关键词：单片机RS—485总线数码管显示数据转换键盘处理
一、前言
目前检测温度一般采用热电偶或热敏电阻作为传感器，这种传感器至仪表之间一般都要用专用的温度补偿导线，而温度补偿导线价格很贵，并且线路太长也会影响测量精度。在实际应用中往往需要对较远处（1KM左右）的温度信号进行监视。现有的解决方案有很多，例如：
1、在现场用智能仪表对温度信号进行测量，用计算机作上位机与智能仪表进行通讯来实现远程温度监测（采用这种方案要增加计算机设备及相关计算机软件）。
2、NCU+DDC实现远程温度监测。用两个DDC，一个安装在现场测量温度，另一个安装在监视地，两个DDC通过NCU进行通讯从而实现远程温度监测。
但以上方案都存在成本高的问题，有没有低成本的解决方案呢？其实，在单片机应用日益广泛的今天，完全可以用单片机以极低的成本来实现远程温度监测。
二、问题的提出
我单位管理的锅炉房同时给两栋建筑物内的两家酒店供应蒸汽，由安装在两栋建筑物地下室的热交换器进行热交换后产生热水送给客房。从锅炉房至两个热交换站的距离分别约600米，值班人员要不停地奔波于两个热交换站与锅炉房之间进行设备巡视，检查热水温度是否控制在规定的范围，这样不仅增加了值班人员的劳动强度，同时也使锅炉房经常无人(因每班1人值班)。如果能在锅炉房显示两个热交换站内各热交换器的热水温度，则值班人员仅在热水温度异常时才需到各热交换站检查设备，这样便可解决上述问题。我公司曾就此问题找专业公司作过方案，其报价在人民币10万元左右，后因种种原因该项目未实施。经过分析，本人发现可以用单片机+智能仪表以低成本实现温度远程显示，并且经过实验取得了成功，现将设计方案简述如下：
三、控制要求及解决方案选择
1、两个热交换站分高低区共安装有8个热交换器，正常水温在45oC至65oC之间；两个热交换站与锅炉房的距离分别为500米和600米左右。
关键词:单片机;在线仿真;实操训练
单片机一词最初是源于“SingleChipMicrocomputer”，简称SCM，它的主要作用包括运算和控制，单片机又称为嵌入式微控制器，在智能仪表、工业控制、智能终端、家用电器等很多领域得到广泛应用，单片机也成为各高校专业必修的的课程。学习掌握单片机对于学生来是相对困难的，因为单片机控制电路项目中包括硬件电路的设计与调试、软件的程序设计，以及软件和硬件结合问题。所以采用单个方式，或者部分方式，掌握起来相对因难。本文针对上述问题，提出一种结合方式，通过Keil、Proteus和万能板器件电路实物，通过实物的练习，实物的调试，增加实操训练，提高掌握效率。
1单片机课程教学现状
1．1单片机课程理论化
现有部分单片机开设课程理论化，只有理论的学习，缺少实操过程，或者是没有虚拟的练习。因为单片机的特点，它是由硬件、硬件电路、软件、软件调试组合课程，并且涉及到单片机内部结构构成，及内部控制电路、运算电路、存储寄存器、软件编程思想等内容，所以，这样会造成理论非常困难，成倍增加难度。不能满足学习多样需求，也达不到深入浅出的必要条件。
1．2单片机课程实践单一化
这里单一化指的是实训只有虚拟，或者是只有实验箱的实训过程。一定程度上解决了单片机学习困难的问题，将单片机项目化，模块化。由于缺少实操部分，缺少了实物项目化，实物模块化。少了工作为导向，少了项目的完整过程，还是有一定的难度，一定程度会减少学生的积极性，会形成以老师为主导，学生被动接受知识的现象。
1．3单片机项目内容简单化
由于缺少单片机实操部分，或是缺少单片机项目完整性。为了达到培养要求，降低项目难度，在项目选择上，倾向挑选简单的项目内容，减少的项目丰富内容，好的单片机项目，好的创新思想得不到实现。达不到人才培养的目的和目标。
2在线仿真
Keil、Proteus在实验教学当中的应用单片机是注重理论，也注重实践的一门课程，也是综合各学科的课程，完整的单片机实验项目，需要涉及到各方面知识，其中包括:模拟与数字电路、Protel电路设计、汇编与单片机C语言编程、单片机接口设计、单片机通信显示设计等。在项目实验过程中，采用理论与实践相结合的方式，实物与虚拟操作相对照的方式，通过理论指导实践，达到明显的提高效果，反过来虚拟操作增加兴趣点，提高自信心。在线传真包括如下三个步骤:
2．1单片机的理论
单片机理论学习必不可少，注重解析出教学内容的重点、难点、易点，通过项目导向，任务驱动，内容模块化，项目化，充分发挥学生的主动性、积极性，带着问题、带着疑问在实践和实操过程中寻找答案。深入浅出的学习各部件的工作原理、软件方面的编程思想。
2．2单片机
Protel电路设计通过工学结合，模拟工作过程，利用AD14设计软件，设计绘制出单片机电路原理图，生成原理图的网络表，利用网络表设计绘制PCB印刷电路板，通过原理图和PCB的设计，加深了对模拟和数字电路认识，以及项目设计中的各种设计规则，增加的项目设计的兴趣点，减少了单片机电路设计的困难点。
2．3单片机
Proteus在线仿真利用Keil和Proteus仿真单片机开发过程，提高单片机的开发清晰度，减少单片机开发时间，提高开发效率。Keil开发单片机C程序，编译和链接，生成．hex文件，可以熟练掌握编程思想和编程方法。通过Proteus下载．hex文件，模拟单片机程序的烧写，Proteus搭建单片机电路和电路等，通过搭建好的电路上运行烧写的程序，运行结果反映出程序编程的效果，方便找开发程序的漏洞，提高了程序调试能力。
3搭建单片机实物电路实操过程
3．1PCB万能板搭建
前述提到Protel电路设计，设计出PCB印刷电路，开发出PCB电路板，焊接PCB电路板单片机所有器件，包括单片机常用的晶振电路、电源电路、接口电路、I2C电路、显示电路、驱动电路等。实物焊接进一步促进掌握单片机电路各器件的工作原理、理论参数、连接方式、电磁兼容、电路布局和布线等知识。有助于减少单片机理论知识枯燥性，和提高对整体项目的把控。如下图所示:
