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摘 要：面向人文、社科、农学、医学等学科学生开设科学技术类和工程应用类课程是大学通识教育的需要，也是“宽专交”和交叉复合知识人才培养的需要。本文介绍了为大学生开设“单片机导论”课程的重要性，以及该课程的理论教学方法、实验教学内容的设置、取得的教学效果及心得。
关键词：通识课程 单片机导论 理论教学 实践教学
中图分类号:G642.4 文献标识码:A文章编号:1673-1875(2009)06-061-01
大学教育包含三个有机层次：通识教育、大类教育和专业教育，与这三类教育相对应的课程体系的设置与各学校的教育理念、人才培养目标紧密相关。为全面落实浙江大学“以人为本、整合培养，求是创新、追求卓越”的教育理念，实现“努力造就具有国际视野的高素质创新人才和未来领导者”的教学目标，学校实施通识课程、大类课程和专业课程精品化战略，推进课程体系的宽、专、交和课程内容的精、深、通。体现在课程设置上是要求人文、社科、理学、工学、农学和生物医药各大类学生，均要修读“人文社科组”包括历史与文化类、文学与艺术类、沟通与领导类、经济与社会类和“科学技术组”包括科学与研究类、技术与设计类的通识课程，对于不同的大类学生修读“人文社科组”和“科学技术组”通识课程的学分要求也不同，旨在通过多学科通识课程的学习，提高学生的综合素质，特别是为学生了解历史发展、理解社会现实和认识多样世界提供多种思维方式和广阔教育，有利于学生形成均衡的知识结构，提升学生的认知能力，强化各类人才的通识性和社会性。
随着微电子技术和计算机技术的发展，近年来单片机技术得到了迅猛的发展，它不仅广泛应用于仪器仪表、工业测控、通讯、军事等等各个领域，并且已成为我们日常生活中无处不在、无时不在的一种高新技术，单片机技术已因此成为现代社会的技术之一，是理工农医文各学科学生应该了解的技术，为此我们将面向工科高年级学生的“微机原理与接口技术”类课程进行内容和知识点的压缩和调整，强化通用计算机、单片机的共性内容，开设了《单片机导论》通识课。旨在拓展农、医、文科类专业学生的工程应用知识面，为工科专业学生的进一步的学习和应用打下了良好的基础。
一、《单片机导论》的理论教学与方法
课程教学以在我国有着广泛应用，具有良好教学、实践平台的Intel公司的MCS-51系列单片机为核心，主要介绍单片机包括微型计算机的基本结构、工作原理、工作过程，存储器和I/O端口等基本知识，指令系统与汇编程序设计方法，以及计算机中的定时器、中断系统的功能和应用等内容。通过该课程的学习，使没有计算机硬件方面后续课程的学生对计算机从概念、到内部结构、到工作原理以及应用有一个比较好的了解。
由于通识课面向没有任何硬件基础的低年级学生，为了激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果，我们采取了以下措施：
1.第一次上课时结合介绍计算机的发展历史和应用，例举单片机在日常生活中的应用实例。并且告知学生通过课程的学习，自己也能很方便地利用定时器模块设计电子钟和秒表；利用简单的几条I/O口线设计交通灯；通过软件的设计可以用单片机演奏乐曲等。并进行相应实验的演示，激发学生的求知欲望和调动学习积极性。
2.在课堂教学中，根据课程特点创设问题情境，引入启发式教学，综合使用提问题、对比式、诱导式和前后呼应式等多种行之有效的教学方式，使众多枯燥的问题，通过这些方法的运用被一个个攻破。
3.在PPT制作的多媒体课件中，穿插精心设计的flash动画，将教材中以文字、图标表达的枯燥、不易理解的知识，以动态、形象的形式进行表达。如用Flash 动画展现单片机从程序存储器中读取指令、执行指令的过程，使与时序紧密联系的硬件操作，以数据流、波形等的变化过程进行表达，揭开了计算机为人类服务的神秘面纱。这种教学手段形象生动，符合教学规律，深受学生欢迎。
4.充分利用网络资源，深化和扩展课堂教学。在学校的本科教学课程中心建立了课程网站，方便学生的课外学习及提高课程的受益面。在网站上除了展示课程简介、教学大纲、师资队伍、网络课件、课堂作业外，还有实践教学部分的实验大纲、实验系统介绍、实验仿真开发软件、仿真软件使用说明等内容；对于由于课时原因不能开展的实验，拍摄成实验视频录像，放在网站上，供学生学习和了解单片机的综合型和应用型实验。运用网络进行辅助教学，学生可以不受时间和地点的限制，提高了学生的学习效率和自主性。
二、《单片机导论》的实践教学与措施
