新人才培养模式下单片机与微机原理教改探讨

　　【摘要】在战略性新兴（支柱）产业人才培养模式下，课程安排更加紧凑，同时又强调实践动手能力培养，为此微机原理与单片机原理课程被压缩到一个学期开设。因为两门课程内容的相似性，所以在理论和实验教学中引入“比较教学法”以提升教学效果。同时引入Proteus软件作为辅助教学手段，使8086CPU或51单片机与外围接口电路连接实例更加形象化，以提高学生的学习兴趣，培养其系统开发能力。

　　【关键词】新人才培养模式；微机原理；单片机原理；比较教学法；Proteus软件

　　随着我国改革深入和产业结构调整，涌现了一批以信息技术、新能源、新材料等为代表的新兴产业。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用[1]。在此背景下，湖北省教育厅在全省普通高等学校范围内启动实施战略性新兴（支柱）产业人才培养计划[2]。而所谓新人才培养模式，就是以“校企合作”的形式培养战略性、支柱性产业所需要的应用型、复合型、技能型人才。学院电气和电子专业根据这种情况，提出“3+1”培养模式，即“前3年在学校学习，后1年在企业培训”，为此学院还与相关企业签订了人才培养协议。在这种人才培养模式下，必然存在课程“学时被压缩、时间更集中、更强调实践性环节”等现实情况，其中，微机原理和单片机原理课程所受影响尤为典型。

　　微机原理和单片机原理分别作为两门比较传统的课程在电类专业中广泛开设[3]。原本是分两个学期进行，微机原理是先导课程，单片机原理是后续课程。而在新的人才培养模式下，已经改为同一学期开设。这两门课程的内容既相关又有明显的区别，尤其是在使用的芯片、编程的方式及实验过程等方面非常类似[4]，因而，在一个学期开设，既要避免内容重复，又要互相比较和促进。下面将从教学过程和教学手段两个方面对如何在同一学期很好地完成这两门课程的教学进行探讨，以适应当前战略性新兴（支柱）产业人才培养目标。

　　1教学过程

　　随着新人才培养模式的建立，电气和电子专业微机原理课程由48+8（理论+实验）学时变成40+16学时，单片机原理课程由28+20学时变成20+20学时，由分两个学期开设变为一个学期内完成。这样，在课程学时适当减少的同时，又加强了实践性教学环节，以提高学生的实践动手能力。这两门课程无论是理论课还是实验课，在内容上有很多相似之处，那么在教学过程的安排上就要考虑这种相似性，以便教学时互相对照，因而采用“比较教学法”能够提升教学效果。

　　“比较教学法”是指在一定条件下，将教学活动中的两个或两个以上的认识对象，按照某种标准进行对照比较，以确认认识对象属性的同异、地位的主次、作用的大小、性能的优劣、关联的模式或问题的难易，以达到辨识、了解和把握对象本质特性的一种方法[5]。在两门课程教学过程中采用这种方法能够强化基础理论的讲解、减少内容的重复、使新旧内容前后贯通并提高学生学习兴趣，下面从理论课程和实验内容两个方面进行比较。

　　1.1理论课程

　　新人才培养模式下，微机原理理论课为40学时，单片机原理为20学时，因而前者更偏向原理讲解，而后者偏向实际应用。两门课程的理论课安排如表1所示。

　　表1微机原理与单片机原理理论课程安排

　　注：括号中为学时数，无括号的为2学时.

　　理论课安排从1-10周，首先分别介绍8086和51单片机的硬件结构，这是两门课的硬件基础。接下来讲解编程语言，微机原理课程详细讲解汇编语言，而51单片机由于前面开设过C语言课程，故而只须简要介绍，占用学时较少。在接口技术部分，8086本身只是微处理器，因而其外围电路部分几乎全部需要扩展，包括存储器、简单I/O接口、并口、串口、中断控制器、定时器/计数器、A/D转换器和D/A转换器等，而且外围各种扩展芯片的工作原理也需要详细讲解。而对于51单片机来说，本身就是一个单芯片微机，内部包括存储器、串口、中断系统、定时器/计数器等，而外围只需要根据实际扩展并口、A/D转换器和D/A转换器等，而且只讲应用，不讲原理，例如第6周理论课，微机原理已经讲了可编程并口芯片8255A工作原理和8086与8255A的连接，那么在单片机课上就只须说明如何通过51单片机扩展8255A接口芯片就行。

　　1.2实验内容

　　微机原理实验为16学时，单片机实验为20学时，在工程实际中后者用的更多，因而前者主要开设基础验证性实验，后者则在基础实验后，还要开设综合性、设计性实验。两门课程的实验内容安排如表2所示。

　　表2微机原理与单片机原理实验内容安排

　　注：括号中为学时数，无括号的为2学时.

　　由于微机原理课程之前没学过汇编语言，因而需要通过两个软件实验让学生熟悉汇编语言编程特点，单片机则不需要开设C语言软件实验。在硬件接口实验方面，微机原理需要完成并口、串口、中断控制、定时/计数器、D/A转换和A/D转换等接口扩展实验，而单片机则除了完成自身并口、定时/计数器、外部中断、串口实验外，还有简单I/O口扩展、8255扩展并口、D/A转换器和A/D转换器等实验。而且关于并口、串口、中断控制、定时/计数器、D/A转换和A/D转换的六个实验，在两门实验课上还能够互相对比，让学生找出其中的异同。最后，单片机原理还要安排一个综合性、设计性实验，先由教师出题，将前面若干个基础实验进行综合并加上一些应用设计，然后让学生选题，最后完成一个具有特定功能的单片机系统。