3．2焊接电路工具实操
单片机焊接时涉及到各种的工具，其中包括电烙铁、万能表、示波器、吸枪等，焊接工具的使用进一步提高了对器件融通，增强了对器件参数理解，能帮助理解掌握各器件的特性、参数指标，通过工具的实测得到的值后了解各部件的工作原理及运行过程。通过实操的练习增加了对单片机的乐趣，打通了单片机理论与仿真到项目实战的最后一步的问题。
3．3单片机项目运行
单片机课程项目化、模块化，以项目为导向，提供一整套的搭建、编程、烧录、调试的工作过程。单片机万能板电路、单片机．hex开发程序、单片机烧录程序STC、单片机烧录终端等，运行步骤如下:(1)计算机操作系统与单片机烧录终端连接;(2)运行STC烧录程序，为单片机烧录．hex程序;(3)安装烧录好的单片机;(4)单片机项目上电运行;(5)项目测试。此方法运用了案例教学、项目驱动、产教融合等方法，相对较好的解决了单片机硬件电路的设计与调试、枯燥语言程序设计的两大难题，为学生提供了范例，适应了单片机教学需求，达到了以学生为中心，老师为辅导，调动了学生的积极性，有助于进一步增加学习的动力。
关键词：单片机；课程；教学改革
《单片机原理与接口技术》课程涉及的知识点多，对技能要求全面，使得学习者备感困难。同时，由于高职学生的知识接受能力弱，传统教学方式必然造成学生听不懂，跟不上，进而厌学。面对以上问题，本文试图就高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学改革作一探索。
《单片机原理与接口技术》课程的特点
单片微型计算机因其具有集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低等特点而在过程控制、数据采集、机电一体化产品、家用电器、智能化仪表和网络技术中得到大量使用。国内高校、中专、高级技工学校都相继在计算机工程、软件工程、工业自动控制、机械电子工程、精密仪器、电工电力电子、电子工程等专业开设了《单片机原理与接口技术》课程。越来越多的企业也把掌握单片机技术作为招聘技术人员的标准之一。
高职院校中，由于学制限制，学时少，不少院校和专业将《单片机原理与接口技术》课程也作为对非计算机专业学生进行现代计算机技术的第二次认识和启蒙教育，因此该课程显得更为重要。学生一般都要进行计算机应用基础的学习，完成对计算机的初步认识和基本操作的学习。如果学生缺乏相关的硬件训练，将对计算机应用的理解和学习造成障碍。《单片机原理与接口技术》课程集成了计算机组成原理、微机原理、汇编语言等课程的相关内容，并且包含单片机技术本身的知识体系。单片机“麻雀虽小，五脏俱全”。为了弄清单片机的一个概念，往往要牵扯到更多的新概念。因此在学习单片机原理与接口技术的过程中，很多学生感到困惑和吃力。
根据学生特点和课程特点，教学中应注意的几个问题
《单片机原理与接口技术》教学中必须强化基础、注重应用，进行模块化教学。同时要把握好教学与培训、理论与实践两个方面的关系。教学与培训是有区分的：教学是强调系统的基础知识，培养学生进一步学习的能力；培训则是对有一定基础的学生进行短期强化训练，尽快上手，进入角色。教学必须由易到难，符合认知规律。教学内容既要有一定的先进性又必须相对稳定。单片机基础知识相对稳定，而接口芯片的发展则可以用日新月异来形容。单片机作为一门技术，《单片机原理与接口技术》课程必然是以实验为主的课程。
教学中应先给学生一个总体的知识框架和学习脉络，让学生在任何时候对基本知识的把握都是清晰和完整的。学习单片机是一个渐进的过程，往往学习一遍难以完全掌握，而且这门技术也在不断发展，因此要培养学生的自学能力。教学中要讲清、讲透单片机硬件结构。根据教学要求和学生实际，对接口技术及接口芯片的讲解和使用可简可繁、可多可少。有条件的情况下，相关专业应开设专门的《单片机原理与接口技术》实践技能培训课程。一般专业也要充实实验教学，开足基础实验，作为理论教学的有力补充，以加深学生对基础知识的理解和基本技能的训练。
探索有高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学方法
“教、学、做合一”教学法在单片机课教学中，要充分发挥教与学的积极性，努力走“实践―理论―再实践”之路。强调在做中教，在做中学。通过理论教学以及实验和实训的有机配合完成教学目标。
3P教学法3P的概念是指原理（Principle）、实践（Practice）和产品（Product）的三者合一，是“教、学、做合一”的具体应用，将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能、制作产品为教学目标，较好地体现“学用一致，知能并举”的教育思想。在单片机教学中，这种教学法是非常值得提倡，并取得显著成效的一种方法。
案例教学法教师可在上课前让学生预习教师准备的实例材料，形成一定的看法，做好实例讨论的课前准备；在课堂中，针对实例出现的问题，教师组织全班讨论，由学生找出解决的方法，做出辨析；最后教师作简短的点评或补充性、提高性的总结。
上好每一堂课，注重教学设计
要提倡学生参与教学。这就要求教师在备课时不仅准备专业技术内容，更要研究教法，即如何利用“项目”、“实例”、“问题”等手段来激发学生的兴趣，提高学生参与程度，这也是课程设计的重要内容。教学设计有以下几种方法：（1）根据课程教学内容划分教学单元，按照一体化原则进行设计。（2）确定每个单元课程目标，包括知识目标和能力目标。（3）选定每个单元课程单项实训项目，以实例贯彻单元教学之中。（4）确定演示、实验、实训、实习等内容。（5）引入案例，问题驱动，操作演示，展开知识，讨论问题，总结提高。（6）板书演示，示范操作。（7）自查课程目标、层次、进度、信息量等。
