单片机原理与应用范文第1篇

关键词：单片机；嵌入式系统；检测电路

一、紧紧围绕教学目标修订教学大纲

根据单片机课程的教学目标，本着以学生为本、淡化理论、突出实用、加强实践、力求知识的系统和完整为原则，重新修订了教学大纲。

第一，对教学内容进行了合理的取舍。

第二，重新确定了教学重点内容。既然确定“能够开发简单的开关量”产品并确保理论知识的系统性为本门课程的教学目标，那么理论教学重点就放在开发“开关量控制”所必需具备的基础知识上面，即：单片机的内部结构、指令功能、应用程序的编写、中断系统、定时、计数器等。这些内容融会贯通就必须“精讲多练”，所以我们把删除的知识所占用得课时按照一定比例分配给这些内容的理论课和实验课，突出其重要地位。

二、改革教学方法，提高教学效果

单片机系统有着强烈的现实性，对教学方式不应是单一的固定模式。可以采用：

（一）在课堂上可以将多种教学方式熔融一体，灵活应用

可以采用多媒体、实物教学，从智能控制系统的一个样板实物外型到该电路的原理图，采取部部展开，层层推进，让学生看见实物产生感性认识，联系到原理产生理性认识，由实践上升为理论，又由理论去指导实践，全面向学生传递智能系统中单片机的使用。在课堂的教学中采用讲授式、启发式、讨论式、测验等多种教学方法，根据学生的能力及教学内容的需要灵活使用。在教学中多与学生沟通，了解学生对教材、讲课、实验等的要求，根据教学大纲及时加以调整教学内容及模式，达到教学的目的。

（二）加大学生编程的训练

一是编制有规模的、科学的、实用的学生练习题集与试卷库，定期让学生做书面编程，使得他们对指令的记忆加深，二是加大学生实验室的训练，培养他们的调试程序能力，为学生自主学习创造条件。

（三）推进“学研产”结合

让一部分学生利用各种时间投入到实际的项目工程开发中去，培养学生的工程意识，强化学生的工程训练，使他们了解自动控制系统工程中单片机系统的整个开发过程，保证学生所学的知识与实际社会接轨，让这些学生以点带面促进、带动其他学生的学习兴趣。

三、加强单片机实践教学，培养学生分析问题和解决问题的能力

单片机的实践性较强，对实践教学的改革显得尤为重要。通过改革达到使学生具备科学的思维方式和较强的动手能力，并能运用MCS-51系列芯片进行工程开发和应用的能力。在教学过程中可以用单片机仿真试验系统良好的人机界面，通过单步执行功能让学生在显示窗口上可以看见相关寄存器的变化，并能看到转移位置；碰到中断时程序如何转入中断入口去执行以及中断程序结束后程序如何返回。通过程序分析和观察执行过程，一目了然。

为了使学生具有独立分析、解决工程中遇到的实际问题的能力和独立开发单片机应用系统得能力，我们在理论教学结束后另外可以增加两周集中实训教学环节，以体现出实践教学的重要性。比如：我们在分析单片机应用技能基础上，设计了一个典型系统――单片机温度（压力）检测与监控系统。它由检测系统、信号放大系统、A/D转换器、控制系统及单片机系统等六个部分组成。

