0 引言
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单片机是典型的嵌入式微控制器,由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机(最小系统),它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。单片机课程是我校以及其他各大中专院校的相关专业的必备课程,特别是单片机的实验教学是将理论学习与现实工作需要紧密结合的重点。
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1 单片机实验教学的现况分析
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1.1 验证多,固化操作多,设计创新少
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现在的教学中,大多数的院校在实验中使用的是成型的实验箱,我校也不例外。这种教学实验平台是以验证性的实验为主,其采用的是可靠的成型硬件,从而简化了实验的步骤,减少硬件的使用错误及使用损耗,有利于学生按要求完成实验。不过其缺点也是突出的,主要是不能对学生的主动参与及实践能力能很好的考察,减少了学生动手创新的机会。实验过程中是把指导书上的程序照搬输入,然后编译、调试、运行、结果。学生往往只注重实验结果是否正确,而不注重程序编写的原理以及与现实中的关联,这样的教学,既不利于激发学生的学习主动性,也不利于培养学生的创新意识及全面动手能力。
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1.2 内容单一,综合关联性少
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当前的实验内容比较传统单一,各个单元实验之间的关联性少,学生每次的实验个体化严重,缺少整体内容的贯穿,导致学生对实验内容的整体把控度较差,综合设计能力很差,跟不上现在社会的发展需求。
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2 单片机实验教学的改革思路
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2.1 实验类型内容的改变
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主要是改变实验内容的比重,减少验证性实验的比率,大幅增加设计综合性实验的内容,实验以单片机的核心内容为主,主要是输入输出、定时/ 计数器、中断、串行通讯、数/模、模/数等方面,还包括一些单片机控制的信号发生器、多功能数字钟、红外收发、步进电机控制、温度感应、压力感应系统。在实验过程中,学生进行自主的硬件设计、连线、编程及调试,得出符合的结果。这样一来,就可以提高学生动手实践能力和创新意识,提高了学生的综合素养。
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2.2 教学方法的改变
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主要是要有学生为主体,教师为辅助的教学思想,让学生完全有自己开发设计实验的权利。在实验课程上学生可以根据实验任务开发出不同种类的完成方式,教师启发、引导,让学生逐步进入状态,另外鼓励学生相互讨论,互相启发,挖掘学生的创新意识。另外可以结合电子设计大赛,现实的设计项目以及一些能激发学生兴趣的平台,来更好的培养学生自主开发的能力,多种渠道来激发学生学习单片机的积极性。
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3 单片机实验室的管理
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良好的实验室管理是保障教学实验达到预期目的地重要手段,加强实验室管理,充分调动教师、实验技术人员对实验室建设和实验教学的积极性,充分发挥设备效益,增强责任心,加强对学生严谨科学作风和创新能力的培养,进一步提高实验教学质量和科研水平。进行单片机实验室的良好管理主要做好以下几个方面:
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3.1 实验箱以及附属配件的维修与保养
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这是保障教学实验顺利完成的核心所在,我校使用的是tc3000 系列的实验箱,集成化比较高,并且已过保修期,平时的使用频率比较高,所以设备的故障率是比较高的,针对这种情况,我这里所采取的措施是重养护,防范为主的策略,把各种可能的问题尽量在使用前就及时的排除和解决,不要等到在使用中发生问题了再事后解决,这就要求我们平时要细心,多去主动发现,实验箱主要是电源部分、仿真通信模块部分及各个实验单元功能组成。电源部分提供5V、12V 和-12V 电源,仿真通信模块主要是USB 转串口芯片,KEIL 仿真器以及各种通信模块芯片。熟悉各部分的组成后,对一些问题的处理就容易些,定期统一监测各个单元,发现问题及时处理,来保证实验的要求。对一些附属配件,例如电源线,USB 连接线,各个备用芯片以及仿真板的插槽排线,要注意洁净保养,收放整齐,防止这些低值易耗品的老化,达到使用器材寿命最大化的目的,另外要对学生进行实验中正确接线,不要带电拔插的提前教育,避免在实验中出现配件损坏跟不上的现象。
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3.2 电脑及网络的维护
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单片机实验离不开电脑,编写下载代码,与实验箱的连接都需要用电脑来完成,对电脑维护保养管理主要是软硬件两大块,硬件主要是各个硬件部分的正常运行,发现硬件损坏的要及时更换,软件方面主要是预装的KEIL 软件是否能正常运行,电脑系统正常工作,及时的更新杀毒库,防止病毒的侵害,造成电脑的软件程序不能正常使用,影响实验的进行,对还原保护系统要经常性检查,防止被病毒或者认为的破坏,失去了其保护电脑纯净的功能。对于网络要时常检测其稳定性和畅通性,保证各种驱动软件的及时升级和更新,从而更好的促进实验的进行。
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3.3 环境与安全
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首先是卫生,实验室在实验完毕后必须打扫卫生,而且在平时也要定期打扫实验室,保证实验室的整洁。灰尘堆积会造成电路元件散热困难,短路等问题,因此应尽量减少因为灰尘导致的设备故障。杜绝学生携带饮料、食物进入实验室的现象。为实验的顺利进行营造一个良好的环境,让进入实验室进行实验的师生都有一个良好的心理状态,另外在安全方面,做好防火,防盗,防潮,防腐等安全工作,严格水电管理,防止事故的发生。
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4 结束语
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经过实验教学的不断改善,实验室管理的不断加强,充分提高了学生学习与实践的积极性,培养了学生理论联系实际,独立创新的意识,取得了较好的效果。