参考文献：
[1]张华.课程与教学论[M].上海：上海教育出版社，2001．
[2]门振华.职业技术教育概论[M].重庆：重庆大学出版社，1988．
关键词：单片机；电气信息类；教学改革
作者简介：杨盛（1973-），男，湖北公安人，三峡大学电气与新能源学院，工程师；陈星（1988-），女，湖北仙桃人，三峡大学电气与新能源学院，助教（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0118-02
单片机以其体积小、价格低、功能齐全、抗干扰性高、可靠性好、易于开发扩展等独特特点，被广泛应用于工业自动化及智能仪器仪表、通信设备、家用电器等各种设备仪器中。[1]“单片机应用技术”课程是本校电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程等电气信息类专业的主干课程，内容丰富，实践性强。本文在分析本校电气信息类专业“单片机应用技术”课程教学现状的基础上，探讨了课程教学中存在的问题及相应改革措施，切实提高学生运用单片机解决实际问题的能力。
一、“单片机应用技术”课程教学现状及存在问题
1.课程教学现状
作为电气信息类专业必修专业基础课，本校电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程四个专业开设了“单片机应用综合实验”课程，3.5学分，总计56学时，其中理论课24学时，实验课32学时。该门课程旨在使学生通过实验加深对单片机结构及单片机指令系统的理解，培养学生运用单片机知识解决实际问题的能力，力求使学生在完成本门课程的相关实验后，在分析问题的能力、动手能力及创新能力方面得到较大的提高，在今后的工作实践中具备独立设计、开发小型单片机应用系统及产品的能力。
课程一般在大二下学期和大三上学期开设，学生先选择理论教学班（每班120人左右）学习单片机理论知识，理论部分以介绍51系列单片机为主，内容包括：单片机概论（2学时）、MCS-51单片机结构（4学时）、单片机指令系统及汇编语言程序设计（8学时）、MCS-51系列单片机的扩展（2学时，含最小系统与程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、输入/输出口的扩展）、单片机机接口技术（8学时，含LED显示接口、8255可编程I/O扩展、键盘与单片机接口、ADC0809的原理与应用、DAC0832的原理与应用）。理论课结束时教师对学生该课程的评定成绩占课程总成绩的30％。
理论部分学完后学生进入实践教学环节（每班60人），二人一组，利用实验箱完成10个基础验证型实验，1个综合型实验，1个设计型实验，主要实验内容：实验系统的组成及软件编程、I/O口应用及扩展、定时器/计数器应用、串并转换、8155的应用、A/D与D/A转换、直流电机转速测量与控制等。实验课程结束后每人一组进行开卷考试，考试内容为实现单片机系统一个小的功能，成绩占课程总成绩的70%。
2.“单片机应用技术”课程教学存在的主要问题
（1）课程定位不准确，课程体系存在缺陷。长期以来，把“单片机应用技术”定位为专业基础课，没有考虑学生所学专业和今后就业去向，认为该门课程主要是了解掌握汇编语言、51系列单片机基本原理及编程基础，培养学生自学能力，为后续掌握其他单片机的应用打下良好的基础。但实际情况是除了参加各种学科竞赛的学生自学其他单片机知识外，由于没有后续课程支撑，大部分学生基本上只学了“单片机应用技术”课程中所涉及的内容，缺乏对单片机知识更进一步的综合训练，往往到毕业找工作时就表现出了这方面的缺陷。
（2）考核方式不合理。理论课环节采用随堂测试的模式，理论平时成绩和测试成绩占课程总成绩的30％，由于采用大班制教学，教师往往无法客观评价学生真实的理论水平；实践环节部分考勤占课程总成绩的20％，考试占课程总成绩的50％。目前的课程考核方式决定了学生重视实践教学而轻理论教学，学生往往在理论课上不学习而来实验室恶补，且学生理论基础的缺失给实践环节带来很大困难，存在理论与实践教学脱节现象，教师对学生实验过程缺乏评价。
（3）实践教学条件不足。目前本校每年有近千名学生进入实验室完成单片机实践教学环节，原有40套实验设备（实验箱+电脑）仅能勉强满足教学要求，无法对学生开放；由于实验箱内部硬件资源和结构固定，学生实验时只需用导线连接部分模块、输入程序即可调试观察实验结果，并不能真正理解其硬件电路原理，更谈不上硬件电路设计，限制了学生综合分析设计能力和创新能力的培养。
（4）实验教学模式落后。实验课以教师为主，学生在规定时间内按照实验指导书要求完成规定实验内容，实验程序大多参考实验指导书所附参考程序，不利于发挥学生的主观积极性，部分学生是慑于实验考核的严格性来完成实践环节；由于实行选课制，各专业学生混选，水平参差不齐，实验课上指导教师要花大量的时间来讲解实验原理，无法针对专业要求进行专项训练，更勿论因材施教。
二、“单片机应用技术”课程教学改革措施
针对课程教学中存在的主要问题，结合实验室建设情况，本校从以下几方面着手进行了课程教学改革：
1.明确课程定位，完善课程体系
课程定位为电气信息类专业必修专业基础课，经教师讨论认为由于各专业依托行业背景不同，应区别对待：该门课程应作为自动化专业、电子信息工程专业的专业课，强调工程实际应用能力培养，增加单片机系统的实践环节教学；而对电气工程及其自动化专业，由于其就业方向的特殊性，可以仅定位为专业基础课。