具体要求如下：检测系统能把0―100℃的温度转换为0-1V的信号。放大及波形变换电路把信号放大到0―5V的直流信号，经A/D后送入单片机系统，单片机系统对测量信号进行滤波，非线性校准，标度变换，通过人机界面显示出来。报警值可通过人机界面（键盘）设定。单片机系统还能完成对控制量的自动设置。本方案是集电工、模拟电子、数字电子、自动检测、单片机的嵌入式应用于一体的系统，为了提高单片机的应用能力，我们把这个综合项目进行分解，把总的要求分解到各相应课程的实践中完成。如温度检测与监控系统分解为以下几个子项目：1.电源变压器的设计与制作；2.稳压电源的设计与制作；3.放大器与波形变换电路设计与制作；4.非电量（温度）检测设计与制作；5.单片机系统设计与制作。根据各部分之间的接口要求提出相应的指标，把这些项目分配到相应的实训中。例如把电源变压器设计与制作在电工实习中完成；稳压电源、放大器及波形变换电路的设计与制作在电子技术实训时完成；检测系统设计与制作在自动检测实训阶段完成；单片机系统的软、硬件设计在单片机课程设计阶段完成；整个系统的组装及调试在单片机实训阶段完成。通过变压器的制作，学生了解了选用漆包线的方法，学会小型变压器的设计，掌握变压器的绕制工艺。放大器的制作，使学生学会了放大器的设计、制作、调试工艺和电子测量仪器的选择与使用。检测电路的设计，使学生学会了传感器的选择和使用，进一步理解传感器的主要技术对检测结果的影响，学会测量误差的分析方法。单片机系统的设计与制作，使学生能根据工程要求，配置单片机应用系统的硬件电路，完成显示、A/D、键盘、程控等子程序的编写调试，熟练软件编程环境和仿真器、编程器的使用方法。

四、结束语

单片机系统教学应突出教学的自主性、开放性和创新性，有利于新世纪创新人才的培养，符合高校的教育教学规律。在教学过程中，以加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为指导思想、以培养与提高学生的科学实验素质、动手能力和创新能力为目标，建立以学生为主体、教师为主导，以层次化、模块化、全面开放的新的教学模式运作。力争通过单片机系统教学的改革，使学生能理解、掌握实际的单片机应用系统的开发过程，学会掌握及使用新技术的方法，使学生掌握一个实际单片机应用系统的开发模拟过程。

参考文献：

单片机原理与应用范文第2篇

[关键词] 改革必要性、单片机、项目教学、教考分离

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0引言

《单片机原理及应用》课程是一门理论与实践性均很强的学科，是工科电子类专业一门很重要的专业基础课，把汇编语言、微机接口、通信技术知识等综合在一起，属于技术性、工程性、实践性很强的一门课程[1]。该课程作为电子、通信、自动化等专业最重要的核心课程之一，它是“电子、通信、自动化”高素质复合技能型人才所需知识结构的载体，占据着相当重要的地位[2]。 然而，传统的单片机教学一般均以学科体系为出发点，注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，但却忽略了“可学性”，致使学生学得吃力，老师教得辛苦，教学效果也不好[3]。为了适应新形势下职业教育的培养目标，近年来，我一直致力于改革传统的教学模式研究，本文就单片机的教学改革作了一定的探索与创新构思。

1《单片机原理与应用》课程教学现状

传统的单片机教学，以单片机的结构为主线，先讲单片机的硬件结构，接着是指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和各种器件的应用，最后再讲一些实例。学生对课程内容理解不深，感觉枯燥无味，从而产生厌学的心理，教学效果往往并不理想。实践教学主要采用验证性实验，学生通过VM，Keil uVision等仿真软件机械的输入抄袭来的程序，验证硬件上结果，其实践能力和创新能力都不可能得到有效的提高，也不能完成实践教学的最终目标。

2《单片机原理与应用》课程教学改革的具体措施

2.1教学内容的改革

教学内容的改革主要是在现有教材的基础上适当增加单片机软件开发平台Keil uVision的内容，同时对当前流行的单片机仿真软件Proteus也应该增加一定的介绍[4]，这样做到学以致用，从而增强学生的学习兴趣。

汇编语言具有精简、高效及实时控制的特点，成为单片机开发的主要工具，但是汇编语言程序的代码可读性差、移植性不好，也是学生不能深入掌握单片机编程的重要原因[5] 。而Keil uVision开发平台由于支持C语言开发、提供良好的集成开发环境、支持的单片机厂商众多等因素得到了广泛应用，成为当前最流行的单片机应用系统开发工具[6]。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用，从而大大的提高了工作效率和项目开发周期，它还能嵌入汇编，可以在关键的位置插入汇编程序，使程序达到接近于汇编的工作效率。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

