，提高学生的实践能力

单片机课程是门对实践和动手能力要求都很强的课程，以往所有的实验都是在已经搭建好的实验箱上运行的。即使原理电路在实验课之前已经讲解过，但是学生并不知道实验箱上每部分电路是如何构成一个大的电路板，甚至连经过讲解的功能电路都不能理解，因此不能很好地将硬件电路开发和软件编程结合起来一起思考，为此我们在TI的支持下，给每组学生分发了基础的开发板，学生可以很方便地将开发板带回宿舍进行研究和集体讨论。当课程结束后，学生再把开发板上交。这样在教学中可以充分利用学生的课余时间，达到了很好的教学效果。

3.引入网络资源，并加以利用

在传统的教学模式下，仅靠有限的书面知识已显得力不从心。在信息技术高速发展的今天，网上有大量的单片机学习资料，有很多经典的设计案例。因此，教师要把网络资源和课本知识有效地结合起来，同时培养学生课后利用网络资源学习的习惯，如布置一定的课后大作业引导学生之间互相讨论，并学会在网上查找芯片资料和单片机资源来学习，从而为将来走上工作岗位打下一定的基础。

参考文献：

陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：121-123.