根据《单片机导论》实践性强的特点，改变通识类课程以教师讲授学生听课的单一教学模式，提出以培养学生学习能力和拓展学生实践能力相结合的教学思路，将理论教学与实践环节结合，从熟悉开发环境、软件设计与调试到与硬件接口程序设计与调试，以及有一定难度的演示实验，构建从浅到深、从软件到硬件，验证型实验和设计型实验相结合，高级演示实验和综合应用视频实验相结合的实践教学体系。在实验内容方面侧重于实用性、趣味性，大大激发了学生的学习热情，变学生的应付型学习为自主探索性学习，很多同学因此对单片机产生了很大的兴趣，主动要求增加实验课时，延长开课时间。实践环节主要包括以下几个内容：
1.软件实验：熟悉Keil的开发环境，通过从浅到深汇编程序的设计与调试，进一步了解计算机执行程序的过程；深入理解和掌握各类指令的功能和作用，熟悉单片机汇编语言程序设计与调试方法，为单片机系统的监控软件设计打下良好基础。
2.硬件实验：运用简单I/O接口进行按键、拨码输入实验；LED流水灯显示实验；I/O端口控制蜂鸣器发乐谱实验等；使学生理解原理概念与实验操作之间的关系。在激发和调动学生积极性的同时，培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.由于实验学时数和理论知识的限制，选择具有代表性的高级实验进行演示教学，对于综合应用型实验拍摄成视频录像，让学生体会和理解单片机系统从目标要求、硬件设计与接口连接到软件设计与调试等整个过程，使实验成为理论联系实际、启发思路、综合运用知识的实践过程。
通过一系列的实践环节，使学生对单片机的认识从课本走向实际，深化了对单片机系统结构的认识，揭开其神秘面纱，并尝试设计相似系统，在学生对知识的掌握、学习兴趣的培养、实践创新能力的培养等各方面均取得了良好的效果。
《单片机导论》通识课的开设，为理工农医文各学科、各专业学生了解和学习单片机提供了一个良好的平台，是浙江大学“宽专交”和交叉复合知识人才培养理念在课程设置中的体现和实践。经过两年8个短学期的开课，包括工科实验班、竺可桢学院、环资学院、生物工程学院、医学院、社科试验班、人文学院等不同学科共349名学生受益，取得了较为满意的效果，得到了学生的好评。如经济学科的一名学生评价：“对以前没有彻底弄清楚的计算机知识，在此课程的学习中弄明白了，有柳暗花明的感觉”；很多学生反映“通识课程能够采用理论与实验相结合的教学方式，使我们学习起来更有兴趣，效果也很好”。
总之，作为一门通识课，《单片机导论》强调学生从整体上把握和了解微机的体系结构，避免对细节的过度深入；在教学方法上力求多样化，通过直观、丰富、有趣的教学手段将教学理念贯彻到理论与实践的教学目标中去；此外，随着科技的发展，《单片机导论》也应与时俱进地向学生展示最新的微机技术，使学生切身感受到课程与生活及时代的息息相关。
参考文献：
[1] 索剑.“计算机科学与技术导论”教学与思考[J].计算机教育,2005.10
关键词：通识课程 单片机导论 理论教学 实践教学
中图分类号:G642.4 文献标识码:A文章编号:1673-1875(2009)06-061-01
大学教育包含三个有机层次：通识教育、大类教育和专业教育，与这三类教育相对应的课程体系的设置与各学校的教育理念、人才培养目标紧密相关。为全面落实浙江大学“以人为本、整合培养，求是创新、追求卓越”的教育理念，实现“努力造就具有国际视野的高素质创新人才和未来领导者”的教学目标，学校实施通识课程、大类课程和专业课程精品化战略，推进课程体系的宽、专、交和课程内容的精、深、通。体现在课程设置上是要求人文、社科、理学、工学、农学和生物医药各大类学生，均要修读“人文社科组”包括历史与文化类、文学与艺术类、沟通与领导类、经济与社会类和“科学技术组”包括科学与研究类、技术与设计类的通识课程，对于不同的大类学生修读“人文社科组”和“科学技术组”通识课程的学分要求也不同，旨在通过多学科通识课程的学习，提高学生的综合素质，特别是为学生了解历史发展、理解社会现实和认识多样世界提供多种思维方式和广阔教育，有利于学生形成均衡的知识结构，提升学生的认知能力，强化各类人才的通识性和社会性。
随着微电子技术和计算机技术的发展，近年来单片机技术得到了迅猛的发展，它不仅广泛应用于仪器仪表、工业测控、通讯、军事等等各个领域，并且已成为我们日常生活中无处不在、无时不在的一种高新技术，单片机技术已因此成为现代社会的技术之一，是理工农医文各学科学生应该了解的技术，为此我们将面向工科高年级学生的“微机原理与接口技术”类课程进行内容和知识点的压缩和调整，强化通用计算机、单片机的共性内容，开设了《单片机导论》通识课。旨在拓展农、医、文科类专业学生的工程应用知识面，为工科专业学生的进一步的学习和应用打下了良好的基础。
一、《单片机导论》的理论教学与方法
课程教学以在我国有着广泛应用，具有良好教学、实践平台的Intel公司的MCS-51系列单片机为核心，主要介绍单片机包括微型计算机的基本结构、工作原理、工作过程，存储器和I/O端口等基本知识，指令系统与汇编程序设计方法，以及计算机中的定时器、中断系统的功能和应用等内容。通过该课程的学习，使没有计算机硬件方面后续课程的学生对计算机从概念、到内部结构、到工作原理以及应用有一个比较好的了解。