在课堂上，教师可以通过Protel软件绘制电路原理图，用Proteus软件绘制出仿真电路图，用WAVE软件或Keil软件输入程序并编译程序，然后对程序和电路进行仿真调试运行，这样学生在课堂上通过教师直观的演示就能掌握单片机应用电路的搭建，还熟悉了仿真软件的使用及程序的调试方法，加深了学生的印象。

2.2教学方法的改革

在我的实际工作经验中，我发现在讲解指令时，学生经常通过死记硬背的方式记住指令，但在实际运用中又发现自己背下来的指令成了乱码，不知道在什么时候用什么指令，还有一些学生能读懂程序的意思，但当自己写程序时就不知从何下手了，针对这种情况,教师可以通过“项目模块引导”的教学方式，在讲解项目的过程中引出指令的使用方法，这样学生可以在实践中学会蕴含其中的抽象理论，自主的构建学习内容。学习了指令后，教师应该就所学的指令给学生布置由易到难的程序编写任务，便于学生记忆也激发了他们学习单片机的兴趣，使学生在从知识到技术的转化过程中不断学习知识、巩固知识、应用知识，大大缩短了从学到用之间的距离。

在理论教学中，实行多媒体教学、网络教学和课堂教学相结合的教学模式，应用MCS—51仿真软件直接在课堂上对程序进行调试、演示与理论配套的相关器件（如芯片、数码管、按键等）等。基本的重要的概念反复强调，贯穿整个教学活动。在实践教学中，教师要对学生实验过程中的重点、难点、关键点、及学生操作过程中存在的问题进行实时点评。并要求学生在实验任务电路和程序的基础上，进行适当修改，培养其独立进行电路和程序的设计能力。课余时间要求学生对实验任务进行印制电路板设计制作，并将任务程序下载到单片机中，实现任务功能。

2.3改革考核方式培养创造性思维

目前，单片机课程的考核常常是平时成绩与考试成绩各占一定的百分比，实验成绩计入平时成绩，期终考试重点考核理论知识，通常采用闭卷笔试的形式。学生经常是在考试前两周死记硬背知识原理，考试结束后就忘得一干二净了。这种考核方式既不能很好地反映出单片机课程实践性强的特点，也很难考察学生的分析、应用和创新能力。因此，应采取与教学内容相适应的多样化的考核方式，通过增加实验考核的分量，以促进学生应用能力和创新能力的培养与提高。例如，我们首先对考核的方式方法进行了改革，考核包括三个方面，综合能力的考核，占总成绩的40%；实训过程的考核，占总成绩的40%；平时实验、作业、课堂表现的考核，占总成绩的20%。

综合能力的考核采用“闭卷考试”的形式，实行教考分离。试卷内容包括基本概念以及汇编指令和接口等知识的应用。实训过程的考核就是在实验室根据给定的实验项目现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。通过这种方式不但可以了解学生理论知识的掌握程度，而且还考查了学生的动手实践能力。

3总结

本文针对传统单片机教学模式的不足，结合教学实践，提出了“单片机原理及应用”课程改革的一些思路和做法，教师只有不断调整教学内容，改进教学方法，丰富教学手段，才能有效的调动学生学习单片机的兴趣，才能培养出适应时展的高职生。

参考文献

[1]刘守义.单片机应用技术,西安电子科技大学出版社,2007

[2]杨金岩.郑应强,张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[3]李秀忠．单片机应用技术．人民邮电出版社，2007

[4]张永枫.单片机原理与应用实训教程.西安电子科技大学出版社，2007

[5]董普松.Proteus在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术,2008,(14):153-154.