课程内容上，随着各种高性能、新型号单片机地推出，任课教师都有一个疑问：继续给学生讲授51单片机吗，是讲C语言还是继续讲汇编语言？经探讨认为：目前51系列单片机在高校课堂仍属主流，要把51单片机讲好讲透，确实提高学生动手能力和综合素质，课堂上可引入其他型号单片机及单片机最新动态，通过引导学生完成综述性论文开拓其视野，至于是用C语言还是用汇编语言的问题，认为作为基础，学生应掌握汇编语言，更加清楚地了解单片机内部结构和其中内容变化，对有兴趣有能力的学生可以作更高要求，如对毕业设计学生和参加各类学科竞赛的学生要求可用C语言或C语言与汇编语言混合编程。
课程体系上，作为基础内容将原来“单片机应用综合实验”课程理论部分剥离出来成为“单片机原理及应用”课程，32学时2学分，单独考试，实践课程仍为“单片机应用综合实验”，维持32学时不变；对自动化专业、电子信息工程专业和通信工程专业学生开设“课程设计”（1学分，必修）、“DSP技术与应用”（2学分，选修）、“嵌入式系统”（2学分，选修）作为进阶，电气工程及其自动化专业学生亦可选修；高阶部分鼓励学生积极参加校内外各项学科竞赛和课外科技创新活动，激发学生的积极性，提高学生综合应用和创新能力。
2.改革课程考核方式
原来“单片机应用综合实验”课程分成两门课后，“单片机原理及应用”课程在上半学期学习，单独考试，平时成绩占30%，考试成绩占70%，学生考试合格后下半学期再修“单片机应用综合实验”课程，确保学生进入实验室之前已具备相应的理论基础。“单片机应用综合实验”成绩由平时成绩（占20%）、作业成绩（占20%）、考试成绩（占60%）三部分组成，其中平时成绩综合实验出勤、预习报告、实验操作和实验成功率等情况评定；作业成绩主要考量学生实验完成后相关知识的掌握情况；考试为一人一组上机开卷考试（资料仅限考生本人使用，不得使用移动存储设备），评分内容含操作、硬件连接、程序编写和实验结果。考核方式的改革基本确保了学生成绩评定的客观公平，杜绝了浑水摸鱼的现象，提高了学生的学习积极性。
3.改善实践教学条件
本校新增了40套雷迈特公司的DPJ-H型单片机实验箱及配套模块，实验箱采用“仿真式”设计思想，所有实验模块及CPU资源均对使用者开放，可结合Keil C51 μVision软件和Proteus仿真软件进行程序调试、固化，联机或脱机验证实验结果，充分满足“验证式—模仿式—探索式—开发式”的由浅入深的各种实验要求；购置了部分51实验开发板和凌阳单片机开发板供学生选用，同时可提供分立器件和开放的创新实验室，由学生自己制作系统版，完成感兴趣的实验内容，极大地激发了学生对单片机的兴趣，提高了其硬件设计能力和动手能力。
4.改革实验教学环节
（1）根据新的实验设备，重新编写了实验指导书。笔者设计编排了软件实验、硬件实验、系统设计三个方面共计16个实验内容，其中验证性实验10个，综合性实验4个，设计性实验2个，每个实验均附有作业题，取消了参考程序，但验证性试验仍给出了参考程序流程图。实验指导书后附上了实验模块原理图和仿真、开发工具使用说明，学生可以参考直接进行实验。
（2）在理论和实践教学中引入仿真开发工具Proteus。Proteus是英国Labcenter公司开发的电路及单片机系统设计与仿真软件，可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能，是目前唯一能对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。[2]对于各层次的实验，学生都可结合Proteus与Keil C软件进行仿真，基本了解掌握实验内容，加强了对学生系统硬件设计能力的训练。
（3）开放实验室，提高学习过程的开放性。除了验证性实验外，在完成实验作业、综合性实验和设计性实验时实验室对学生开放，指导教师主要通过启发式教学引导学生进行思考和讨论，让学生建立“从顶向下”的系统学习和设计思维以及“从底向上”的系统构建方法，实现从以教师为主到以学生为主的教学模式的转变。
（4）实行分专业选课，小班制试点。学生分专业选择实验教学班，有利于教师根据专业特点指导学生选择完成相关实验内容，针对专业应用方向加强训练；考虑到自动化专业学生相对较少（每届80人左右），对自动化专业试行小班制教学，实验时每班40人，每人一组，教师可以很好地把握每个学生的情况，做到因材施教。
（5）以课外实践促进学生实践创新能力培养。对有进一步学习单片机应用技术要求的学生，采用“竞赛+项目”的模式，鼓励学生积极参加校内外各项学科竞赛和课外科技创新活动，参与教师的科研项目，由浅入深提升学生应用单片机的工程实践能力和创新能力。
三、结束语
经过近几年来的不断改革与探索，逐渐健全了“单片机应用技术课程”体系和教学内容、学生考评机制，改善了实验教学条件，加大了实验室开放力度，学生理论水平进步明显，实验效率和效果较以前得到大幅提高。“竞赛+项目”的模式鼓励了一批动手能力较强的学生进一步提升自我，参加各类学科竞赛和课外科技活动均取得了较好的成绩。课程实验教学环节的改革带动了本校其他电气类专业实验教学模式的改革，后续将进一步扩大小班制实验教学的范围、加大实验室开放力度，不断提高学生工程实践能力和创新能力。
参考文献：
[1]高健.目标教学法在单片机实验教学中的应用[J].中国电力教育，
【关键词】高职高专院校 单片机 教学改革实践
前言
单片机教学改革与实践是为了更好的使学生将所学到的单片机理论知识转化为适应社会发展潮流和就业需要的实际能力的一种教学活动。如今，就业市场就是教学活动的指挥棒。就业市场欢迎的是“既懂理论，又懂实践，有一定的研发经验，并开发过一定项目或产品的实用型人才”。因此，我们的教学活动就要围绕加强学生实用能力的方向“转”，围绕着它“钻”。对于专门培养高等职业技术类人才的高职高专院校来讲，更需要重视实践教学，并将它落到实处。
