谈MSP430单片机课程设计教改

摘要：针对MSP430单片机课程设计的特点，重点从组织教学内容、改善教学方法以及改革成绩评定方法上下功夫，调动学生的学习兴趣和积极性，使他们能够通过课程设计这个重要的实践教学环节，把所学知识和理论应用到实践当中去。此次教改取得了较好的教学效果，同时，所提出的教学方法和措施对其他实践类课程的教学改革也具有一定的借鉴意义。

关键词：MSP430；教学改革；课程设计

0引言

随着时代的进步和微电子技术的发展，以及目前物联网产业的应用，单片机技术作为物联网产业的关键技术之一，得到了更广阔的发展机会和应用前景。为适应这个市场对人才的需要，高校单片机课程的教学内容也逐步由MCS－51系列过渡到相对复杂但功耗更低的MSP430系列。首先，在MSP430单片机的教学内容上，目前的教材基本是以单片机生产商提供的技术手册为主，大体上延续了以往传统MCS－51系列的教学思路，即以单片机的知识点为主线进行单元技术教学。这对短时间集中实践环节课程设计类的教学明显不太适用。所以在教学内容的组织上需要根据学生理论课知识掌握的具体情况和实践课程的特点，重新组织教学内容。其次，在教学方法上，由于学生在前期已经完成了MSP430单片机的理论学习，如何在短时间内把学过的知识应用到实践当中去，把理论学习中分散的各个知识点通过一个个由浅入深的设计题目系统有机地组合在一起，使得学到的知识在系统上和深度上有质的提高。这也是课程设计不同于理论教学而需要重新设计整合的地方。最后，在学生成绩评定方法上，为了调动学生主动学习的积极性，发掘每个学生的潜力，在成绩的评定上做了一定的探索和尝试。