单片机原理与应用范文第3篇

关键词：单片机；教学改革；实践

中图分类号：TP434 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002018202

0 引言

随着微电子及计算机技术的迅速发展，单片机以体积小、功能强和性价比高等特点，在工业控制、通信技术和数据采集等领域获得了广泛应用。目前，许多学校都开设了《单片机原理与应用》，这门课程将程序语言、串口通信、模拟电路和数字电路等知识综合起来，是一门理论性、技术性、工程性和实践性都很强的课程，是计算机、电子类、机电一体化、自动化等专业的专业必修课。掌握好单片机技术对高职生工程素质的培养以及职业技能的提高都大有益处。

1 目前《单片机原理及应用》课程教学的不足

自20世纪80年代后期，我国的高等院校工科专业开始开设单片机课程，至今有20多年了。这期间，在教室讲授理论，到实验室利用实验箱做实验的教学模式一直沿用至今。由于单片机技术涉及到硬件电路设计和软件设计两方面的知识和技能，学习难度较大，致使初学者上课犹如听天书，时间不长多数学生就懵懵然而放弃了，入门者寥寥。出现这些问题的原因主要是教学方法上存在一些不足。

（1）理论与实践教学比例分配不当，重理论轻实践。目前的单片机课程教学多以理论课为主，实践课为辅。教材理论体系严谨，教师教学思路清晰，但学生往往感觉内容枯燥、概念抽象、指令难记。课堂教学按照教材内容的编排顺序、相关知识的逻辑关系进行，学生刚刚接触数字电路，缺乏编程语言及计算机结构的相关知识，难以顺利入门并对课程产生浓厚兴趣。同时，大部分教师的教学方法通常以讲授为主，缺乏直观形象的实际操作。这些原因导致学生普遍认为单片机的课程非常难学。

在教学过程中，往往理论教学的学时远远多于实验教学的学时，并且实验教学一般在“汇编语言设计”讲完之后开始进行。这种教学体系的不足之处在于：①以大量的原理介绍引导学生入门，学生理解苦难，学习过程也感觉枯燥乏味；②教学过程中“重理论轻实践”，实验只是点缀，造成学生的应用能力培养缺乏，对培养应用型人才的培养目标十分不利；③软件和硬件介绍时分开，对单片机系统软硬件结合的设计方法介绍不足，学生在实际工作中缺少系统化的思路。

（2）教学方法老套，无法激起学生的学习兴趣。目前，大多数高校的理论教学过程都是采用先基础后应用的模式，即单片机硬件结构、指令系统、汇编语言设计、外部系统扩展、接口技术和应用系统设计，这种方法虽然思路清晰，但是存在着过于机械性的弊端，缺乏生动、直观的实物等辅助教学手段，这样便使学生觉得学习单片机枯燥乏味，没有现实意义、缺乏兴趣，严重影响了教学效果。实践教学形式单一且受重视不够。当前的实践课教学大多以单片机实验箱为实验平台，而开设的也多为验证性实验。观察中不难发现，学生在做实验时大都是用实验指导书上已经写好的程序资料，几乎没有多少同学去分析程序的流程，更不用说去研究读懂那些代码了。另外，对于用到电路硬件的实验，也只是按实验指导书要求在实验箱上做简单的连线，没有一个整体的电气原理图概念，再加上实验条件的有限，不可能每个同学都能得到老师的辅导，导致学生过度追求实验结果，而忽略了硬件设计、软件调试等过程。

2 《单片机原理与应用》课程教学改革的思路与措施2.1 以“任务驱动”为主要方法的教学内容

任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。

在实际教学中，以学生为主体，项目、工作任务为载体，学生在教师的引领下，由浅入深、由易到难，学习单片机控制系统的设计和制作。为取得良好的学习效果，在课堂上由老师先对学生提出一个课内任务，老师不会完整的告诉学生怎么完成任务，而是只提供知识点，由学生课外完成此任务，并根据任务完成的质量进行考核和评分。