1 改变传统的教学思路，培养学生学习单片机课程的兴趣
传统的教学思路是按教材编写的顺序，先后讲单片机硬件基础知识，指令系统和汇编语言程序的编制，讲接口技术及应用实例。学生往往只能在课程结束前学到单片机的实际运用系统。由于学生学习目标不明确，感到学习内容枯燥乏味，所以兴趣不大。为提高学生的学习兴趣，在课程学习的开始，给学生展示单片机的应用的具体产品，如电子钟、电子密码锁等，使他们体会到单片机技术的实用性，从而激发他们学习的兴趣和求知欲。在讲解单片机接口时，以单片机接口应用系统为主线，进行启发式教学。根据知识的内在联系，先简单后复杂，将各知识点的学习划分到各个应用模块或实例中，采取提出问题、解决问题的启发式的教学，达到事半功倍的效果。比如，可利用电子密码锁这一简单实例来提出数据如何由键盘输入，又如何进行显示的问题，然后再讲解键盘接口和LED显示的知识。这样在教师的引导下，学生就能有针对性地学习，主动探索知识，从而提高了学生的学习兴趣，培养了学生的创新思维能力。
2 教学改革的几点建议
2.1单片机课程教学理念的转变
培养应用型人才的高职学院，生源质量与本科院校有一定的差距，采用传统的方式对单片机课程进行教学，不根据课程特点与学生特点。只注重老师讲，学生做，在教学实践中是行不通的。在教学过程教师应和学生建立良好的互信关系，这样才能使学生逐步形成学习兴趣，配合教师，继而主动学习。首先，确立以学生为中心的实践教学理念，突出“能力为本”的思想，打破“学科为本”的模式。教师作为主体，体现教学的主导性；学生作为主体，体现学习过程中的主动性。大量的时间留给学生去自主探索，去相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么，怎么学，并帮助学生解决通过努力解决不了的问题。其次，确立以实践为重点的理念。改变传统教育理念，评价学生不再单一地看考试成绩，更主要的是要看学生运用知识解决问题的能力。
2.2单片机实验课中，引入案例教学
在单片机实验课教学中，运用案例教学，可以大大缩短理论与实践的差距，提高学生解决实际问题的能力。很多学生都会有这样的感觉，在上理论课时学到很多关于单片机课程的理论和知识，在单片机实践时不知道如何使用，从何入手。究其原因，就是没有理论与实际相结合的问题，而运用案例进行单片机的实验课教学，让学生有机会接触与实际应用相近的案例，能有效地缩短学生学习时间。比如，在教学过程中，以一个完整的项目开发为案例，做个红绿灯控制系统，一方面其趣味性增强了，另一方面又容易被学生接受，学生可以根据所学到的东西，进行分析、反思、体验和感悟。当与其共鸣时，就会很自然的模仿，进而做到举一反三的效果。
2.3单片机课程教学中学科梯队和师资的知识储备
高职高专院校主要培养技术应用型人才，在专业理论课程的教学中遵循“适度、够用”的原则，但教师不能因此而放松对理论知识的学习和探究，教师如果没有较高的理论修养，在教学中就很难深入浅出，就无法领会到新工艺中的技术性要求，最终导致高级技术应用型人才培养的目标难以实现。高职高专院校由于在培养目标、学生素质等方面的特殊性，教学活动有别于中专学校，也有别于学术型和研究型的高等院校，对教师的教学能力提出挑战。要有完备的师资队伍，就可以对学生开展梯队教育，起到事半功倍的效果。高职高专院校应加大对实验教学的改革，从软件、硬件环境、实验内容入手，多引进些趣味性强，能与以后走上工作岗位相关的研发性实验，并完善实验教材、教程的编写。
2.4单片机实验课教学模式转变
单片机实验课教学作为单片机技术学习的一个重要环节，学生对其学习、掌握的好坏程度直接影响到学生的学习兴趣和最终的学习效果。在传统的教学中，对于实践性环节的教学，通常是老师先布置实验任务，学生课后准备，到上实验课时，在实验老师的指导下完成。理论教学与实践教学的脱节，学生不能按要求做好上实验课的课前准备工作，实验通常是在实验老师给出源程序，给出硬件连线图的情况下完成的，其效果可想而知。针对这种情况，教师应该引导学生化被动学习为主动学习。
传统实践教学中，老师在黑板上讲，学生在下面听。针对这种情况，单片机教学可以采用CAI课件形式，图文并茂，让学生在按照CAI课件一步一步进行实践操作。
3 加强实践环节教学，培养学生工程素质和实践能力
单片机是一门实践性很强的课程，只有理论联系实际，加强实验教学和课程设计这两个实践环节，才可能真正地掌握单片机技术。为了提高学生的设计能力和创新能力，引入课程设计环节。课程设计可集中3-4个星期的集中时间进行。给学生提供难度适合的课题，学生可根据自己的能力和爱好选取，在教师的指导下，完成从收集资料、立项、方案论证到软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、安装调试等开发设计的全过程。通过课程设计的实战演练，学生学会了综合运用所学知识进行单片机应用系统开发的方法，既充分锻炼了学生的实践能力又培养了学生的工程素质和创新意识。
4 小结
单片机技术实践教学是灵活多样的，教学方法也是非常之多。本文讲了几点个人在教学中的心得与观点，笔者认为只要不断改进教学方法、丰富教学手段，加强实践能力的培养，注重理论联系实际，就能激发学生的学习兴趣，取得较好的教学效果。但是如何将教学改革进行得更加深入系统，为社会培养出大批具有工程素质和创新能力的单片机应用型人才，还需要我们教师共同努力，不断探索。
参考文献
[1]张敏，张倩苇.案例教学在教师教育技术培训中的应用[J].中国远程教育，2003，(21).
[2]郑晓梅，施兰芳.高职院校“校本师资培训”三题[J].继续教育，2003，(6).
[3]张玉均.基于Proteus的单片机实践教学研究与探讨[J].太原城市职业技术学院学报，2007，（76）：117-118.