1教改实施的主要内容

1．1教学内容与教学方法的改革

相比于MCS－51系列单片机，MSP430系列单片机不仅在理论上有一定的难度和深度，而且在设计的灵活性和创新性上有更大的可操作空间。课程设计环节在实践教学中起着承上启下的关键性作用，一方面是将所学的基础知识（模拟电路、数字电路、C语言等）融会贯通综合运用的过程，另一方面也是为以后的毕业设计以及电子设计类竞赛打下良好的实践基础。有鉴于此，在教学内容的编排设计上，既要体现对MSP430单片机重点知识的理解把握，又要结合设计题目对所涉及的知识点更进一步深化学习。所以在本次教改中，对教学内容和方法做了一定的调整，主要在以下几个方面进行尝试和探索：（1）理论与实践教学环节的衔接整合。由于学生对MSP430单片机理论在学习和理解与实践上有一定的距离，所以在课程设计的前期有必要对在设计过程中常用的模块做进一步的强化学习，快速解决理论上的难点和疑惑。在教学方法上，也不同于以往的理论教学，突出了以关键模块为主要掌握内容，通过对模块电路图逻辑关系的深入细致的讲解，加强了学生对MSP430单片机关键模块的功能理解。为此，在讲授每个模块时，都给学生发一张清晰放大的模块逻辑功能电路图，以逐个过关的考核方式，使学生能在很短的时间内迅速掌握MSP430单片机的主要内容。同时，也着重强调该模块在实际设计当中的一些具体的应用以及一些注意事项，在这点上，由于MCS－51单片机的内容和功能相对比较简单，所以在以往的理论教学中大都是简单介绍一下，其应用设计部分学生通过自学的方式来掌握。而MSP430单片机由于其结构更复杂、应用更广泛，虽然学生在理论教学过程中也学过相关的知识并做过一些验证性实验，但是对大多数学生来说知识的掌握还是停留在理论上，对基本知识理解深度不够，导致学生困惑的问题还有很多。致使学生综合性实验能力较弱，完成课程设计和实际应用设计的难度较大。因此要注重研究实际应用中典型问题背后的原因，深化和细化基本知识的讲授，这对实际应用和提高可起到至关重要的作用。因此需要强化理论与实践衔接环节的教学，不断挖掘基本知识内容的深度，特别是实际应用这一部分很有必要在老师的指导下完成。比如，在讲授最常用的也是最重要的定时器A捕获功能的时候，除了讲述定时器A的逻辑结构和使用规则外，对其输出端口的八种工作模式，还通过重点补充在每种工作模式下常用的设计实例的分析讲解加以介绍和总结。这种重点讲授和逐一考核相结合的教学方法在本次教改过程中取得了很好的教学效果，使学生能在此基础上更容易地进入到高级层次的应用设计当中。（2）实践开发平台的选择。目前各高校大都使用各种功能完备的实验箱或开发板，其明显的弊端就是由于实验箱上各接口的连接都是固定的，学生大多数不会主动去了解这种连接后形成的电路工作原理；没有经历过从设计、元器件连接、调试到完成全过程的锻炼；而且实验箱上资源有限，对一些能力比较强的学生来说不能进行更多种硬件方案的设计和创新。基于上述原因，本次教改没有使用以往MCS－51单片机那样各种功能和结构都固定的实验箱，而是选用了MSP430单片机核心板外加按键输入模块和数码管显示输出模块等构成的最小系统，这样的选择是因为MSP430单片机的引脚复用功能非常普遍，把MSP430单片机的所有外接引脚都空出来供学生选择使用一方面可以增强学生对端口的认识，也使学生更深刻的体验MSP430单片机强大的实现功能。而且也为以后外加温度模块、红外线模块、重力感应模块等更多模块的选择提供了坚实的基础。另一反面也使学生在课程设计过程中有更大的自由度和选择空间，创造了一个宽松的硬件实验环境和发挥创造性的空间，增大了课程设计的吸引力。通过应用这个开发平台促使学生主动去熟悉引脚的各项功能、自己设计电路的实验方案、自己选择应用的设计模块以及最终完成的功能，同时，这些实验手段的综合应用，促进了学生对理论教学的理解，使学生的实际动手能力得到了提高和锻炼，从学生最终的设计成果上看也确实达到了这种效果。（3）基于项目引领的实验模式。课程设计不同于一般的验证性实验课程，它是在理论教学的基础上，以实践和创新为主线，以提高学生综合能力为目标的教学环节。以往MCS－51单片机课程设计由于硬件结构相对简单、接口功能单一，留给学生自由设计的空间比较有限，所以教学模式采用传统“灌输式”的教学方法，给学生的设计任务大都是相对单一的题目。本次教改借着硬件开发平台更新换代的机会，有条件在教学模式上做了进一步的探索，采用了基于项目引领的实验教学模式。该教学模式旨在提高学生的综合素质，从宏观教学的角度考虑，是一种以学生为中心的教学模式，将整个课程设计的教学内容设计成一个基本涵盖了本课程重点教学内容的设计项目库，其中对每个重要知识点都有多个难度等级不同的设计项目，学生可以根据自己的能力和兴趣选择并完成基本涵盖每个知识点的多个设计题目。设计项目库中的题目难度系数的差异化、多样化既是因材施教教育理念的一种体现，也是以往课程设计教学经验的一种总结。通过这样的教学设计，加大了学生对课程的兴趣，逐渐地积累成就感，并最终能较快地进入设计者的角色，能较好地完成实际应用的设计。

1．2教改效果的评定

教改效果主要通过学生成绩的评定来考察。因此，对学生成绩的评定方法也进行了初步的探索。学生成绩评定是教师教学过程的重要环节，对教师的“教”与学生的“学”具有重要指导作用。传统的教学评价模式显然不能够体现学生在课程设计过程中的全部工作，因此，需要建立多元化评价体系，既要重视学生在设计过程中体现出来的创意、创新等能力水平的评价，又要考虑到每个学生的基础和能力的差别，保护学生的学习积极性，设立合理的考核分数比值，提高学生在设计过程中的分值。这种多元化的考核办法既能够充分调动学生的主观能动性，提高学生的创新意识以及竞争意识。同时也从不同角度动态地反映了学生在课程设计过程中的学习情况以及学习效果。在此次教改过程中也对此进行了初步探索，取得了一定的效果。

2总结

MSP430单片机课程设计是电子类专业一门重要的实践课程。尤其是在创新型人才培养方面具有很强的实践意义，通过本次的教学改革，分别在教学环节、开发平台的选择、实验模式、成绩评定方法等四个方面提出了的改革思路和具体的实施办法，并在随后的教学过程得以实施，这些改革的实施在教学实际中呈现了良好的教学效果。

参考文献：

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作者:陈德斌 陆清茹 单位:东南大学成贤学院