从学生的角度说，任务驱动是一种有效的学习方法。它从浅显的实例入手，带动理论的学习和应用软件的操作，大大提高了学习的效率和兴趣，培养他们独立探索、勇于开拓进取的自学能力。一个“任务” 完成了，学生就会获得满足感、成就感，从而激发了他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环。伴随着一个跟着一个的成就感，减少学生们以往由于片面追求信息技术课程的“系统性”而导致的“只见树木，不见森林”的教学法带来的茫然。从教师的角度说，任务驱动是建构主义教学理论基础上的教学方法，将以往以传授知识为主的传统教学理念转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前任务的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。这为每一位学生的思考、探索、发现和创新提供了开放的空间，使课堂教学过程充满了民主、充满了个性、充满了人性，课堂氛围真正活跃起来。

2.2 变革传统的实验模式

（1）设立虚拟仿真实验室。单片机课程内容抽象，教师操作实验开发板时演示效果不太好，学生较难理解，因此，计算机虚拟仿真软件演示起着非常重要的作用。虚拟仿真系统具有以下优势：①组织单片机实验的环境简单，只要有电脑即可进行；②由于只涉及到软件，不会有硬件损坏的问题，可以避免由于设计错误导致的硬件投入浪费，降低使用成本；③绘制原理图、编制程序均在软件上实现，程序执行中各元件的运行状态直观明了，调试方便。因此，在单片机教学中引入Proteus和Keil C编程调试软件，采用多媒体教学方法，能在课堂中完成软件、硬件的调试和系统集成等内容的教学。

（2）利用单片机实验开发板进行教学。实验开发板应用十分方便，目前已经集成了键盘、流水灯和LED显示器等通用设备，线路连接简单，可以进行多个基本项目的实训。通过开发板的学习实践，运用项目教学法进行多个项目的操作，能让学生熟悉单片机及其设备的硬件知识，系统地掌握单片机P0-P3口、串口通信和中断控制的工作原理。

（3）结合多学科进行综合实践。很多学生在学习了单片机课程后，即使掌握了单片机知识，但还是不能融合其他课程的知识进行综合应用，因此，教师应将其他课程的知识与单片机的相关内容联系起来。比如，与Protel课程相结合，要求学生利用Protel设计开发板的PCB图，并制作出PCB开发板，同时自己动手焊接所有的元器件，然后进行系统调试。在此过程中，学生可以享受到自己的劳动成果，更加熟练地掌握Protel知识，更加熟悉元器件之间的硬件连接，对数字电路、模拟电路的工作特点更加了解，对单片机C语言有了更深入的认识，锻炼了各学科的综合实践能力。

2.3 考核方式的改革

与以往传统单片机原理及应用课程的教学采用纯理论的考核方式不同，考试成绩由平时考核、实践技能考核、综合能力考核3个部分组成。其中，平时考核占30%，包括平时作业、课堂表现和平时测验，作业和课堂表现侧重于知识的掌握，平时测验侧重于知识的运用。实践技能考核占30%，包括实验、企业实训和技能竞赛，在每个模块的项目实践过程中考核学生解决实际问题的能力；综合能力考核占40%，包括理论知识和实际应用两部分，理论知识考核采用“试题库”，实行开卷考试，主要考察学生对基本概念、基本原理和基本器件的掌握和理解情况，实际应用部分教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。这种考核形式注重考察学生的知识迁移能力和融会贯通能力，优于一次期末考试决定结果的传统考核办法，在贯彻执行过程中效果较好，反映出了学生的真实水平。

3 改革效果

这种单片机教学方法为学生提供了很好的实践空间，能充分吸引学生兴趣，大大提高了学生学习的积极性和主动性。很多学生主动要求延长学习时间，利用周末到实验室动手练习。在每次上实训课时，学生都特别积极，不完成任务不下课，这在以往单片机教学过程中很少见到。通过调查发现，学生对这种教学方法的改革都很认可和喜欢，教学效果得到了很好的改善。

这种教学方法既锻炼了学生的动手能力，又提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，同时还培养了学生的信息检索能力。实践证明，该教学方法切实有效，对高职院校单片机教学改革有一定借鉴作用。

参考文献：

＼[1＼] 屈莉莉，等.单片机课程实践性教学环节的建设与改革[J].中山大学学报论丛，2004（3）.