关键词： 单片机课程 理论环节 实践环节 考核环节
随着电子技术和计算机技术的迅速发展，单片机具有体积小、性价比高、可靠性好等优点，已被广泛应用于工业控制、智能化仪器、数据采集、通信及家用电器等领域，其在教学及产业界的技术推广是当今科学技术发展的热点。单片机技术是现代电子技术中的一项不可缺少的重要技术，是电子类专业和机电类专业学生必须掌握的一门技术，同时也是一门非常重要的专业课。掌握有关单片机的组成和工作原理以及系统的扩展和接口技术，能够为从事和开发与电子信息和通信领域相关的嵌入式系统的研究工作打下较为扎实的基础。
单片机课程是一门多理论、重实践的课程，其理论知识和实践能力对于单片机课程的学习都非常重要，因此在教学过程中如何将这两个环节把握好就显得尤为关键。
一、理论教学方面
单片机课程是一门实践性很强的课程，它主要体现在硬件和软件的紧密结合，要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构，所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。
在传统的教学模式下，教师习惯于以“单片机简介硬件结构编程指令系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解，这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题，如：单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题，很难提高学生的实践能力，导致学生失去学习兴趣。
为了提高学生的实践能力，可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性，一个模块可以是一个单元的知识，可以是几个单元的组合，甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块，大模块可以组成更大的模块，一环套一环，这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈，有利于教师对学生进行有效的指导。比如说，我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块，在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明，存储器结构，指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识，然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块，使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器，并学会用指令对接口进行编程。
总的来说，模块化教学的含义及特点是详细分析、概括、总结了单片机课程的所有内容，改变了原有课程体系的束缚，打破了原有章、节的顺序，根据高职学生的素质和能力，根据理论和实践相统一的特点，把单片机课程分为若干个主模块，每个主模块下又分为不同的子模块，并根据不同的模块采取了与之相应的教学方法和教学手段。与传统的理论教学模式相比，模块化教学模式能更好地使学生掌握单片机的理论知识。笔者通过一段时间的教学尝试，取得了较好的成效。
二、实践教学方面
实践教学一般分成实验教学和课程设计两个阶段，实践教学穿插在理论教学阶段中，通过一定数量的实验课，学生不仅能很好地掌握课堂上所学的理论知识，而且能达到举一反三的目的，因此也达到了理论教学的目的。对于实验课的内容应该选择一些实用性强的内容进行实验教学。为增加学生的主动性，实验指导书一般只给出简单的实验内容和要求，以及基本的硬件接线图，其余的环节就由学生自己在实验课中独立完成，如程序设计和上机调试。
传统的单片机程序设计工具为汇编语言，使用汇编语言编程的优点是代码紧凑，运行效率高，可直接对单片机硬件进行控制;缺点是对单片机硬件结构的依赖，语句抽象不易理解，编程功能弱，编程效率低等。过去单片机的教学和实际开发中更多地使用汇编语言，但是由于单片机的运行速度的提高，以及存储器成本的降低，汇编语言的优势不再明显，大有被高级语言取代的趋势。基于此形势，在教学中使用的开发语言已实现从纯汇编语言向以C语言为主而汇编为辅的转变。如可以使用keil C51uVision集成开发环境来进行调试，同时可以结合Proteus软件进行仿真，使学生了解单片机开发的软件仿真流程，也可以配合硬件实验箱，完成硬件仿真。
由于实验学时的限制，师生在实验课中只能做一些验证性和熟悉所学知识的实验，大型的综合性和研究性实验只有在课程设计中完成，因此课程设计就是实践教学的一个重要环节，一般在两到三周的时间内由学生完成从硬件设计到软件设计、仿真、做出实物的全过程。在课程设计过程中，教师应鼓励学生利用学校图书馆的资源，查阅电子或纸质资料，独立设计系统方案，利用实验室开放时间，进行硬件环境的构建和软件的调试。在调试过程中，教师可采用启发式的方法，引导学生自己发现问题和解决问题。总之，课程设计的教学目的是加深学生对单片机系统的理解，补充理论教学和实验中的不足，既有助于学生单片机系统概念的建立，又培养了学生独立开发与应用单片机系统的能力。
三、考核方面
对于单片机这种实践性强的课程，不应该仅仅使用一张试卷考试的这种形式，而应该使用理论考核与实践考核两方面相结合的方式。理论考试可以通过试卷的形式进行考核，实践考核应结合学生平时的实验成绩，课程设计的作品，以及口试的形式来完成。口试主要体现学生的表达能力，了解学生对知识的掌握程度。最后将学生两部分的成绩进行综合。通过这种考核方式可以全面了解学生对所学知识的应用能力、实践能力、创新能力。
四、结语
单片机课程作为一门重要的专业课，对于大多数学生来说是有难度的，但是只要我们根据学生的实际情况以及学校的教学资源合理地安排教学计划，应用更好的教学模式，相信一定会取得较好的教学效果，既可以让学生很好地掌握课程内容，又可以使单片机课程成为学生最感兴趣的专业课。
参考文献：
［1］李朝青.单片机原理及接口技术［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1999.
