談MSP430單片機課程設計教改
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摘要：針對msp430單片機課程設計的特點，重點從組織教學內(nèi)容、改善教學方法以及改革成績評定方法上下功夫，調(diào)動學生的學習興趣和積極性，使他們能夠通過課程設計這個重要的實踐教學環(huán)節(jié)，把所學知識和理論應用到實踐當中去。此次教改取得了較好的教學效果，同時，所提出的教學方法和措施對其他實踐類課程的教學改革也具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：MSP430；教學改革；課程設計
0引言
隨著時代的進步和微電子技術(shù)的發(fā)展，以及目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的應用，單片機技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，得到了更廣闊的發(fā)展機會和應用前景。為適應這個市場對人才的需要，高校單片機課程的教學內(nèi)容也逐步由MCS－51系列過渡到相對復雜但功耗更低的MSP430系列。首先，在MSP430單片機的教學內(nèi)容上，目前的教材基本是以單片機生產(chǎn)商提供的技術(shù)手冊為主，大體上延續(xù)了以往傳統(tǒng)MCS－51系列的教學思路，即以單片機的知識點為主線進行單元技術(shù)教學。這對短時間集中實踐環(huán)節(jié)課程設計類的教學明顯不太適用。所以在教學內(nèi)容的組織上需要根據(jù)學生理論課知識掌握的具體情況和實踐課程的特點，重新組織教學內(nèi)容。其次，在教學方法上，由于學生在前期已經(jīng)完成了MSP430單片機的理論學習，如何在短時間內(nèi)把學過的知識應用到實踐當中去，把理論學習中分散的各個知識點通過一個個由淺入深的設計題目系統(tǒng)有機地組合在一起，使得學到的知識在系統(tǒng)上和深度上有質(zhì)的提高。這也是課程設計不同于理論教學而需要重新設計整合的地方。最后，在學生成績評定方法上，為了調(diào)動學生主動學習的積極性，發(fā)掘每個學生的潛力，在成績的評定上做了一定的探索和嘗試。
1教改實施的主要內(nèi)容
1．1教學內(nèi)容與教學方法的改革
相比于MCS－51系列單片機，MSP430系列單片機不僅在理論上有一定的難度和深度，而且在設計的靈活性和創(chuàng)新性上有更大的可操作空間。課程設計環(huán)節(jié)在實踐教學中起著承上啟下的關(guān)鍵性作用，一方面是將所學的基礎知識（模擬電路、數(shù)字電路、C語言等）融會貫通綜合運用的過程，另一方面也是為以后的畢業(yè)設計以及電子設計類競賽打下良好的實踐基礎。有鑒于此，在教學內(nèi)容的編排設計上，既要體現(xiàn)對MSP430單片機重點知識的理解把握，又要結(jié)合設計題目對所涉及的知識點更進一步深化學習。所以在本次教改中，對教學內(nèi)容和方法做了一定的調(diào)整，主要在以下幾個方面進行嘗試和探索：（1）理論與實踐教學環(huán)節(jié)的銜接整合。由于學生對MSP430單片機理論在學習和理解與實踐上有一定的距離，所以在課程設計的前期有必要對在設計過程中常用的模塊做進一步的強化學習，快速解決理論上的難點和疑惑。在教學方法上，也不同于以往的理論教學，突出了以關(guān)鍵模塊為主要掌握內(nèi)容，通過對模塊電路圖邏輯關(guān)系的深入細致的講解，加強了學生對MSP430單片機關(guān)鍵模塊的功能理解。為此，在講授每個模塊時，都給學生發(fā)一張清晰放大的模塊邏輯功能電路圖，以逐個過關(guān)的考核方式，使學生能在很短的時間內(nèi)迅速掌握MSP430單片機的主要內(nèi)容。同時，也著重強調(diào)該模塊在實際設計當中的一些具體的應用以及一些注意事項，在這點上，由于MCS－51單片機的內(nèi)容和功能相對比較簡單，所以在以往的理論教學中大都是簡單介紹一下，其應用設計部分學生通過自學的方式來掌握。而MSP430單片機由于其結(jié)構(gòu)更復雜、應用更廣泛，雖然學生在理論教學過程中也學過相關(guān)的知識并做過一些驗證性實驗，但是對大多數(shù)學生來說知識的掌握還是停留在理論上，對基本知識理解深度不夠，導致學生困惑的問題還有很多。致使學生綜合性實驗能力較弱，完成課程設計和實際應用設計的難度較大。因此要注重研究實際應用中典型問題背后的原因，深化和細化基本知識的講授，這對實際應用和提高可起到至關(guān)重要的作用。因此需要強化理論與實踐銜接環(huán)節(jié)的教學，不斷挖掘基本知識內(nèi)容的深度，特別是實際應用這一部分很有必要在老師的指導下完成。