＼[2＼] 刘桂敏.高职单片机教学改革问题探讨[J].鞍山师范学院学报，2004（2）.

单片机原理与应用范文第4篇

关键词：单片机原理与应用 理实一体化教学模式 项目教学

一、实施以万能板为载体设计单片机硬件电路理实一体化项目教学

传统的理论教学和实践教学是在不同的时间和不同的地点由不同的教师分别进行的。由于教学目标和教学任务不同，教学组织形式分离，因此容易造成理论教学内容和实践教学内容脱节，降低学生学习兴趣，增加教学难度，直接影响到人才培养的质量。

单片机原理与应用是一门实践性很强的应用性课程，在电子产品开发设计中应用非常广泛，并需要硬件电路开发与软件程序设计同时进行。如果只进行理论教学而不进行实践教学，则教学效果不理想;如果只进行实践教学而不进行理论教学，教学效果也不明显，因此学好单片机技术必须是理论、实践“两条腿走路”，缺一不可。理论知识的学习可以通过听课、看书、看视频教程等方式进行，实践技能就必须亲自动手操作。

为了能更好地培养现代生产企业需求的单片机技术人才，根据笔者学院多年来对用人单位的跟踪反馈，以及多种教学模式的比较、实践，笔者主张在单片机原理与应用课程中实施理论与实践一体化教学模式，即把理论与实践结合起来，理论融入到实践中，学一个知识点、做一次产品、编一次程序、总结一次学习成果，真正做到“边学边做”。

在项目教学环节采用万能板设计与制作单片机产品，这种项目教学方法，不仅能锻炼学生的焊接技术，同时还能提高学生识读单片机硬件电路图的能力，更重要的是能让学生掌握单片机开发的基本步骤，提高软硬件的编程与设计能力，为日后开发设计电子产品打下坚实的基础。

二、实施单片机理实一体化教学的项目设计

为了实现统筹单片机原理与应用课程的知识目标和能力目标，笔者将整个课程重新整合为由易到难的具有连贯性的教学项目。每个教学项目包含了必需的理论知识和岗位能力需要的实践技能，以任务驱动教学，把理论知识和实践技能渗透到教学项目的每个环节中。按照这个教学思路，设计了三个教学项目，项目中包含了三个硬件电路和100个程序范例。

1.项目一：单片机最小系统硬件电路设计与制作

单片机最小系统，是指满足单片机的工作条件，可以正常工作的单片机系统。

该项目的学习目的是掌握单片机入门基础知识和单片机的引脚功能，掌握单片机延时程序的多种编写方法，掌握单片机开发的基本步骤和关键环节，掌握单片机简单程序编辑、编译、在线下载等基本步骤。掌握单片机开发软件Keil uVision4和ISP在线编程软件progisp的使用方法。

2.项目二：基于单片机控制的十六路LED霓虹灯设计与制作

霓虹灯广泛应用于商店广告牌、城市美化等场所，采用单片机控制的霓虹灯，显示花样随程序的改变而改变，样式千变万化，深受商家和居民的喜爱。

该项目的学习目的是掌握单片机P0、P1、P2、P3口作为输入输出口的使用方法，掌握单片机键盘的工作原理及使用方法，掌握单片机C语言源程序的结构特点、标志符与关键子、数据类型与运算符、C语言的语句、数组、指针、函数等用法。