关键词：理论教学 实验演示 考核方式
1.引言
《单片机原理与应用》课程是一门工科专业学生必修的实践性强的技术课程，有几个主要的任务：首先，让学生掌握单片机的基本原理与应用，了解单片机的内部结构、硬件部分的工作原理及使用方法和单片机应用系统的组成原理，其次是掌握单片机的编程语言和编程方法以及软件开发技术和单片机系统常用接口、扩展电路及其C语言应用程序设计，最后使学生较为熟练地掌握一种类型单片机产品的应用开发技术，从而有能力进一步对其它单片机产品的应用系统从事研制和开发工作。现行的单片机教学模式主要采用理论和实验分开的教学模式，这种教学模式体现出以下几个特点：第一，理论课时所占总课时的比例非常大，通常情况下，实验课时与理论课时的比例低于1:3, 而且以验证性实验居多，造成设计性、综合性试验更少，学生要在这么短的时间内完成单片机的实验课程和提高他们的动手能力，是一项非常艰巨的任务；第二，理论教学和实验教学分开授课，实验课单独设置。教师一般先进行理论教学，实验课一般被安排在理论课结束一段时间后才进行，这种传统的教学方式，学生一般处于被动的学习状态，学生在教师的指导下，按实验书上的统一的步骤进行，最后得到大致相同的实验结论，而很少能达到通过做试验加深对抽象理论知识深入、透彻理解的目的，因此这种教学模式在一定程度上制约了实验课程的作用；第三，理论教学内容和实验室的设备陈旧，对学生以后从事的电子研发工作作用有限。很多高校的单片机教师还是采用十几年前出版的教材，实验室的设备也是现在市场上很难再找到的单片机型号和一些设备，目前电子产品每几年就会更新换代一次，过于陈旧的实验设备不利于学生的学习；第四，实验评价程序不完善，没有起到提升学生综合实践能力（包括设计思维、操作能力、处理方法、技能应用等）的目的[1]。
2.教学改革思路
随着《单片机原理与应用》课程教学改革的不断发展和完善，努力提高学生的动手能力是现在教学改革的重要任务。探讨如何使理论教学更加贴近、更加面向实践应用，找出“理论与实践交融的教学方法和手段，合理、有机、有序地安排理论教学和实践教学内容，用最少的教学时数达到最佳的教学效果，实现理论教学和实践教学相互补充、相互促进、共同提高的教学目的[2]已成广大高校教师的共识。
笔者通过几年的单片机教学实践积累，发现教师如能在教学过程中处理好理论教学和实验环节，尝试在理论教学的过程中，通过一边讲解理论知识，同时通过课堂实验演示理论知识，这种打破理论教学和实验教学分离的方式，将两者有机结合，可有效激发学生的学习兴趣和提高学生的学习热情，能够有效的提高教学效果。同时对单片机实验教学的内容和考核方法也提出了一系列改革的思路和意见。
⑴要实现理论与实践合理、有机的交融的教学方法和手段，需要在理论课程讲授的同时，配合相应的现场实验演示
对于《单片机原理与应用》这门课程，将理论课程讲授和现场实验演示相配合是完全可以实现的。首先，现在高校的教室，基本都配备了多媒体，只要配备了电脑，就可以进行现场编程，单片机的现场实验演示就可以实现；其次，现在的单片机实验板便于携带，不管是教师自己制作的单片机实验板和仿真板，还是在市场上购买的单片机实验板和仿真板，体积和重量都很小，便于教师上课时携带。基于上面提到的两点，要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合这种教学模式完全可以在我们广大高校的教学中实现的。
要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合的教学模式，除了上面提到的硬件条件，还需要做到以下两点：首先，我们对传统的教学内容要进行一些改变，像复杂难懂的单片机的汇编语言和相应的指令集，不应花大量课时介绍，这些汇编语言和指令集在现在的工程编程中，越来越少用到，而相对而言，C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言，由于C语言功能强大、便于模块化开发、所带库函数非常丰富、编写的程序易于移植，因此，它成为单片机应用系统开发最快速高效的程序设计语言。仅具有C语言基础知识但不熟悉单片机指令系统的读者也能很快掌握单片机C语言程序设计技术，C语言再在单片机应用系统设计上的效率优势已经远远高于汇编、BASIC等开发语言[3]。C语言已成为专业化单片机上的实用高级语言，用C语言编写的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。要改变传统的单片机教学，就需要联系工程实际中的发展，作出相应的改革，把单片机的教学重点放在具体的每个实验中，让学生从实验中理解理论知识。其次，在讲授某些理论性、概念性很强的内容时，可以同步通过实验演示来加强学生对其知识的体会和理解，这样就能收到事半功倍的效果。比如教师在讲授数码管动态显示和静态显示的内容时，教师可以先给学生讲解数码管能显示不同字符的原理，然后通过同学们共同讨论如何编程实现单片机数码管动态显示和静态显示，然后通过课堂编程，现场把程序下载到单片机中演示，然后再根据数码管的现象对程序做出相应的修改，直到数码管能够正确动态和静态显示我们要显示的字符为止，教师跟学生共同讨论每一次根据数码管显示的效果修改程序的原理，通过在这种讨论式的学习方法中，让学生参与到实际的单片机编程和应用中，从而激发学生的学习热情和兴趣，最终达到提高教学效率的目的。
笔者在课堂理论教学过程中就做过这样的教学尝试，获得了比较满意的教学效果。图1就是数码管动态显示图。图2就是数码管静态显示图。
通过现场编程和实验演示，可以消除学生的很多疑问，这对学生深入的、透彻的掌握单片机如何控制数码管动、静态显示是非常有用的。至此，理论课程和现场实验演示相结合的优点也就显露出来，首先，它能够很好的帮助学生理解理论知识，使理论和实验能够有机的联系起来，能够更深入的理解理论知识，其次它更能提高学生动手能力和程序分析能力，这对学生后续的科研和工作都很有利。
⑵单片机实验教学内容的改革
在《单片机原理与应用》实验课程的讲授过程中，改变以往过多的传统过时的验证性实验，建立一个递进系统的实验教学模式，它包括基础实验、设计实验、综合设计性实验、设计研究性实验[1]。在此基础上，加入现在工程经常用到的应用模块实验，鼓励学生自己动手制作相应的电路模块，鼓励同学以每年的电子大赛为平台，提高学生的电路制作和分析的综合实践能力。
（3）完善考核方法
对传统的闭卷考核方式，进行配套改革。如结合实际实行闭卷和自己制作单片机应用系统相结合的形式。闭卷考试注重理论知识、基本概念、基本定理的考核；自拟制作的单片机应用系统则是规定学生在一定时间内，设计完成一个单片机应用系统，能够完成特定的功能，最后学生提交作品，并作出相应的演示，老师根据学生的作品进行提问，最后根据学生的回答和作品的完成程度和难度打分，这样就能比较全面的衡量学生所掌握的单片机理论知识和实际的动手能力。
3.结语
对于《单片机原理与应用》这门课程的特点，教师需要把理论讲授和实验演示有机相结合起来，从而解决理论课程枯燥乏味的难题，让学生参与课堂的讨论和学习，从而提高学生学习的热情和兴趣，最终达到提高教学效果的目的。同时，对《单片机原理与应用》实验课程的内容和考核方法，也作了一些探讨，尝试建立一个递进式的实验教学系统模式，鼓励学生多动手，以自拟制作的单片机应用系统作为考核的一个方面，督促学生提高自身的综合实践动手能力。
参考文献：
[1]徐莹隽.基于开放教学模式的数字逻辑电路实验教学改革[J].电气电子教学学报，2006（6）.