由于通识课面向没有任何硬件基础的低年级学生，为了激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果，我们采取了以下措施：
1.第一次上课时结合介绍计算机的发展历史和应用，例举单片机在日常生活中的应用实例。并且告知学生通过课程的学习，自己也能很方便地利用定时器模块设计电子钟和秒表；利用简单的几条I/O口线设计交通灯；通过软件的设计可以用单片机演奏乐曲等。并进行相应实验的演示，激发学生的求知欲望和调动学习积极性。
2.在课堂教学中，根据课程特点创设问题情境，引入启发式教学，综合使用提问题、对比式、诱导式和前后呼应式等多种行之有效的教学方式，使众多枯燥的问题，通过这些方法的运用被一个个攻破。
3.在PPT制作的多媒体课件中，穿插精心设计的flash动画，将教材中以文字、图标表达的枯燥、不易理解的知识，以动态、形象的形式进行表达。如用Flash 动画展现单片机从程序存储器中读取指令、执行指令的过程，使与时序紧密联系的硬件操作，以数据流、波形等的变化过程进行表达，揭开了计算机为人类服务的神秘面纱。这种教学手段形象生动，符合教学规律，深受学生欢迎。
4.充分利用网络资源，深化和扩展课堂教学。在学校的本科教学课程中心建立了课程网站，方便学生的课外学习及提高课程的受益面。在网站上除了展示课程简介、教学大纲、师资队伍、网络课件、课堂作业外，还有实践教学部分的实验大纲、实验系统介绍、实验仿真开发软件、仿真软件使用说明等内容；对于由于课时原因不能开展的实验，拍摄成实验视频录像，放在网站上，供学生学习和了解单片机的综合型和应用型实验。运用网络进行辅助教学，学生可以不受时间和地点的限制，提高了学生的学习效率和自主性。
二、《单片机导论》的实践教学与措施
根据《单片机导论》实践性强的特点，改变通识类课程以教师讲授学生听课的单一教学模式，提出以培养学生学习能力和拓展学生实践能力相结合的教学思路，将理论教学与实践环节结合，从熟悉开发环境、软件设计与调试到与硬件接口程序设计与调试，以及有一定难度的演示实验，构建从浅到深、从软件到硬件，验证型实验和设计型实验相结合，高级演示实验和综合应用视频实验相结合的实践教学体系。在实验内容方面侧重于实用性、趣味性，大大激发了学生的学习热情，变学生的应付型学习为自主探索性学习，很多同学因此对单片机产生了很大的兴趣，主动要求增加实验课时，延长开课时间。实践环节主要包括以下几个内容：
1.软件实验：熟悉Keil的开发环境，通过从浅到深汇编程序的设计与调试，进一步了解计算机执行程序的过程；深入理解和掌握各类指令的功能和作用，熟悉单片机汇编语言程序设计与调试方法，为单片机系统的监控软件设计打下良好基础。
2.硬件实验：运用简单I/O接口进行按键、拨码输入实验；LED流水灯显示实验；I/O端口控制蜂鸣器发乐谱实验等；使学生理解原理概念与实验操作之间的关系。在激发和调动学生积极性的同时，培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.由于实验学时数和理论知识的限制，选择具有代表性的高级实验进行演示教学，对于综合应用型实验拍摄成视频录像，让学生体会和理解单片机系统从目标要求、硬件设计与接口连接到软件设计与调试等整个过程，使实验成为理论联系实际、启发思路、综合运用知识的实践过程。
通过一系列的实践环节，使学生对单片机的认识从课本走向实际，深化了对单片机系统结构的认识，揭开其神秘面纱，并尝试设计相似系统，在学生对知识的掌握、学习兴趣的培养、实践创新能力的培养等各方面均取得了良好的效果。
《单片机导论》通识课的开设，为理工农医文各学科、各专业学生了解和学习单片机提供了一个良好的平台，是浙江大学“宽专交”和交叉复合知识人才培养理念在课程设置中的体现和实践。经过两年8个短学期的开课，包括工科实验班、竺可桢学院、环资学院、生物工程学院、医学院、社科试验班、人文学院等不同学科共349名学生受益，取得了较为满意的效果，得到了学生的好评。如经济学科的一名学生评价：“对以前没有彻底弄清楚的计算机知识，在此课程的学习中弄明白了，有柳暗花明的感觉”；很多学生反映“通识课程能够采用理论与实验相结合的教学方式，使我们学习起来更有兴趣，效果也很好”。
总之，作为一门通识课，《单片机导论》强调学生从整体上把握和了解微机的体系结构，避免对细节的过度深入；在教学方法上力求多样化，通过直观、丰富、有趣的教学手段将教学理念贯彻到理论与实践的教学目标中去；此外，随着科技的发展，《单片机导论》也应与时俱进地向学生展示最新的微机技术，使学生切身感受到课程与生活及时代的息息相关。
参考文献：
[1] 索剑.“计算机科学与技术导论”教学与思考[J].计算机教育,2005.10