3.项目三：基于单片机控制的红外二极管感应计数报警器

红外二极管感应计数报警器可以实现当用手经过红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声、二位数码管数字加1的功能，其灵敏度非常高。该电路设计思路来源于企业商品自动计数器的应用实例，当有商品从传送带上经过感应器前，计数器加1，并发出提示声。该电路在现实生活中应用广泛，可以作为单片机设计人员的基本电路模块。

该项目的学习目的是掌握单片机的定时器、计数器、中断及接口技术，掌握LED数码管的工作原理和接口电路，能综合运用模拟电路、数字电路、传感器等基础知识设计与制作比较复杂的作品。

三、组织实施单片机理实一体化教学的关键点

1.前期准备是组织教学的起点

在教学准备阶段，推荐购买单片机制作常用工具和用万能板设计的单片机学习套件。

2.课堂管理是组织教学的难点

由于学生的学习动力、接受能力差异较大，教师要有针对性地将学习动力、接受能力较强的学生与学习动力、接受能力较弱的学生组成一个小组，同时指定一个小组长，协助教师进行课堂管理。

3.教师现场技术指导是组织教学的重点

当学生进行实践操作的时候，教师一定要巡视，及时解决学生遇到的困难，批评教育个别不遵守纪律的学生，要求其加强组织性和纪律性。

4.项目报告是组织教学的落脚点

单片机原理与应用范文第5篇

【摘 要】由于《单片机原理与应用》具有较强的抽象性，是一门综合性和应用性很强的课程，学生学习起来往往难以理解，教学难度相对较大。另外，传统的教学模式过于陈旧，教学手段过于单一，如果不对现有的教学模式进行升级，采用传统的教学方法将很难达到教学目的。为了使学生能够更加直观、深入的理解所学知识，根据实践教学要求，通过对虚拟教学系统进行全新的开发和设计，建立起新的虚拟教学系统模式，从而达到培养学生逻辑思维能力和动手能力的目的。

和以往教学模式的差别在于，虚拟教学系统是建立在虚拟现实技术基础上的新型教学模式。通过采用这种教学技术手段能够营造出一个仿真的学习环境，通过对人体各种感官的刺激，使人体验到身临其境的感觉，刺激学生的学习欲望，提高学习热情，从而实现快速提高学习能力的目的。通过网络技术、虚拟现实技术来实现教学，可以对单片机的硬件电路原理进行直观的演示和讲解。采用基于 Flex 的虚拟现实技术开发 的教学系统，不但界面美观，用户交互体验感强，而且提高了学生的动手实践能力和教学质量。

1.《单片机原理与应用》虚拟教学系统设计

1.1系统框架和功能模块设计

虚拟教学系统采用三层B/S结构，开发技术采用.NET，MXML+ Action Script，JavaScript技术等，数据库采用SQL Server2000，其中第一层为客户端层，该层主要表现为系统界面，在Web浏览器上外挂Flay Player播放器，该层用来实现用户与整个系统的交互，在该层中，部分页面可以采用Flex技术来建构RIA应用程序，给用户以丰富的人机交互体验；第二层为业务层，该层主要负责整个系统的逻辑业务，以此来完成客户端层与信息资源层之间的数据交互；第三层为信息资源层，提供平台所需的场景信息与数据信息，这一层实现信息资源的集中统一管理，该层主要包括师生信息库、模型库、课件库、试题库等。系统功能模块主要包括管理模块、教学资源库模块、教学模块以及协作学习模块。

1.2系统界面设计

界面设计主要包括界面布局、字体、页面色彩等环节。其设计原则在遵循艺术美的前提下更加注重个性化，强调教学系统所要表达的主题，淡化非主流信息对学习者的干扰。对于虚拟教学系统的界面而言，选用蓝色为主体背景色，并通过调整色彩的透明度和饱和度来产生文字和图标的色彩，对需要交互对象的按钮等工具采用三维立体的形状来凸显出虚拟系统的多感知性。采用Flex技术来优化网站界面有着很大的优势，它通过提供丰富的组件来增强网站界面的表现力，使得界面更为友好。可以采用图表控件，创建丰富的图表，达到数据可视化效果。同时，Flex还提供了大量的用户交互组件，对于知识体系的呈现，利用【Combo Box】组件对所有知识点以列表的形式展现并与用户进行交互。

