關於微控制器課程教學質量論文
關於微控制器課程教學質量論文
1.引言
微控制器課程是機械類專業的一門專業基礎課。該課程是課程設計、畢業設計等教學環節中的重要實現手段，是一門實踐性和應用性很強的課程，學習微控制器並掌握其設計使用技術已經成為當代大學生必備的技能。提高微控制器的教學效果，對學生動手能力的培養和促進學生創新意識的提高具有重要的現實意義。
2.教學現狀
微控制器課程是機電高素質複合技能型人才所需自動控制類知識的載體，其特點是概念多、邏輯性強、內容抽象[1]，對於初學者來說入門難。傳統的微控制器教學一般均以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前後的邏輯聯絡，但卻忽略了“可學性”，致使學生學得吃力，老師教得也很辛苦[2]。從教學效果來看，一直存在教師難教、學生難學的雙重困惑，教學效果不太理想[3]。常見的教學方式是“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”[4]。這種傳授型教學模式就使本來就很枯燥、抽象的課程更加顯得乏味，學生在學習過程中對課程產生了畏難情緒[5]。而且在大部分新升本工科院校中，機械類專業學生以男生為主，且理論知識掌握較差，學習主動性不高。大部分學生對自己的大學生活和畢業去向沒有規劃，學習動機模糊。針對以上教與學的特點，提出一些針對微控制器課程在教學過程中行之有效的教學改革思路和方法，達到提高學生的學習能力，特別是創新實踐能力的目標。
3.設計教學思路和方法，提高教學質量
3.1透過問題初識微控制器
學生剛開始不清楚微控制器是什麼？是什麼樣？是用來幹什麼的？所以，授課教師在第一次的授課過程中，應該從學生的思維角度出發，回答微控制器是什麼、什麼樣、幹什麼等問題，使學生從宏觀上對微控制器有一個理解。在解答這些問題時，最好拿一片微控制器，在課堂上就能夠直觀地看到微控制器的外觀形狀、大小和引腳排列等情況，這樣使學生對這個概念會有更深的認識。把微控制器和PC機進行一定的比較，對理解什麼是微控制器是非常有幫助的。PC機主要用於資料採集、運算和處理，而微控制器主要用於控制且體積更小，這也是為什麼目前大多數學者把微控制器叫做微控制器的原因。微控制器用來幹什麼的？解答這個問題可以透過學生身邊非常熟悉的案例來進行。比如：日常生活中的電視需要使用微控制器來進行設定和控制；全自動洗衣機使用微控制器來對洗衣的時間和水位進行設定且控制等等。透過日常生活和生產中無處不在產品進一步地幫助學生認識、理解微控制器。
3.2整合教材內容，由整體到部分、由外而內講解微控制器結構
在對微控制器有了感性認識後，應把微控制器看做一個整體，不能把它的結構肢解。比如在講“微控制器晶片結構”時，由整體到部分給學生強調微控制器學習的主要內容，以減少學生的畏難情緒。然後將這些功能特點進行分類，畫成圖表的形式來加強印象，結構分類如圖1所示。先講解外部功能，再學習內部各個功能，這就是由外而內。引腳教學中，把微控制器的40個引腳大致分為電源、時鐘、控制和I/O口4類。先簡單告訴學生，4個8位並行I/O端口占用32根引腳線、電源2根、時鐘2根，這些引腳使用都比較簡單，重點掌握4根控制線就可以了。這麼一來，學生就會覺得幾個控制線的使用絕對不難，學習微控制器的興趣就建立起來了。圖1微控制器晶片結構圖另外在對微控制器的結構理解後，應整合教材內容，使教學過程更具有邏輯性和連貫性。根據學生已學課程和本門課程教學所要達到的目的，合理地調整授課的順序，可以幫助學生理解、促進對知識的消化。比如微控制器結構與指令系統是學習微控制器的最重要的基礎，在這部分的學習過程中，可以將一些指令系統結合硬體部分一起進行授課，可以將組合語言調整到前面講授，既可以加強學生的理解又可以節省部分學時，用一些簡單的程式來舉例說明如何控制硬體，提高學生對硬體程式設計的理解。又如在微控制器介面擴充套件的`教學中，因為學生已經對匯流排有了一定的理解和認識，在這兒就可以引入三匯流排來學習介面擴充套件，強調介面擴充套件電路的設計就是這三類匯流排的連線。透過對教學內容和授課順序的改變，使學生建立起整體的概念，分析並引導學生掌握課程內容的內在關聯性，而不是把一本書、一堂課從頭講到尾。