关键词： 单片机课程 项目化教学 教学模式改革
一、背景
单片机技术是一门综合学科。对于中职学生而言，尤其是机电类专业学生，掌握单片机的软硬件技术，不但赢得就业市场的竞争力，还将受益终生，因此，中职电类相关专业普遍开设单片机的原理与实训课程。单片机虽好，但是本门课程要求非常高，既要有数字电路、模拟电路的基础知识，还要掌握单片机开发技术，更要有一定的逻辑思维能力，许多学生学习本门课程感觉难度很大，这对单片机相关课程的教学改革提出要求。
二、教学现状
传统的单片机教学，先讲单片机的发展历史，然后讲单片机内部架构等理论知识，最后才是实验学习。学生从一开始就进入复杂的原理、理论学习，在没有单片机实践经验的情况下，所学知识难于理解。很多学生对单片机理论知识的学习如同空中楼阁，很多学生根本听不懂，这样使学生还没有真正接触单片机就已经感觉学不下去，大多半途而废。
三、项目教学法介绍
项目化教学即项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它具有以下特点：
1.实践性：项目的主题与生产实际密切联系，学生的学习更有针对性和实用性。
2.自主性：提供学生根据自己的兴趣选择内容和展示形式的决策机会，学生自主、自由地学习，从而有效地促进学生创新能力的发展。
3.发展性：长期项目与阶段项目相结合，成为实现教育目标的认知过程。
4.综合性：具有学科交叉性和综合能力的运用的特点。
评价特点：项目型教学的评价注重学生在项目活动中能力发展的过程，测评内容包括学生参与活动各环节的表现及项目完成质量。
四、解决对策
1.降低理论知识难度。目前中职学生基础知识水平不高，理论知识如果牵扯太多专业概念，就会使中职学生把握不了学习重点。以“必须、够用”为原则，在理论教学中应通过实际项目需求，把相关的理论知识分解在各个项目实验中，再依据不同的项目，把理论知识串起来讲解。这样既降低了单片机课程理论知识的起点，又把单片机课程中理论知识的难点分散，激发学生对单片机后续课程学习的兴趣。
2.针对课程特点，实施项目教学。首先要设计好项目内容，先做简单项目，例如设计一个单片机能“跑“起来的最小应用系统，完成第一个项目――流水灯，让中职学生对单片机系统有一个感性的认识。然后设计单片机I/O口的控制的项目，例如数码管的显示；电机运转等这些项目。因为单片机的输入检测，输出控制是通过对其I/O的控制实现的。学生掌握了这些控制方法，为后续项目的顺利实施奠定了基础。
3.理论知识与项目实验衔接。在项目实验环节中，让学生“做中学”，若项目实施环节出现问题，再进行理论知识的讲解，此理论知识讲授要“讲精，讲透”。要求学生在项目实验的基础上进一步深化，将几个简单项目综合在一起设计制作更复杂、具有较完备功能的实际系统。学生在项目任务的完成过程中，遇到难点，教师可以适当引导，可采用启发问答形式，让学生自己思考，鼓励学生动手实践，仔细观察每一次实验的结果，总结解决问题的经验，提高学生发现问题、解决问题的能力。
4.验证性实验与设计性项目衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性项目是以实际设计项目目的要求和项目条件，由学生自行设计项目方案并加以完成的项目。传统的教学方法是验证性实验，在现在的实验教学中还有一定的作用，可为设计性项目的实施提供必要的基础。通过开设几个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性项目前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性项目的实施是对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性项目更是如此。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性项目具有很强的可操作性，有利于从验证性实验到设计性实项目的自然衔接，进一步提高学生利用现有知识解决实际问题的综合能力。
五、项目实施中需要注意的问题
1.教师自身方面。教师应保证有足够的经历投入项目教学，对项目的设计、实施方法等方面有针对性，对项目实施环节出现的各种问题及时解决，对每个项目都非常熟悉，最好自己亲自实践过。项目教学在实施中教师对学生的指导要注意把握度，给学生适当的引导和提示，鼓励学生采用各种方法自行解决问题，包括小组内讨论、小组间的讨论、查阅相关技术手册和参考资料等，提高学生的自主学习能力。
2.多元化的评价体系。学校应当改变传统以分数考核学生学习情况的评价模式。单片机课程如果只是掌握一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好、学会。作为对学生的评价，应确立以项目实践能力为主体的多元性评价体系，“形成性评价”和“总结性评价”相结合及时反应学生的学习情况。通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果、质量等验收情况给出合适的评价，保证人人在项目实施中都有所收获。中职学校应支持、鼓励并完善以项目化教学改革，以保证单片机项目化教学改革的顺利实施。可以此为中职学校相应教学改革的切入点，待时机成熟，向其他课程推广。
现在在国家大力发展职业教育的大背景下，教学改革非常重要，开展单片机课程项目化的教学改革势在必行。单片机课程需要相适应的教学方法才能达到教学效果，单片机项目化的教学模式改革符合认知规律，体现“学以致用”、“以学生为中心”的教学理念，实施好单片机项目化教学模式改革为中职学校单片机课程教学提供光明的道路，为社会培养出使用人才提供方法。
参考文献：
[1]孔超.从繁为简51单片机应该这样学.北京：科学技术出版社，2013.5.
