单片机课程教学改革的探索与实践
单片机是电类专业的重要专业课程，对学生工程实践能力的提高有着非常重要的作用。目前，单片机技术发展迅速，就业市场欢迎“实用性人才”，即具备理论实践相结合能力，有一定研发经验，开发过一定项目或产品的人才”。但用工单位对电类专业应届毕业生的普遍反映是:“动手能力差”、“重软件，轻硬件”、“知识过时”。针对这些状况，可以从单片机课程的多方面进行改革，比如教学方法、教学手段、教学内容、实践环节、考核机制等，通过提高教学质量，增强学生的工程实践和创新能力，以适应市场需要。
1 消除认识偏差，明确课程重要性，激发学生学习兴趣
目前多数学生在学习单片机课程时，存在认识误区，认为单片机技术已过时，而DSP、ARM、SoC、FPGA才是当今潮流，使得其学习兴趣受挫。究其因是学生忽视单片机是这些课程的基础和其独特的优势。事实上，单片机有性价比高、稳定性强、体积小、功耗低等优点，是现场测量及控制的首选器件之一。让学生明确单片机及其应用技术在工程领域中的地位和重要作用，在学习思想上给予足够的重视。
2 改革教学方法与手段，提高课堂教学质量
单片机课程是一门理论性强、逻辑严谨、软硬结合、内容抽象的专业课程。教师要根据课程特点，突出重点、化解难点，优化教学方法，改进教学手段，使教学质量进一步提高。
2.1 启发式教学，引导学生积极思维
优化教学方式，重思路、讲方法、谈要点。强化学生独立训练能力，开阔学生思维，提高学生应用知识能力，使学生把能在听课时思路与教师的讲解思路统一化，变以教师为中心为学生为主体的教学模式。
2.2 确立“在实践中学习，在学习中实践”的教学理念
由于单片机的概念多、专有名词多、指令丰富、内容抽象。仅凭教师单纯地讲授，势必造成学生学习困难。为提高学生的学习兴趣，在课程学习开始，教师先带领学生自行制作开放式实验板，通过任务教学法引导学生理解单片机知识，建立“干中学”的思路，激发学生的潜能和兴趣。
2.3 加强课堂演示
课堂演示可以将抽象的理论、枯燥的程序分析转化为生动的实例。为此：
2.3.1 将以单片机设计的作品引入课堂
在理论授课时，引入项目教学法、案例教学法等教学方法。教师选取大量直接来自于工程实际的应用案例，自制的单片机电路带入到课堂中，通过样机演示来加深学生的印象。激发学生的求知欲。
2.3.2 将虚拟仪器引入课堂
将EDA工具软件Proteus 和编译调试环境Keil 软件引入课堂，进行模拟仿真和动态演示。通过Keil 软件对源程序的修改将直观反映在Proteus 界面上，可使抽象变形象，化解课堂教学中重点、难点。虚拟仪器引入课堂后，以往学生在课堂上难懂、听不懂内容，学生学懂了，提高了教学效果。
3 调整教学内容，紧跟市场步伐
教学内容必须是理论与实践相结合，符合时代发展的要求。因此适时调整教学内容是教学改革的重点。
3.1 重复知识点处理
理顺单片机与先修课程之间的关系，突出重点，保证知识体系完整的前提下，恰当处理重复知识点，确保教学内容的先进性。对于在《模拟电路》、《数字电路》、《微机原理》等先修课程中学过的知识，按其重要程度区别对待，而不是简单地一概跳过。对于程序设计方法则要作较详细讲授，使学生掌握编程规范、编程方法，养成良好编程习惯。
3.2 陈旧知识点处理
教材中出现的一些陈旧知识点，如：教材中数据采集用到的并行A/D、D/A 转换器――ADC0809、DAC0832，并行接口芯片8255，在实际中应用较少，甚至已经停产，授课时只做简单介绍。目前实际应用中取而代之的是串口A/D、D/A转换器和自带A/D、D/A转换器的单片机，因此应补充这类芯片知识。
3.3 教学内容应包含各类单片机的共性知识
单片机的型号众多，新系列不断出现，其结构又各不相同。学生以后接触到的并不一定只是课程所介绍的MCS―51 系列单片机。但各种单片机之间仍然存在许多共性的知识。如：地址、总线、存储器、寄存器、寻址方式、中断、堆栈、通信等。因此，这些内容必须要求学生牢固掌握。
3.4 增加单片机C语言编程的教学环节
各公司生产的单片机的指令系统各不相同。针对汇编语言的通用性差的现象，教学中增加单片机C语言教学内容，使程序移植性好，同时为今后学习嵌入式系统奠定基础。
3.5 随单片机发展趋势，补充新知识点
目前，在单片机实际应用中，出现了许多热门技术，如模糊控制技术、变频控制技术、IC卡应用技术、USB、I2C总线、SPI等，需增加到教学内容中。如：可以结合两线制E2 PROM，讲授I2 C总线的应用。
3.6 针对专业的差异，在教学方法、教学内容、教学重点各有所侧重
对于电子专业的学生，其硬件知识相对较好，软件编程能力相对较弱的特点，在教学中，重点加强编程方面的训练；而对于计算机专业的学生，由于其能力特点与电子专业学生相反。因此，在教学中，应加强硬件电路方面的教学。
4 强化实践教学，培养创新意识
单片机是一门应用性极强的课程，因此实践性教学环节十分重要。只要重视实践性教学环节，就能帮助学生深刻理解理论知识，把抽象的书本知识系统化、实际化；就能有效提高学生的动手能力，培养和提高学生的工程应用能力，避免高分低能现象。可采用如下措施：
4.1 在实验中教学
学生实验过程中，老师及时给学生分析解决实验中遇到的问题。提高学生排除单片机软硬件故障和动手能力。同时加深学生理论课程的理解。
4.2 自制开放式实验板
在单片机实验箱进行验证性实验，在自制的开放式实验板进行综合设计性实验，提高学生单片机软硬件实际应用设计能力。自制的开放式实验板灵活性大、成本低，还可作为电子竞赛、机器人竞赛的培训工具。
4.3 建立开放实验室
实验室在课余时间开放，给有兴趣的学生提供实验场所和必要的设备及器材。为学生提供能够充分发挥自主性、创造性的学习环境。在开放实验室学生自主进行综合设计性实验，弥补实验课时的严重不足，培养学生的工程实践和创新能力。
4.4 合理利用虚拟实验室
实验设备较昂贵，同时单片机技术发展迅速，导致设备更新慢。利用EDA工具软件Proteus和编译调试环境Keil软件构建单片机虚拟实验室。虚拟实验系统提供各种最新芯片，使学生学习紧跟市场的步伐。学生利用虚拟实验系统仿真，增加实践时间，提高学生的实践能力，同时实验“零”消耗。
5 改革考核形式，培养创造性思维
采用科学的考核形式，准确评价学生学习效果，是改进教学工作的基础。单片机课程较为合理的考核形式是设计性实验加“一页开卷”的结合。设计性实验可培养学生的思维能力、分析能力、动手能力乃至创造能力。“一页开卷”让学生从死记硬背的“枷锁”中解脱出来，着重考核学生的知识迁移和应用能力。上述考核形式，既考核实践动手能力，又考核理论知识，只有这样才能真实反映学生的学习情况。
单片机是一门技术性、应用性较强的课程。针对当前单片机教学模式的不足，本文提出了单片机课程教学改革的一些方法，强调在教学中教师应不断调整教学内容、改进教学方法、丰富教学手段、多方面加强实践环节，从而建立适应市场需求的单片机课程教学体系。