3.3用淺顯易懂的比喻幫助學生理解枯燥難懂的概念
學生認為微控制器學習太抽象，尤其是儲存器單元的資料和地址。因為資料和地址都是用二進位制表示，什麼時候是地址什麼時候是資料學生普遍反映理解不了。在教學中用學生都熟悉的學生宿舍為例，把宿舍號理解為地址，宿舍裡住的學生理解為資料。同時在後面位元組單元和位地址的教學中，這個例子同樣適用。比如說宿舍裡每張床都有編號，想找全宿舍的人就用位元組單元（宿舍號），想找某個人就用位地址（床號），其示意圖如圖2所示。這樣不僅完成了教學任務，而且提高了教學趣味性。
4.塑造良好的學習方法和習慣，培養學生創新實踐能力
4.1拓寬教學方法和教學手段，提高學生實踐動手能力
要培養學生調查研究的習慣，掌握查閱資料和有關標準、工具書或參考書的能力，尤其是上網收集資料的能力，能夠合理選擇設計方案，並能以圖紙和說明書表達設計的思想和結果。教師可以將製作的教學課件、本課程的相關學習資料掛在網上，供學生學習時參考，還可在網上透過QQ群進行交流，利用網路提高學生學習的興趣。初學者可以先掌握微控制器執行和開發的一些基本技巧，然後在專案中深入學習和掌握微控制器，達到學以致用的目的。不能等把所有的知識都掌握了後再去運用，這既不可能也不可取。讓學生“邊學邊幹”，而不是在理論學習的最後才進行實驗。
4.2引導學生形成良好的學習觀念，培養學生的創新能力
講課的主體是傳授知識，但著眼點卻是培養學生的自學、分析、創新、應用等能力。讓學生養成嚴謹的科學態度和適合自己特點的學習方法，如何聽課、筆記、自學、小結等。總之，在課堂上，教師應該教會學生怎樣學習、怎樣思考，注重把所講知識用相應的思維方法組織起來，鼓勵學生髮表自己的見解。告訴學生，學習是發現知識的過程，而不是簡單的獲取結果。這種教學方法讓學生帶著問題去學，不僅可以提高學生的學習興趣，更重要的是培養了他們發現問題、分析問題、解決問題的意識和能力。比如應用程式的教學是微控制器課程的重點和難點，這部分內容就是加大學時，無論教師講得多詳細、學生當時聽得多懂，一到用時就又不明白。究其原因，就是少了學生自己獨立思考這個重要環節。講解應用程式時，先讓學生自己思考，然後進行講解討論。正是在這種不斷討論和分析問題的過程中，學生的獨立思考能力得到了培養和鍛鍊，推動了創造性思維活動。同時選拔學生參與一些科研專案，培養學生的科研能力和創新能力。
4.3改革考核方法，加強動手能力要求
有什麼樣的考核方式必然會有什麼樣的教學和學習方法。由於該課程知識點多、概念抽象、硬體難於理解、軟體設計困難等特點，使傳統的閉卷考核方式只能在一定程度上考查學生對知識點的記憶能力，而對學生的思維能力、分析能力、創新能力、動手能力等都難於考查[6]。因此，應改革考核方式方法，採用閉卷、論文、設計製作相結合的多樣化考核方式。要求學生學會動手查閱並消化資料，將課堂上學到的理論知識、查閱到的資料以及其他相關專業的知識聯絡到一起，系統的來考慮問題。同時指導學生如何利用圖書館資料庫進行資料檢索和期刊查閱，如何進行論文報告的書寫等，這對培養學生的思維能力、分析能力、動手能力、創造能力以及後續課程的學習都有很大的幫助。由於本課程具有應用性強、實踐性強的特點，對學生的動手能力要求比較高，所以，透過設計製作考查學生的動手能力，也可作為期末考核的一部分，這樣既完成了教學任務，又鍛鍊、培養了學生綜合能力，同時為學有餘力的學生提供廣闊的創新空間。
5.結論
針對我院機械類專業專業的特點和學生的就業趨勢，就微控制器課程的教學從教師的教學思路和方法、學生的學習方法和習慣等方面提出了一些方案和措施，以提高教學質量，培養學生的培養學生創新實踐能力，對提高學生的學習積極性、分析問題和解決問題的能力、動手能力以及創新能力都有很好的作用和效果。