比如，在講授最常用的也是最重要的定時器A捕獲功能的時候，除了講述定時器A的邏輯結(jié)構(gòu)和使用規(guī)則外，對其輸出端口的八種工作模式，還通過重點補充在每種工作模式下常用的設計實例的分析講解加以介紹和總結(jié)。這種重點講授和逐一考核相結(jié)合的教學方法在本次教改過程中取得了很好的教學效果，使學生能在此基礎上更容易地進入到高級層次的應用設計當中。（2）實踐開發(fā)平臺的選擇。目前各高校大都使用各種功能完備的實驗箱或開發(fā)板，其明顯的弊端就是由于實驗箱上各接口的連接都是固定的，學生大多數(shù)不會主動去了解這種連接后形成的電路工作原理；沒有經(jīng)歷過從設計、元器件連接、調(diào)試到完成全過程的鍛煉；而且實驗箱上資源有限，對一些能力比較強的學生來說不能進行更多種硬件方案的設計和創(chuàng)新?；谏鲜鲈?，本次教改沒有使用以往MCS－51單片機那樣各種功能和結(jié)構(gòu)都固定的實驗箱，而是選用了MSP430單片機核心板外加按鍵輸入模塊和數(shù)碼管顯示輸出模塊等構(gòu)成的最小系統(tǒng)，這樣的選擇是因為MSP430單片機的引腳復用功能非常普遍，把MSP430單片機的所有外接引腳都空出來供學生選擇使用一方面可以增強學生對端口的認識，也使學生更深刻的體驗MSP430單片機強大的實現(xiàn)功能。而且也為以后外加溫度模塊、紅外線模塊、重力感應模塊等更多模塊的選擇提供了堅實的基礎。另一反面也使學生在課程設計過程中有更大的自由度和選擇空間，創(chuàng)造了一個寬松的硬件實驗環(huán)境和發(fā)揮創(chuàng)造性的空間，增大了課程設計的吸引力。通過應用這個開發(fā)平臺促使學生主動去熟悉引腳的各項功能、自己設計電路的實驗方案、自己選擇應用的設計模塊以及最終完成的功能，同時，這些實驗手段的綜合應用，促進了學生對理論教學的理解，使學生的實際動手能力得到了提高和鍛煉，從學生最終的設計成果上看也確實達到了這種效果。（3）基于項目引領的實驗模式。課程設計不同于一般的驗證性實驗課程，它是在理論教學的基礎上，以實踐和創(chuàng)新為主線，以提高學生綜合能力為目標的教學環(huán)節(jié)。以往MCS－51單片機課程設計由于硬件結(jié)構(gòu)相對簡單、外圍接口功能單一，留給學生自由設計的空間比較有限，所以教學模式采用傳統(tǒng)“灌輸式”的教學方法，給學生的設計任務大都是相對單一的題目。本次教改借著硬件開發(fā)平臺更新?lián)Q代的機會，有條件在教學模式上做了進一步的探索，采用了基于項目引領的實驗教學模式。該教學模式旨在提高學生的綜合素質(zhì)，從宏觀教學的角度考慮，是一種以學生為中心的教學模式，將整個課程設計的教學內(nèi)容設計成一個基本涵蓋了本課程重點教學內(nèi)容的設計項目庫，其中對每個重要知識點都有多個難度等級不同的設計項目，學生可以根據(jù)自己的能力和興趣選擇并完成基本涵蓋每個知識點的多個設計題目。設計項目庫中的題目難度系數(shù)的差異化、多樣化既是因材施教教育理念的一種體現(xiàn)，也是以往課程設計教學經(jīng)驗的一種總結(jié)。通過這樣的教學設計，加大了學生對課程的興趣，逐漸地積累成就感，并最終能較快地進入設計者的角色，能較好地完成實際應用的設計。
1．2教改效果的評定
教改效果主要通過學生成績的評定來考察。因此，對學生成績的評定方法也進行了初步的探索。學生成績評定是教師教學過程的重要環(huán)節(jié)，對教師的“教”與學生的“學”具有重要指導作用。傳統(tǒng)的教學評價模式顯然不能夠體現(xiàn)學生在課程設計過程中的全部工作，因此，需要建立多元化評價體系，既要重視學生在設計過程中體現(xiàn)出來的創(chuàng)意、創(chuàng)新等能力水平的評價，又要考慮到每個學生的基礎和能力的差別，保護學生的學習積極性，設立合理的考核分數(shù)比值，提高學生在設計過程中的分值。這種多元化的考核辦法既能夠充分調(diào)動學生的主觀能動性，提高學生的創(chuàng)新意識以及競爭意識。同時也從不同角度動態(tài)地反映了學生在課程設計過程中的學習情況以及學習效果。在此次教改過程中也對此進行了初步探索，取得了一定的效果。
2總結(jié)
MSP430單片機課程設計是電子類專業(yè)一門重要的實踐課程。尤其是在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面具有很強的實踐意義，通過本次的教學改革，分別在教學環(huán)節(jié)、開發(fā)平臺的選擇、實驗模式、成績評定方法等四個方面提出了的改革思路和具體的實施辦法，并在隨后的教學過程得以實施，這些改革的實施在教學實際中呈現(xiàn)了良好的教學效果。
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作者:陳德斌 陸清茹 單位:東南大學成賢學院