1.3导航策略设计

虚拟教学系统的信息量巨大，内部信息之间的关系复杂，在学习过程中，学习者由于缺乏专业教师的指引，迷航现象时有发生，所以应当提供导航策略设计，引导学生进行有效学习，以提高学习效率。目前比较多的导航方式有检索导航、导航图导航、菜单导航、书签导航、提示导航、演示导航、触摸区导航等。

1.4交互策略设计

交互性主要包含人机交互以及人与人的交互。所谓的人机交互，是指人与计算机之间使用某种对话手段，以一定的交互方式，为完成确定任务而进行的人机之间信息交流的过程，这种类型的交互是虚拟现实技术的一个重要特征，也是虚拟现实技术应用于虚拟教学系统中的一个主要优势，系统中的虚拟现实场景能否实现自然流畅的人机交互，将直接关系到系统设计的成败。从技术特点来看，基于Flex的虚拟现实技术为交互性提供了很多的交互机制，如视点、导航、事件的发送与接收等。主要体现在：视点是用户在人机交互的过程中通过改变摄像机的位置来改变观察点，从而在不同的位置场景显现出不同的形态及具有空间感的三维效果；导航是用户在虚拟场景中漫游的信息指示，通过导航，用户可以在虚拟环境中移动或检查某个对象；基于Flex的虚拟现实技术主要是采用Action Script脚本语言对虚拟环境中的对象产生作用，通过编程控制来发送及接收对象。

2.《单片机原理与应用》虚拟教学系统中应用实现

2.1虚拟实验室构建

在Flex Builder 3开发环境中，借助Papervision3D开源的3D引擎，建立一个Sphere形体，然后对形体进行贴图，最后固定Camera的坐标，通过舞台上鼠标移动的距离来控制Camera旋转的角度，从而实现360°全方位的展示。

2.2单片机及相关硬件的三维虚拟模型展示

Papervision3D中也自带一些基本的形体（球体、立方体、平面、圆锥等），但无图形界面，不能像专业的建模工具那样通过点击、拖拽等操作来创建几何体，要实现一些复杂的模型，就需要借助3DS MAX、MAYA等工具。在3DS MAX中可以通过Polygon多边形建模、特殊建模、修改建模、Patch面片建模、NURBS建模等方式来建构出虚拟场景及仪器模型，然后通过材质为模型表面加入色彩、光泽和纹理等来达到与真实事物相似的特性。建模的过程中，在不影响模型整体效果的情况下尽量减少多边形的个数以达到减小输出文件的体积。

2.3 MXML+Action Script编程控制

MXML是一种描述Flex应用程序界面的XML语言，它通过一组标签集来定义用户界面，同时提供一些不可见类库的调用，在开发虚拟实验时，可以在Flex工程文件中利用MXML语言来设计界面元素，优化界面美观，增强人机交互体验。Action Script是一种面向对象的脚本语言，在Flex中，用户可以采用的标签来嵌入Action Script代码，也可以从独立的外部文件来导入相关代码。在开发虚拟实验的过程中，Papervision3D作为外部的类库导入到 Flex Builder开发工具中，放置在Flex工程文件目录下src文件中来进行调用。

3.总结

作为虚拟现实技术之一的桌面虚拟现实技术具有开发成本低、不需要昂贵的虚拟现实设备、只需在客户端安装相应插件即可，应用价值较高，推广性强，更适合应用于教学之中。同时，虚拟协同工作、仪器的远程虚拟仿真操作技术等方面有待更深入的探索与创新，这些也将是作者进一步研究的方向。

参考文献